Трансгенная кишечная палочка превратила сточные воды в электричество
Кишечная палочка, или Escherichia coli, — это бактерия, которая часто встречается в кишечнике человека и животных, она изучена вдоль и поперек. Недавно ученые смогли изменить этот «простой в обращении» микроб так, чтобы он создавал электричество, при этом питаясь органикой из отходов производства.
Бактерии довольно однообразны внешне — чаще всего это просто шарики или палочки, что неудивительно при их размерах в считаные микроны. Зато метаболизм бактерий чрезвычайно разнообразен, в отличие от очень похожих друг на друга в этом отношении животных или растений.
Некоторые микробы даже способны вырабатывать электричество. Такова, к примеру, шеванелла Shewanella oneidensis, обитающая на дне океана в бескислородных условиях, а иногда и в почве. Шеванелла умеет восстанавливать металлы, сбрасывая на них электроны — побочный продукт своего обмена веществ. Восстановление представляет собой процесс, противоположный окислению, поэтому такие бактерии можно использовать для защиты металлов от коррозии.
Бактерии S. oneidensis способны перемещаться, находить несущие заряд частички металла и, осев на них, вырабатывать энергию за счет химических реакций. Затем микробы могут вновь начать активно двигаться, пока им не придется опять осесть на металл для «подзарядки».
Эти микробы — перспективный инструмент для биотехнологии и техники, вот только иметь дело с такими экзотическими и капризными бактериями сложно. Поэтому авторы новой статьи для журнала Joule решили подыскать им альтернативу, а именно — сделать «электростанцию» из доступной и хорошо изученной кишечной палочки E. coli.
Кишечная палочка может многое, но с выработкой электричества (то есть сбрасыванием электронов наружу), в отличие от упомянутых «электробактерий», справляется плохо. Причина связана с устройством ее электронотранспортной цепи — набора молекул, которые перебрасывают электрон между собой, что необходимо для использования его энергии при обмене веществ.
Ученые решили это изменить: они перенесли в кишечную палочку систему транспорта электронов из той самой шеванеллы. Ее компоненты разместили на обоих мембранах E. coli и в пространстве между ними — в результате кишечная палочка начала генерировать электричество намного лучше. В целом эта конструкция из трансгенной бактерии оказалась втрое эффективнее, чем другие технологии получения «микробного электричества».
E. coli хороша тем, что непривередлива к среде, на которой растет: ей подойдут любые богатые органикой отходы вроде сточных вод. Авторы исследования доказали это на практике, вырастив свою «электрическую кишечную палочку» на ряде питательных сред, в том числе на отходах местной пивоварни в Лозанне (Швейцария).
Выходит, ученые нашли остроумный способ решить две проблемы одним махом: и от отходов производства избавиться (для чего электричество обычно приходится потратить), и получить электроэнергию экологичным путем.
Telegram 
Дзен 
VK Нейроморфные вычисления — это попытка скопировать принцип работы мозга: не последовательно выполнять команды, как обычный процессор, а обрабатывать информацию параллельно, через сеть взаимосвязанных «нейронов», которые активируются в зависимости от поступающих сигналов. Эта идея существует уже несколько десятилетий, но до недавнего времени ее реализовывали на обычной электронной элементной базе. Исследователи из МФТИ провели обширный обзор, в котором систематизировали последние достижения в области фотонных нейроморфных вычислений.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Масштабный анализ ДНК показал, что леопарды в Капской области ЮАР измельчали не из-за случайных мутаций при вырождении популяции, а в результате целенаправленной эволюционной адаптации к местной среде обитания.
Физтехи предложили аналитический способ описания передачи энергии от ультракороткого лазерного импульса к квантовому осциллятору, находящемуся в тепловом равновесии. Эта модель показывает, как сверхкороткие вспышки света возбуждают микроскопические системы — молекулы, кристаллы, плазмоны, фотоны и электронные центры в веществе. Это важно для разработки методов сверхбыстрого управления веществом, генерации терагерцового излучения и подбора оптимальных параметров лазерных импульсов для возбуждения заданных состояний материала.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии