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 Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Считается, что современная музыка стала простой и даже примитивной. Ученые из Италии математически проверили эту гипотезу и подтвердили, что даже самые сложные жанры со временем стали дрейфовать к простоте и повторам одних и тех же составляющих.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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