بكتيريا تتنفس الكهرباء تبشر بابتكار تقنيات طبية متطورة (بالفيديو)

كشفت دراسة جديدة نشرت بتاريخ 1 سبتمبر في مجلة نيتشر العلمية عن الطريقة التي تتنفس بها بكتيريا تسمى جيبو باكتر وكيف تستطيع أن تخرج الكهرباء كجزء من تنفسها.

مما يساعدنا على التحكم في  تشغيل هذه البكتيريا في انتاج الكهرباء أو إيقافها, مما يبشر بابتكار تقنيات متطورة في التكنولوجيا والطب.

كانت حركة الالكترونات الكهربائية خارج خلايا بكتيريا جيو باكتر Geobacter عبر زوائد دقيقة محل دراسة خلال السنوات الماضية كظاهرة طبيعية هامة، وأيضا بهدف استخدامها في تصنيع الوقود الحيوي biofuel أو الالكترونيات الحيوية bioelectronics.

ومنذ عام 2005 كان العلماء يعتقدون أن الزوائد الدقيقة التي تتحرك عبرها الالكترونات الكهربائية هي عبارة عن نوع من أهداب الخلية البكتيرية(type 4 pilli وهو ما نشكك منه بعض الباحثون نظرا لأن هذه البروتينات لا تحوي معادن موصلة للكهرباء مثل الحديد.

لكن الدراسات التحليلية قد أثبتت أن البكتيريا أثناء انتقال الالكترونات لخارجها لا تنتج أهدابا، لكنها تكون اسلاكا دقيقة تتكون من بروتينات أخرى تسمى بروتينات سيتوكروم cytochrome OmcS -OmcZ  القادرة على نقل الكهرباء.

وهذه الاسلاك هي التركيبات التي تستطيع حمل الكهرباء (الالكترونات) ونقلها إلى خارج البكتيريا nanowires.

ما هي الطريقة التي تكون بها بكتيريا جيو باكتر الأسلاك الكهربائية الدقيقة؟

توضح الدراسة الجديدة الطريقة التي تكون بها بكتيريا جيوباكتر هذه الأسلاك الكهربائية الدقيقة، كما ظهر تحت  الميكريسكوب الالكتروني cryo-electron microscopy.

تتمثل هذه الطريقة  في استخدام بكتيريا جيوباكتر نوعان من البروتينات لتكون أهداب تبقى تحت سطح غشاء البكتيريا الخارجي وتساعد على دفع الاسلاك الدقيقة التي تحمل الكهرباء لخارج الخلية البكتيرية وذلك ما يعتبر جزء من تنفسها.

وهو موضح في الفيديو التالي:

بكتيريا جيوباكتر من أنواع البكتيريا المنتشرة حول العالم ، والتي تنمو في طبقات التربة البعيدة عن الاكسجين (anerobic bacteria)

تنتج هذه البكتيريا الطاقة اللازمة لحياتها كأي كائن حي آخر، ولكن بسبب أنها لا تستخدم الاكسجين لحرق هذه الطاقة كما تفعل خلايا جسم الانسان مثلا، فهي تتخلص من الطاقة الزائدة عن حاجتها بواسطة الاسلاك الدقيقة التي تحمل الالكترونات الكهربائية لخارج البكتيريا.

هذه الاسلاك الدقيقة تصغر عن قطر شعر الانسان بحوالي 100,000 مرة، ولكنها تستطيع أن تنقل الالكترونات لمسافات بعيدة تصل لمئات أو آلاف أضعاف طول جسم البكتيريا، وذلك بحسب موقف ليف ساينس.

يأمل د. مالفينكر  رئيس الفريق البحثي أن تكون لهذه الدراسات تطبيقات مفيدة في مجال الطب وخاصة علاج أنواع العدوي البكتيرية.

حيث وضح في تصريحاته لمجلة ليف ساينس أن ذلك قد يكون ممكنا عن طريق تسليح أنواع من البكتيريا النافعة بهذه الاسلاك التي تنقل الكهرباء (بروبايوتك)  وتناولها كتحضيرات دوائية.

حيث قد يساعد ذلك على  الحفاظ على قوتها نتيجة قدرتها على التخلص من الطاقة الزائدة دون أن تسبب لها الضعف.

وبالتالي يساعدها على مواجهة أنواع البكتيريا الضارة مثل السالمونيلا والتي تمتلك طرقا مميزة للبقاء والتكاثر.

إقرأ أيضا على طب اليوم..

علماء يطورون أول مخ بشري له عينان في المعمل (بواسطة الخلايا الجذعية)

فيديو يوتيوب | أول مشاهدة دقيقة لحمض “دي ان اي” DNA وهو يتحرك

 3 أغذية بروبيوتيك تدعم صحتك بعد تناول اوجمنتين- كيورام – هاي بيوتك

ما أقصى درجة حرارة للجو يمكن لجسم الانسان تحملها؟

لا يمتلك التوأم المتماثل نفس بصمات الاصابع لتوأمه، فما السبب؟

متى تكون حقنة الهواء مميتة؟ وما هي الجلطة الهوائية؟