In den Schlickgebieten der Küste von Oregon haben Forscher eine Bakterienart mit erstaunlichen Eigenschaften identifiziert. Die als
Candidatus Electrothrix yaqonensis bezeichnete Art könnte den Weg für neuartige Anwendungen in der Bioelektronik und Umweltreinigung ebnen.
Diese Entdeckung, veröffentlicht in
Applied and Environmental Microbiology, beleuchtet einen Organismus, der in der Lage ist, Elektrizität zu leiten. Wissenschaftler sehen darin Potenzial für innovative medizinische und umwelttechnologische Anwendungen.
Eine einzigartige Struktur mit vielversprechenden Eigenschaften
Fadenförmige Bakterien wie
Candidatus Electrothrix yaqonensis bilden Zellketten, die durch eine gemeinsame Membran verbunden sind. Ihre Besonderheit liegt in ihrer Fähigkeit, Elektronen über mehrere Zentimeter zu transportieren – eine Seltenheit in der mikrobiellen Welt.
Diese neue Art weist hybride Gene auf, die Merkmale der Gattungen
Candidatus Electrothrix und
Candidatus Electronema kombinieren. Ihre Genomanalyse deutet darauf hin, dass es sich um einen alten Zweig handeln könnte, der die Evolution dieser Mikroorganismen beleuchtet.
A – Beobachtung unter dem Lichtmikroskop von zwei abgebauten Filamenten von Kabelbakterien, umgeben von einer Hülle, wahrscheinlich von einem einzigen Filament stammend.
B – Visualisierung durch FISH (in Rot) und DAPI-Färbung (in Blau) der Bakterien im Wasser: a, abgebaute Filamente; b, intakte Filamente; c, extrazelluläre Hüllen.
C – Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines YB6-Filaments mit markierten Rippen, umgeben von einer Hülle.
D – AFM-Bilder, die die diagonalen Rippen des Filaments zeigen (Amplitude links, Topographie rechts) und mögliche Polyphosphat-Einschlüsse.
E – Transmissions-Elektronenmikroskopische Querschnittsaufnahme eines YB6-Filaments, umgeben von einer Hülle.
F – Detail einer teilweisen Radstruktur, die die interne Ultrastruktur und einen partiellen Radius offenbart.
Ihre leitfähigen Fasern, reich an Nickel, ermöglichen großflächige Redoxreaktionen. Diese Mechanismen spielen eine Schlüsselrolle im Nährstoffkreislauf und in der Geochemie der Sedimente.
Potenzielle Anwendungen in der Umweltreinigung und Bioelektronik
Dank ihrer Leitfähigkeit könnten diese Bakterien Schadstoffe beseitigen, indem sie Elektronen übertragen. Diese Eigenschaft eröffnet Perspektiven für die Biorestauration kontaminierter Böden und Sedimente.
Ihre nickelbasierten, hochleitfähigen Proteine inspirieren auch neue bioelektronische Materialien. Diese Innovationen könnten in medizinischen Geräten oder Umweltsensoren zum Einsatz kommen.
Schließlich verstärkt ihre Widerstandsfähigkeit in verschiedenen Umgebungen, ob maritim oder im Süßwasser, ihr Potenzial für den Einsatz in einer Vielzahl von Lebensräumen.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Applied and Environmental Microbiology