Técnica Identifica Bacterias Productoras De Electricidad

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Vivir en condiciones extremas requiere adaptaciones creativas. Para ciertas especies de bacterias que existen en ambientes privados de oxígeno, esto significa encontrar una manera de respirar que no implique oxígeno. Estos microbios resistentes, que se pueden encontrar en las profundidades de las minas, en el fondo de los lagos e incluso en el intestino humano, han desarrollado una forma única de respiración que consiste en excretar y expulsar electrones. En otras palabras, estos microbios pueden producir electricidad.

Los científicos e ingenieros están explorando formas de aprovechar estas plantas de energía microbiana para operar celdas de combustible y purificar las aguas residuales, entre otros usos. Pero determinar las propiedades eléctricas de un microbio ha sido un desafío: las células son mucho más pequeñas que las células de mamíferos y son extremadamente difíciles de cultivar en condiciones de laboratorio.

Ahora los ingenieros de MIT han desarrollado una técnica de microfluidos que puede procesar rápidamente pequeñas muestras de bacterias y medir una propiedad específica que está altamente correlacionada con la capacidad de las bacterias para producir electricidad. Dicen que esta propiedad, conocida como polarizabilidad, se puede usar para evaluar la actividad electroquímica de una bacteria de una manera más segura y eficiente en comparación con las técnicas actuales.

"La visión es elegir a los candidatos más fuertes para hacer las tareas deseables que los humanos quieren que hagan las células", dice Qianru Wang, un postdoctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT.

"Hay trabajos recientes que sugieren que podría haber una gama mucho más amplia de bacterias que tienen propiedades [productoras de electricidad]", agrega Cullen Buie, profesor asociado de ingeniería mecánica en el MIT. “Por lo tanto, una herramienta que te permita probar esos organismos podría ser mucho más importante de lo que pensábamos. No es solo un pequeño puñado de microbios lo que puede hacer esto ".

Buie y Wang han publicado sus resultados hoy en Avances científicos .

Solo entre ranas

Las bacterias que producen electricidad lo hacen generando electrones dentro de sus células, y luego transfiriendo esos electrones a través de sus membranas celulares a través de pequeños canales formados por proteínas de superficie, en un proceso conocido como transferencia de electrones extracelular o EET.

Las técnicas existentes para explorar la actividad electroquímica de las bacterias involucran el crecimiento de grandes lotes de células y la medición de la actividad de las proteínas EET, un proceso meticuloso que requiere mucho tiempo. Otras técnicas requieren la ruptura de una célula para purificar y probar las proteínas. Buie buscó un método más rápido y menos destructivo para evaluar la función eléctrica de las bacterias.