Doğanın Elektrik Şebekesini Harekete Geçiren Nanoteller
Okyanus tabanı ve ayaklarımızın altındaki zemin; organik atıklardan elektrik akımı üretebilen milyarlarca bakterinin yarattığı, insan saçının 1 / 100.000’i genişliğinde minik nanotellerle dolu. Nature Chemical Biology dergisinde 17 Ağustos’ta yayınlanan yeni araştırmada Yale araştırmacıları, bu gizli güç şebekesinin kısa bir elektrik alanı sarsıntısı ile nasıl etkinleştirilebileceğini anlatıyor.
Yale’nin Batı Kampüsü’ndeki Mikrobiyal Bilim Enstitüsü’nde moleküler biyofizik ve biyokimya yardımcı doçenti ve makalenin kıdemli yazarı Nikhil Malvankar “Bir elektrik dünyasında yaşıyoruz.” dedi. “Bu nanotellerin gücü ve iletkenliği; bakterilerin kendilerini tamir etme kabiliyetiyle birleştiğinde, canlı hücrelerden dayanıklı, kendi kendini iyileştiren elektronikler oluşturmaya yardımcı olabilir.”
Oksijensiz ortamlarda, Geobacter bakteri, organik atığın elektriğe dönüştürülmesinden kaynaklanan fazla elektronları atmak için biyofilm olarak bilinen bakteri topluluklarına nanoteller adı verilen küçük protein filamentlerini yansıtarak “nefes alır”. Ancak apartman binaları gibi üst üste yığılmış bu bakterilerin, boyutlarının 100 katı kadar mesafelerde elektron göndermesi bir muamma olarak kaldı.
Daha önceki araştırmada ekip, OmcS adı verilen bir proteinden oluşan nanotellerin uzunlukları boyunca minik metal yapı taşları veya kıvrımlar içerdiğini gösterdi. OmcS, elektrik iletir. Yeni çalışma, bir elektrik alanı tarafından uyarıldığında, bakterilerin daha önce bilinmeyen farklı, daha verimli bir protein olan OmcZ’nin nanotellerini ürettiğini buldu. OmcS’den 1.000 kat daha verimli elektrik iletir.
Yale’nin Mikrobiyal Bilimler Enstitüsü’nde araştırma görevlisi olan Sibel Ebru Yalçın, yüksek lisans öğrencileri J. Patrick O’Brien, Yangqi Gu ve Krystle Reiss ile birlikte bu çalışmayı yönetti.
Yalçın, “Şaşırtıcı bir şekilde, nanoteller, çoğu proteinin parçalandığı aşırı asidik ortamlara dayanabilir ve çalışabilir.” dedi. “Bu, yeni sensörler ve son derece dayanıklı malzemeler geliştirmek için eşsiz bir fırsat sağlıyor.”
Çeviri:Simge KARA
Kaynak:More information: Electric field stimulates production of highly conductive microbial OmcZ nanowires, Nature Chemical Biology (2020). DOI: 10.1038/s41589-020-0623-9 , www.nature.com/articles/s41589-020-0623-9