Учёные объяснили, как бактерии удаётся «дышать» камнями

Бактериальный вид Shewanella oneidensis, которому удаётся «дышать» с помощью камня, интересовал учёных на протяжении десятилетий, но механизм необычной техники клеточного дыхания оставалась неизвестным.

В исследовании, опубликованном в  Journal of the American Chemical Society, учёные обнаружили, что на способность бактерий «дышать», перенося электроны извне на твёрдые поверхности, влияет молекулярная хиральность, которая индуцирует оптимальное направление вращения электрона, когда организм «выдыхает». Большинство организмов используют кислород в качестве акцептора электронов, а бактерии Shewanella oneidensis переносят электроны на твёрдый минерал. Это явление, по-видимому, помогает организмам существовать в средах с небольшим количеством кислорода или вообще без него.

Организм Shewanella oneidensis был впервые идентифицирован ещё в 1980-х годах, когда учёные нашли его в осадке озера Онайда в Нью-Йорке. Вскоре исследователи обнаружили, что микроб может извлекать энергию из минералов в безвоздушных пространствах. Долгое время считалось, что организм транспортирует электроны во внешнюю среду через бактериальные «волоски». Однако недавно исследователи обнаружили, что эти похожие на волосы выросты являются удлинениями мембраны. При транспортировке электронов вдоль этих удлинений их спин зависит от хиральности молекул цитохрома. Исследование впервые подтвердило, что электропроводящие белки в этих клетках могут выбирать спин электронов.

Фото: L. Gross, PLOS Biology