Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

UMass Forskare Upptäcker Interspecies ElektronÖverföring i Microorganisms

Published on December 3, 2010 at 5:22 AM

Universitetar av Massachusetts Amherst microbiologists Derek Lovley, Zarath Somrar och kollegor anmäler i Dec.en 2 utfärdar av Vetenskap det som de har upptäckt ett nytt kooperativuppförande i anaerobic bakterier som är bekant som den interspecies elektronöverföringen, som kunde ha viktiga implikationer för det globala kolet att cykla och bioenergy.

Forskarna grundar, att microorganisms av olik art, i denna Geobacter för fall två art, kan bilda riktar elektriska anslutningar och passerar en elektrisk ström från en microbe till annan. Genom att samarbeta på så sätt, kan de två microbesna konsumera mat som neither av dem kunde använda på deras eget.

Cellen samlar, eller ”klumpa ihop sig storen av den evolution” Somrar evolved i något liknande för laboratoriumlooken mycket de som finnas i natur som är involverade i förnedra organisk materia in i växthuset gasar, koldioxid och metangas. Omvandlingen av avfalls till metangas vid mikrobiella aggregat är en mer och mer populär metod för att producera naturgas som en förnybar energikälla.

Andra kan finnas konsumera metangas från vädrar längst ner av hav. I båda fall har utredare förbryllats för år om hur dessa aggregat fungerar, därför att överföringsparadigm för 40 en årig interspecies väten inte verkade till färdiga observationer. Nu verkar gåtan att lösas.

Som Lovley, den främsta investestigatoren, förklarar, ”förlade Vi microbesna villkorar under i vilket de måste att fungera tillsammans för att fortleva och växa genom att använda alkoholen som vi gav dem som en energikälla. De är de ultimat dricka kompisarna som samarbetar för att konsumera ethanol.”, Med service från det Genomic VetenskapsProgramet av U.S.-Avdelningen av Energi har hans labb exploaterat kapaciteten av microorganisms att anpassa till romanen villkorar och framkallande microbes för praktiskapplikationer.

Det har varit bekant sedan 60-tal att microorganisms kan indirekt utbyta elektroner vid det processaa bekant som den interspecies väteöverföringen. I det producerar en microbe väten som en annan microbe då konsumerar. Det var experiment carrried ut vid doktors- kandidatSomrar för att undersöka detta fenomen vidare som ledde till upptäckten av det nytt riktar den processaa överföringen.

Att börja satte Somrar två art av Geobacter tillsammans under villkorar förväntat att favorisera väte-dela växelverkan. Först samarbetade cellerna för att konsumera alkoholen, genom att dela väten. Med tiden startade de också att klampa tillsammans, och omformning av kulturen från en av skingrade mikroskopiska celler, osynligt till det naket synar, till en samling av komplext mång--cell- strukturerar, millimetrar i diameter.

Motstå henne labbkompis fortsatte urgings för att skaka kulturerna och för att bryta upp de oväntade cellruggarna, Somrar för att låta spheresna växa. Nu ställde ut de ett djupt - rött färga tack vare närvaroen av stryka-innehållande proteiner som är bekant som cytochromes. När de observeras med ett elektronmikroskop, hade de klart framkallat ett invecklat strukturerar med en serie av kanaliserar, förmodligen för att hjälpa nutrients för att skriva in. De hade också etablerade fullständigt nya elektriska anslutningar som till5At dem direkt att dela elektroner.

”Är riktaelektronöverföringen mycket effektivare, och de konsumerar alkohol mycket snabbare hitåt,” Somrar pekar ut. att Ordna DNAEN i det stora rött klumpa ihop sig avslöjde hemligheten till denna elektriska anslutning: en mutation i en av den Geobacter arten hade orsakat den för att göra mycket mer av en cytochrome bekant som OmcS. Föregående studier i Lovelys labb hade visat att OmcS ställer upp längs Geobacters elektriskt ledande glödtrådar som är bekant som mikrobiella nanowires.

”Föreslogg Denna vänd av händelser att cytochromen var nyckel- till den elektriska anslutningen något att sägaSomrar mellan för cellerna”. Detta bekräftades i följande experiment med genetiskt behandlade microbes. Då forskarna tog bort gener för cytochromen eller nanowiresna, bildade microbesna inte det rött klumpa ihop sig och använde aldrig effektivt deras alkohol tankar. Lovley, Somrar och kollegor thus hade thus preciserat källan av microbes'nas nya uppförande.

mer Ytterligare experiment visade, att, om mutationen introducerades, innan du satte tvåna Geobacters tillsammans, de bildade snabbt klumpa ihop sig och konsumerade alkohol. Ta Bort en gen, som skulle, var nödvändig för att cellerna beträffande ska att utbyta väten som skyndas också, klumpa ihop sig bildande som visar att den interspecies väteöverföringen inte var ett viktigt dela upp i faktorer. ”Är Detta ett klart fall av liv som evolving för att fungera effektivare något att säga Lovley i för en ny miljö”.

”Gissar Vi att många typer av naturliga aggregat rely på interspecies elektronöverföring” sade Lovley. ”Har Vi redan någon bra förberedande åtgärd att bevisa för denna med några mer komplexa naturliga system. Med DNA-ordnande i viss följd kan vi bestämma hur microbesna evolve när de utmanas för att göra bättre. Vi kan lära att ett lott om den grundläggande mekanismen av det processaa av intresserar,”, tillfogar han.

Källa: http://www.umass.edu/

Last Update: 26. January 2012 20:07

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit