Jakarta –
Saviez-vous que les bactéries dans la nature respirent en expirant des électrons en excès, provoquant un réseau électrique intrinsèque ? Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’Université de Yale ont découvert que la lumière peut augmenter l’activité de ces composants électroniques dans les bactéries du biofilm.
Selon leurs recherches, cette condition entraîne une augmentation de 100 fois de la conductivité électrique. L’augmentation spectaculaire du courant dans les nanofils exposés à la lumière indique un courant lumineux stable et fort qui dure des heures.
L’auteur principal de l’étude, Nikhil Malvankar, professeur de biophysique et de biochimie moléculaire à l’Institut des sciences microbiennes du campus ouest de Yale, a déclaré que les scientifiques cherchaient maintenant des moyens de tirer parti de cette nouvelle découverte et de lui trouver des applications, par exemple en éliminant les déchets à risque biologique et en créant nouvelles sources de carburant que renouvelables.
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Il est courant que les êtres vivants inhalent de l’oxygène pour éliminer les électrons en excès tout en convertissant les nutriments en énergie. Cependant, les bactéries du sol qui vivent profondément sous les océans ou enfouies sous terre depuis des milliards d’années n’ont pas accès à ce précieux oxygène.
Par conséquent, ils ont développé un moyen de respirer en “inhalant des minéraux” à travers de minuscules filaments de protéines appelés nanofils. Les scientifiques ont découvert que lorsque ces types de bactéries étaient exposées à la lumière, elles produisaient une augmentation substantielle et surprenante du courant électrique.
“Personne ne sait comment cela s’est passé”, a déclaré Malvankar, cité par Interesting Engineering, mardi (20/9/2022).
Dans la nouvelle étude, une équipe de recherche dirigée par le chercheur postdoctoral Jens Neu et l’étudiante diplômée Catharine Shipps a découvert que ce processus est alimenté par une protéine contenant du métal connue sous le nom de cytochrome OmcS (qui forme des nanofils bactériens, l’outil que les bactéries utilisent pour respirer).
OmcS agit essentiellement comme un photoconducteur naturel qui facilite un transfert d’électrons efficace lorsque le biofilm est exposé à la lumière.
“Il s’agit d’une forme complètement différente de photosynthèse. Ici, la lumière accélère la respiration des bactéries en raison du transfert rapide d’électrons entre les nanofils”, a déclaré Malvankar.
Actuellement, le laboratoire de Malvankar explore comment cette découverte pourrait être utilisée pour stimuler la croissance de l’optoélectronique et même capturer le méthane pour aider à lutter contre le réchauffement climatique.
Ce ne sont pas les seules bactéries qui ont des propriétés bénéfiques. En août 2018, une équipe de microbiologistes de l’Université de l’État de Washington a découvert des bactéries dans le bassin du Heart Lake Geyser du parc national de Yellowstone qui peuvent “respirer” de l’électricité en transmettant des électrons à un métal ou à un minéral extérieur, à l’aide de plumes filiformes saillantes.
Lorsque les bactéries échangent des électrons, elles génèrent un courant électrique qui pourrait éventuellement être exploité pour des applications à faible puissance. En théorie, tant que les bactéries ont du carburant, elles peuvent continuer à produire de l’énergie.
Puis, en juin 2022, une équipe de recherche de l’Université de Binghamton a trouvé un moyen d’alimenter des biobatteries pendant des semaines en utilisant trois types de bactéries hébergées dans des pièces séparées.
Ces découvertes montrent que la nature peut fournir de nombreuses solutions à certains des problèmes les plus insurmontables d’aujourd’hui. Ce qu’il faut, c’est de la recherche et du développement dans la bonne direction.
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(rns/fay)
