Ученые изучили биологические нанопровода

Ученые изучили биологические нанопровода

По данным исследования, информация о котором опубликована в «mBio», онлайн журнале открытого доступа Американского общества микробиологии, во вторник, 12 марта, тонкие бактериальные нанопровода становятся проводящими при наличии определенных аминокислот.

Встречающиеся в природе бактерии Geobacter sulfurreducens используют эти нанопровода, называемые «пили», для транспортировки электронов к отдаленным частицам железа или к другим микробами. Ученые утверждают, что можно выгодно использовать эти билогические нанопровода в топливных элементах или биоэлектронике.

Проведенные исследования показывают, что требуется включение ядра ароматических аминокислот в эти волосоподобные придатки, чтобы вызвать функционирование их в качестве электронно-биологических проводников электричества. «Это именно ароматические аминокислоты делают их проволокой», — говорит ведущий автор исследования Дерек Лавлей (Derek Lovley) из университета Массачусетса, город Амхерст. Лавлей и его коллеги удалили «ключевые» аминокислоты из «пили» и заменили их другими, меньшими, не ароматическими аминокислотами.

«Без этих ключевых компонентов, — говорит Лавлей, — «пили» являются не более чем обычной цепочкой белка». Geobacter sulfurreducens «дышит», удаляя электроны из органических материалов и направляя их к оксидам железа или к другим микроорганизмам, подобно тому, как люди извлекают электроны из органических молекул пищи и переносят их на кислород. Для транспортировки электронов бактерии используют свои «пили», чтобы дотянуться до железных оксидов или других микробов, передавая «избыток» электронов по тончайшей структуре к месту назначения.

Движение электронов, происходит так же, как оно происходит при дыхании всего живого, но, в последнем случае, это, как правило, осуществляется дискретными белками или другими молекулами, которые действуют как контейнеры для челночного перевоза электронов из одного места в другое. Лавлей говорит, что уже предварительные результаты показали, что «пили» обладают металлической проводимостью, за счет чего они способны передавать электроны вдоль непрерывной структуры, хотя это открытие в биологии пока еще считается спорной находкой.

Чтобы исследовать, как «пили» осуществляют перенос электронов, ученые изучали также небиологические органические материалы, которые могут проводить электричество, и именно те из синтетических материалов, которые включают ароматические соединения, отвечающие за проводимость. Они предположили, что, возможно, это будет похоже на поведение «пили», в части, использования ароматических аминокислот. Ароматические соединения имеют высокостабильные кольцевые структуры из атомов углерода.

Исследуя «пили», группа ученых под руководством Лавлея искала именно такие ароматические аминокислоты в звеньях белков «пили», предполагая, что, скорее всего, именно они вносят свой вклад в проводимость биологических нитей.  Используя генетические методы, исследователи разработали штамм Geobacter, у которого «пили» не имеют ароматических аминокислот в «ключевых» областях, и убедились, что такие «пили» не способны проводить электричество. Удаление ароматических аминокислот из «пили» — это то же самое, как взять медные провода, покрытые пластмассой, и удалить из них медный проводник. Нет меди – нет проводимости, и все что вы имеете – это трубку пластмассы.

Источник: itword.org

Похожие новости:
Ученые изучили воздействие антибиотиков
Швейцарские ученые из  Лозанне смогли увеличить продолжительность жизни червей нематод на 60%. В корм червей ученые добавляли антибиотики, которые блокировали активность некоторых генов. До этого ученые проводили ряд опытов на мышах-долгожителях. Ученые заметили что у этих мышей ..
2013-05-25 2022 0 Научные открытия
1
Ученые изучили свойства сверхпроводящего стекла
Российским исследователям МФТИ и ИТФ РАН совместно со своими коллегами изучили свойства сверхпроводящего стекла. Изучение проводимости стекла открыла ученым много интересных фактов, и непонятных процессов в системе из олова и графена. Как свидетельствуют энциклопедии, сверхпроводимостью называют свойства материалов, которые ..
2014-04-01 1802 0 Научные открытия
0
Ученые обнаружили у человека GPS-нейроны
Журнал Nature Neuroscience опубликовал результаты англо-американских ученых нейробиологов, которые смогли зарегистрировать процесс работы внутренней навигационной системы человека. Ученые обнаружили и изучили у человека координатные нейроны (grid cells), которые помогают ориентироваться в пространстве. Эти нейроны помогают ..
2013-08-8 2563 0 Научные открытия
1
Ученые нашли способ заставить иммунную систему самостоятельно бороться с раком
Ученые из Университетского колледжа Лондона заявили, что они нашли способ заставить иммунную систему бороться с раком. Исследователи обнаружили уникальные биологические маркеры в опухоли, которые назвали «ахиллесовой пятой» болезни. Статья об открытии была опубликована в журнале Science, а коротко ..
2016-03-05 3046 0 Научные открытия
2
Солнечная система оказалась фабрикой тяжелых изотопов
Ученые доказали, что на ранних этапах формирования Солнечной системы в ней производились тяжелые химические изотопы, в частности кюрий-247. Результаты исследования авторов опубликованы в журнале Science Advances.Геохимики изучили метеоритный образец под названием «Любопытная Мари». По сравнению с другими изотопами, он содержал ..
2016-03-06 1737 0 Научные открытия
0
Шведские физики изучили свойства нового 115-го элемента
Шведские физики смогли получить новый элемент произведя бомбардирование мишени америция с 95-ю протонами атомами кальция с 20-ю протонами. В результате такого столкновения ученые зафиксировали рождение ядер сверхтяжелого 115-го элемента. Новый элемент таблицы Менделеева ..
2013-08-28 2804 0 Научные открытия
2
Биологи научились отключать гены старения
Ученые обнаружили группу генов, удаление которых может привести к резкому увеличению продолжительности жизни. Результаты исследования, занявшего больше 10 лет, являются крупным прогрессом в генетике. Об итогах своей работы авторы рассказали в журнале Cell Metabolism, а кратко ..
2015-10-13 3899 0 Научные открытия
5
Из бактерий и золота ученые создали материал будущего
Человечество пока не строит космические корабли, походящие на гигантские живые организмы, как в научной фантастике, но подобное уже, кажется, не за горами. Исследователи из Массачусетского технологического института разработали материал будущего - нечто, обладающее свойствами живых и неживых субстанций. Если коротко, инженеры ..
2014-05-05 3067 0 Научные открытия
0
Учёные провели новые исследования по изучению ДНК
Физики-теоретики любят играть с очень нетрадиционными игрушками. Мануэль Манги из Университета Тулузы во Франции и его коллеги приняли, казалось бы, игривый подход в анализе того, что происходит с двухцепочечной молекулой ДНК, когда она растянута до предела, сообщает itword.org. Данное исследование в самое ближайшее ..
2012-11-5 1635 1 Научные открытия
0
Ученые изучили на бессмертие раковые клетки
Бессмертность раковых клеток объясняется их способностью обманывать естественные защитные механизмы, назначение которых заключается в способности пресекать полиферацию. Как правило раковые клетки используют фермент теломеразу для того, воздействовать на механизм преодоления, прогрессирующего укорочения хромосом после каждого ..
2012-07-29 2737 0 Научные открытия
0
Найдено безболезненное средство против камней в почках
Американские исследователи из Университета в Хьюстоне выяснили, что натуральный растительный экстракт способен растворить оксалат кальция — компонент камней в почках человека. О своем открытии ученые рассказали в статье, опубликованной в журнале Nature.Химики определили, что соединение, называемое гидроксицитратом, является эффективным ..
2016-08-09 3604 0 Научные открытия
0
Ученые выявили белок, стимулирующий иммунитет к вирусам
Группа биологов под руководством Бет Лэвин из Юго-Западного университета Техаса в Далласе (США) обнаружила один из ключевых белков, управляющих защитной реакцией клетки на попадание в нее вируса, изучая процесс проникновения вируса иммунодефицита внутрь человеческих клеток. Известно, что иммунитет всех позвоночных ..
2013-02-4 1704 0 Научные открытия
0
Физики обнаружили новый тип фазовых переходов в топологических изоляторах
С помощью легирования кристаллических структур топологических изоляторов можно инициировать фазовый переход между двумя фазами с разным типом топологической защиты. Такой эффект международная группа физиков обнаружила, легируя полупроводниковую пленку смешанного селенида свинца и олова ..
2017-10-26 12184 0 Научные открытия
0
Астрономы впервые увидели негравитационное взаимодействие темной материи
Астрономы при помощи телескопа VLT (Very Large Telescope) изучили столкновения галактик и впервые нашли следы негравитационного взаимодействия сгустков темной материи. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а кратко с ними ..
2015-04-19 5514 0 Научные открытия
0
НАСА засекретит результаты важнейших генетических исследований человека на МКС
НАСА не предаст публичному оглашению результаты медицинского исследования по влиянию годового пребывания в космосе на здоровье астронавта Скотта Келли. Об этом сообщает Nature News. Второй бортинженер Скотт Келли будет находиться на Международной космической станции (МКС) с конца марта ..
2015-03-28 3559 0 Научные открытия
1