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:
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 1499 1 Научные открытия
0
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 2897 0 Научные открытия
0
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 2868 0 Научные открытия
2
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 3421 0 Научные открытия
1
Ученые поведали о пользе свободных радикалов для организма
Американские ученые выявили неоднозначное воздействие свободных радикалов на организм млекопитающих. Повышенное содержание этих частиц не ускорило старение лабораторных мышей (как предполагала теория старения из-за свободных радикалов). Напротив, у юных особей они оказались крайне полезны, ..
2015-08-05 6382 0 Научные открытия
1
Японские физики освоили трёхмерную левитацию
Трое физиков из Токийского университета опубликовали на сайте препринтов arXiv.org свою статью, в которой описали разработанный ими метод левитации, осуществляемый в трёхмерном пространстве при помощи звуковых волн. По словам авторов исследования, эта технология — новое слово в звуковой левитации. Способов ..
2014-01-10 2231 0 Научные открытия
0
На ДНК рассмотрели прыгающие супервитки
Ученые показали, что супервитки на ДНК могут не только линейно двигаться, но и "прыгать" с места на место по всей длине молекулы. Работа опубликована в журналеScience, ее краткое содержание приведено на сайте Делфтского технического университета. Супервитками называются скручивания двуцепочечной нуклеиновой кислоты вокруг самой себя. Если ..
2012-09-14 1257 0 Научные открытия
0
Учёные объяснили несимметричность вселенной
Ученые показали, как физические законы, симметрично действующие в пространстве, могут приводить к образованию несимметричных объектов, которых в нашей вселенной большинство. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Краткое содержание статьи можно прочитать на сайте Американского физического общества. Исследователи ..
2012-04-26 1515 0 Научные открытия
0
В озере Восток нашли бактерии с Камчатки
Во пробе льда из уникального антарктического водоема обнаружились следы микроорганизмов из термальных источников полуострова. «10 января получен первый керн из прозрачного озерного льда...» - сообщил сайт Арктического и антарктического научно-исследовательского института Росгидромета (ААНИИ). Это уже вторая порция льда ..
2013-01-11 1777 0 Научные открытия
0
Мозг получает информацию довольно аккуратным способом
Согласно учёным из Университета Буффало (University of Buffalo), исследования которых должны появиться 6-го июня 2012-го года в журнале «Neuroscience», головной мозг получает информацию от ушей удивительно аккуратным способом, сообщает «PC-News.info». Исследование фокусируется на участке мозга, называемом ..
2012-06-7 2154 0 Научные открытия
-1
Обнаружено отрицательное воздействие невесомости на гены
На Земле все представители флоры и фауны так или иначе ориентируются на гравитацию. Например, растения вытягиваются вверх, в то время как корни их растут вниз. В невесомости же и растения, и живые существа живут по другим законам. Так, космонавты на орбите каждый месяц теряют порядка 1-2% ..
2012-02-3 2040 0 Научные открытия
0
Российские учёные открыли ранее неизвестное явление природы
Явление, ранее не известное в природе и даже не предсказанное теоретически, обнаружили российские учёные. Открытие, уже признанное сенсационным, обещает настоящий переворот в фармакологии и медицине. Оказывается, лекарственные вещества могут быть эффективными в сверхнизких дозах. А значит можно создать эффективные ..
2012-12-12 2494 2 Научные открытия
0
Запатентована система передачи энергии без проводов
Мобильные телефоны и карманные фонарики без проблем работают на батарейках. Однако из-за ограниченного срока службы батарейки не могут применяться в качестве элемента питания для медицинских приборов испытательной техники, таких как имплантаты и датчики. В настоящее время ученые разработали методику ..
2012-04-23 1725 0 Научные открытия
0
О клонировании, мутациях и новых открытиях
Сегодняшний гость - академик, доктор медицинских наук Рэм Викторович Петров. Разговор пойдет о том, возможно ли клонирование человека, к чему приведет мутация генов, о тайнах работы иммунной системы и новых открытиях в биологии. Академики имеют право выбора и, к счастью, они пользуются ..
2012-06-13 2343 0 Научные открытия
0
Ученые доказали возможность путешествия во времени
Многие из нас зачитывались в детстве Гербертом Уэллсом, а именно его самым известным произведением "Машина времени". Сейчас, когда мы повзрослели, путешествие во времени уже кажется нереальным и невозможным, но так ли это? Если верить физике, то путешествие во времени не опровергаются теорией относительности Энштейна. Следуя из теории, время ..
2011-10-15 5310 6 Научные открытия
1