Merevolusi energi bersih? Ilmuwan Yale menemukan bagaimana bakteri “bernafas” mineral
Peneliti Yale menemukan mesin molekuler di belakang perakitan nanowire dalam mikroba, memungkinkan kemajuan dalam produksi listrik, mitigasi polusi, dan pengurangan metana.
Hampir semua organisme hidup menghirup oksigen untuk menghilangkan kelebihan elektron yang dihasilkan selama konversi nutrisi menjadi energi.
Namun, banyak mikroba yang memainkan peran penting dalam mengurangi polusi dan perubahan iklim tidak memiliki akses ke oksigen. Sebaliknya, bakteri ini – yang ditetapkan terkubur di bawah tanah atau dalam di bawah lautan – telah mengembangkan metode unik untuk mengeluarkan elektron. Mereka “menghirup” mineral di tanah menggunakan filamen protein kecil yang dikenal sebagai kawat nano.
Meluncurkan mesin di belakang kawat nano
Dalam penelitian sebelumnya, sebuah tim yang dipimpin oleh Nikhil Malvankar, profesor biofisika molekuler dan biokimia di Yale's Microbial Sciences Institute, menunjukkan bahwa kawat nano terdiri dari rantai molekul heme, seperti hemoglobin dalam darah kami, yang diusir lingkungan untuk bergerak, seperti hemoglobin dalam darah kami, yang diusir lingkungan untuk bergerak, seperti hemoglobin dalam darah kami, yang diusir lingkungan untuk bergerak, seperti hemoglobin dalam darah kami, dorong lingkungan untuk bergerak, seperti hemoglobin dalam darah kami, dorong lingkungan untuk bergerak, seperti hemoglobin dalam darah kami, dorong lingkungan untuk bergerak, elektron.
Namun, untuk memanfaatkan kekuatan mikroba ini, para ilmuwan perlu tahu bagaimana kawat nano tersebut dirakit.
Tim Yale yang dipimpin oleh Cong Shen kini telah menemukan mesin yang merakit kawat nano, memungkinkan aplikasi praktis.
Dari 111 protein heme, hanya tiga yang diketahui polimerisasi menjadi kawat nano. Tim tidak hanya mengidentifikasi mesin di sekitarnya yang memungkinkan protein ini menjadi kawat nano, tetapi mereka juga menunjukkan bahwa mengubah beberapa komponen mesin dapat mempercepat reproduksi nanowire dan pertumbuhan bakteri.
Ini adalah langkah penting berikutnya dalam bakteri rekayasa untuk secara efisien menghasilkan listrik, polutan bersih dari air, dan tingkat metana atmosfer yang lebih rendah.
Reference: “A widespread and ancient bacterial machinery assembles cytochrome OmcS nanowires essential for extracellular electron transfer” by Cong Shen, Aldo I. Salazar-Morales, Wonhyeuk Jung, Joey Erwin, Yangqi Gu, Anthony Coelho, Kallol Gupta, Sibel Ebru Yalcin, Fadel A. Samatey dan Nikhil S. Malvankar, 15 Januari 2025, Biologi Kimia Sel.
Doi: 10.1016/j.chembiol.2024.12.013
