科学者は、何百もの腸内細菌が電気的であることを発見しました
新しい研究は、多くの種類の腸内細菌についての驚くべき事実を明らかにしています：それらは電気を生成することができます。
起電性バクテリアとは、一定量の電気を生み出すことができるバクテリアです。
このため、進行中の研究では、これらの微生物を使用して、代替のより持続可能なバッテリーのようなデバイスを開発する方法を検討しています。
これまでのところ、起電性細菌は、さまざまな水域の堆積物など、かなり特定の自然環境で発見されています。
これらの環境は通常嫌気性であり、遊離酸素を含まないことを意味します。現在、カリフォルニア大学バークレー校の研究者は、人間の腸内の何百もの異なる細菌も起電性であることを初めて発見しました。
これらには、病気を引き起こす可能性のある病原性細菌から腸の健康を促進するプロバイオティクス細菌まで、多くの種類の細菌が含まれます。しかし、これらの腸内細菌は、他の環境からの既知の起電性細菌が使用するメカニズムとは異なるメカニズムを使用して電気を生成します。
ダン・ポートノイ教授が率いる研究者たちは、ジャーナルに掲載されている研究論文で彼らの重要な発見を報告しています 自然.
驚くべき発見
ポートノイ教授とチームは、彼らが現在特定している発電細菌の鎖のいくつかが含まれていると説明します リステリア菌 （下痢の場合の一般的な原因）、 ウェルシュ菌 （壊疽を引き起こす）、および エンテロコッカスフェカーリス （入院中に時々獲得される病原体）。
しかし、腸内の他の多くの電気を生成するバクテリアは良性です。これらのいくつかはプロバイオティクスであり、研究者は観察しますが、 乳酸菌 菌株は、発酵に役割を果たします。
「病原体として、プロバイオティクスや微生物叢で、あるいは人間の製品の発酵に関与する、人間と相互作用する非常に多くのバグが起電性であるという事実は、以前は見逃されていました。」
ダン・ポートノイ教授
これは、「これらの細菌がどのように私たちに感染するか、または私たちが健康な腸を持つのを助けるかについて私たちに多くを教えてくれるでしょう」と彼は付け加えます。
また、科学者たちは、彼らの予想外の発見が、再生可能エネルギーを生成する革新的な戦略である微生物燃料電池の作成を目指す将来のプロジェクトにも役立つ可能性があると期待しています。
研究者たちは、バクテリアは呼吸と比較して、代謝の一部として電気を生成すると説明しています。
しかし、酸素が豊富な環境に住む植物や動物などの生物は、代謝を助けるために酸素を使用しますが、嫌気性環境に住む細菌は他の化学元素を使用する必要があります。
そのため、湖の底に生息するバクテリアは、通常、複雑な代謝過程で鉄やマンガンなどのミネラルを使用し、それによって発電します。
腸内細菌：「簡単」なので起電性？
しかし、腸内に見られる起電性細菌は、発電プロセスがより単純であるように思われ、ビタミンB-2誘導体であるフラビンと呼ばれる有機化合物を使用しています。
「これらのバクテリアの細胞構造とそれらが占めるビタミンが豊富な生態学的ニッチは、細胞から電子を移動することを非常に簡単で費用効果の高いものにしているようです」と最初の研究著者であるサムライトは説明します。
「したがって、従来研究されていたミネラル呼吸細菌は、生存に不可欠であるため細胞外電子伝達を使用しているのに対し、これらの新たに同定された細菌は「簡単」であるために使用していると考えています」と彼は言います。
カリフォルニア大学のローレンスバークレー国立研究所の専門家と協力して、ライトと同僚は、これらの腸内細菌がどれだけの電力を生成できるかを確認するために、さらにテストを実施しました。
彼らは、腸内細菌が他の起電性細菌とほぼ同じ量の電気を生成することを発見しました：細胞あたり毎秒最大100,000個の電子。
特に、彼らはそれを見つけて驚いた 乳酸桿菌 —発酵に関与し、チーズ、ヨーグルト、ザワークラウトの製造に使用されるバクテリアストランド—には起電性があります。
さて、ライトと同僚は、これらの特性がその味にまったく関連しているかどうか疑問に思います 乳酸桿菌 発酵によって得られる食品に作成します。
「これは、人々が存在していることに気づかなかった細菌の生理機能の大部分です」とライトは結論付けています。「そしてそれは潜在的に操作される可能性があります。」
