イェール大学とNOVA-FCTの研究者らは、土壌細菌が酸素のない環境でどのように「呼吸」し、タンパク質ファミリーを使って過剰な電子をナノワイヤーに移動させ、地下に自然な電力網を形成するかを発見した。このようなグリッドは微生物の生存を維持し、地球温暖化の制御に不可欠なメタンの吸収などの環境プロセスに影響を与えるのに役立ちます。
土壌細菌はタンパク質を使用してナノワイヤーに電力を供給し、生命を維持し、メタンの排出に影響を与える地下グリッドを形成します。無酸素環境で「呼吸」するために、私たちの足の下の細菌は単一ファミリーのタンパク質に依存し、栄養素の「燃焼」中に生成される過剰な電子を表面から突き出ている電気毛と呼ばれるナノワイヤーに伝達していることをエール大学とリスボンのノヴァ大学ノヴァ科学技術研究所（NOVA-FCT）の研究者が発見した。
この一連のタンパク質は本質的にプラグのように機能し、これらのナノワイヤに電力を供給し、地球深部で自然の電気グリッドを形成し、それによって多くの種類の微生物が生存し、生命を維持できるようにしている、と新しい研究の共同上級著者であるエール大学分子生物物理学・生化学学部および微生物科学研究所の准教授ニキル・マルヴァンカール氏とノバ研究センターの正教授カルロス・サルゲイロ氏は述べた。
この微生物グリッドの構成要素は、マルヴァンカール研究所とサルゲロ研究所で広範囲に研究されています。しかし、細菌がどのようにして代謝活動によって生成された過剰な電子を、表面から突き出て鉱物や近隣の物質に接続するナノワイヤーに伝達するのかは不明でした。彼らは、土壌細菌の多くの種が、ナノワイヤを帯電させるために体内の単一の広範なシトクロムファミリーに依存していることを発見した。
このナノワイヤの帯電の詳細を理解することは、新しいエネルギー源や新しい生体材料の可能性、さらにそれらが環境に及ぼす影響を開発するために重要です。マルワンカール氏とサルゲロ氏は、微生物が海洋のメタンの80％を吸収し、メタンは海底から放出され、地球温暖化の主な原因となっていると指摘した。しかし、大気中に放出されるメタンの50％は地表の微生物が占めています。さまざまな代謝プロセスを理解することは、メタン排出量の削減に役立つ可能性がある、と彼らは言う。
この研究はNature Communications誌に報告された。この作業は、共同筆頭著者である Pilar Portela 氏と Catharine Shipps 氏、および Cong Shen 氏と Vishok Srikanth 氏が主導しました。
編集元:ScitechDaily