¿Equipos electrónicos autocurativos de células vivas?
El choque con las bacterias activa la red eléctrica de la naturaleza
El fondo del océano y el suelo bajo nuestros pies están plagados de diminutos nanocables - una centésima de milésima del ancho de un cabello humano - creados por miles de millones de bacterias que pueden generar corrientes eléctricas a partir de residuos orgánicos. En una nueva investigación publicada el 17 de agosto en la revista Nature Chemical Biology, los investigadores de Yale describen cómo esta red de energía oculta podría ser activada con una corta sacudida de campo eléctrico.
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"Vivimos en un mundo eléctrico", dijo Nikhil Malvankar, profesor adjunto de biofísica molecular y bioquímica en el Instituto de Ciencias Microbianas del Campus Oeste de Yale y autor principal del trabajo. "La fuerza y la conductividad de estos nanocables, junto con la capacidad de las bacterias de repararse a sí mismas, podría ayudar a crear una electrónica duradera y autocurativa a partir de células vivas".
En ambientes sin oxígeno, la bacteria Geobacteria "respira" proyectando diminutos filamentos de proteína llamados nanocables en comunidades bacterianas conocidas como biopelículas para deshacerse del exceso de electrones resultantes de la conversión de residuos orgánicos en electricidad. Pero sigue siendo un misterio cómo estas bacterias, que se apilan unas sobre otras como si fueran edificios de apartamentos, envían electrones a distancias 100 veces superiores a su tamaño.
En investigaciones anteriores, el equipo demostró que los nanocables compuestos por una proteína llamada OmcS contenían diminutos bloques metálicos de construcción, o hemes, en toda su longitud. El OmcS transmite electricidad. El nuevo estudio encontró que cuando son estimuladas por un campo eléctrico, las bacterias producen nanoalambres previamente desconocidos de una proteína diferente y más eficiente, OmcZ. Transmite electricidad 1.000 veces más eficientemente que el OmcS.
Sibel Ebru Yalcin, un científico investigador del Instituto de Ciencias Microbianas de Yale, dirigió este trabajo con los estudiantes graduados J. Patrick O'Brien, Yangqi Gu y Krystle Reiss.
"Sorprendentemente, los nanocables pueden soportar y funcionar en ambientes ácidos extremos donde la mayoría de las proteínas se descomponen", señaló Yalcin. "Esto proporciona una oportunidad única para desarrollar nuevos sensores y materiales altamente resistentes".
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