Humanos, um dia, podem ser capazes de produzir sua própria energia elétrica da mesma forma que as enguias elétricas fazem, de acordo com uma equipe de pesquisa baseada no Japão. É o objetivo final que começa com a compreensão precisa de como os minúsculos "motores" dentro das bactérias mantêm o equilíbrio biológico.

Os pesquisadores se concentraram especificamente em um motor rotacional denominado V1, que funciona como parte de uma bomba que move íons de sódio através da membrana como parte de processos celulares saudáveis. Eles publicaram seus resultados em Journal of Biological Chemistry online em 13 de setembro e na edição impressa em 8 de novembro.

"A eficiência de conversão de energia dos motores moleculares rotativos é muito maior do que os motores feitos pelo homem, "disse Ryota Iino, autor do artigo e pesquisador do Instituto de Ciência Molecular dos Institutos Nacionais de Ciências Naturais e do Departamento de Ciência Molecular Funcional da Escola de Ciências Físicas da Universidade de Pós-Graduação para Estudos Avançados. "E a conversão de energia por motores moleculares rotativos é reversível. Se entendermos completamente o mecanismo, isso levará à realização de métodos altamente eficientes, motores feitos pelo homem no futuro. "

Para entender o mecanismo, os pesquisadores usaram uma sonda de nanopartículas de ouro para observar diretamente moléculas únicas purificadas de bactérias - Enterococcus hirae, que pode causar sepse em humanos. Ao criar imagens de uma única molécula em alta resolução, os pesquisadores podiam observar seu comportamento ao longo do tempo e determinar como o motor girava em diferentes seções para interagir com várias entradas. Muito parecido com uma bomba de poço que uma pessoa deve acionar para fazer a água fluir para cima, contra a gravidade, a bomba molecular observada deve receber alguma entrada de energia para gerar mais energia para transportar íons contra o gradiente da membrana bacteriana. A energia que o ser humano coloca na bomba manual é limitada, mas a interação é pesada, em comparação com a quantidade de energia necessária para que a água flua para cima.

"Começamos trabalhando para entender como a energia química é convertida na rotação mecânica do motor V1, "Disse Iino." Descobrimos que, embora as estruturas tridimensionais de V1 e os motores rotativos relacionados sejam semelhantes, seus mecanismos de acoplamento químico e mecânico são muito diferentes, sugerindo que as funções celulares ditaram a evolução de diferentes mecanismos funcionais. "

Com este estudo, os pesquisadores têm uma compreensão melhor de como o motor V1 forma um complexo com outro motor rotativo chamado Vo para bombear ativamente íons de sódio através da membrana celular. Em outras palavras, o complexo motor usa energia química da célula para girar mecanicamente e converter a energia em potencial eletroquímico - da mesma forma que um ser humano usa a energia obtida dos alimentos para fazer funcionar uma bomba de poço, resultando na energia gerada do fluxo de água.

"Próximo, gostaríamos de entender exatamente como funciona o mecanismo de conversão de energia do complexo motor, "Disse Iino.

De acordo com Iino, Enguias elétricas geram energia elétrica a partir de energia química com mecanismo semelhante ao complexo motor deste estudo.

"Se pudermos entender totalmente este mecanismo, pode ser possível desenvolver uma bateria capaz de conversão de energia para implantar em uma enguia elétrica artificial ou mesmo em um ser humano, "Disse Iino.