Bactérias usam mecanismo único para guiar o fluxo de elétrons para geração eficiente de energia

Um estudo recente publicado na revista Nature Communications lançou luz sobre um mecanismo único empregado pelas bactérias para guiar o fluxo de elétrons para a geração eficiente de energia. Este mecanismo, conhecido como “nanofios bacterianos”, envolve a formação de filamentos de proteínas condutoras que preenchem a lacuna entre as células bacterianas e seu ambiente.

Principais conclusões do estudo:

Transporte de elétrons: As bactérias usam nanofios para transportar elétrons do seu metabolismo celular para ambientes extracelulares, como solo ou água. Este transporte de elétrons permite que as bactérias acessem aceitadores de elétrons alternativos quando o oxigênio é limitado ou ausente.

Geração de energia: A transferência de elétrons através de nanofios permite que as bactérias gerem energia explorando a diferença de potencial eletroquímico entre o interior da célula e o ambiente externo. Este processo, conhecido como transferência extracelular de elétrons (EET), ajuda as bactérias a aproveitar a energia de diversas fontes, incluindo compostos orgânicos e óxidos metálicos.

Formação de nanofios: Os nanofios são compostos de proteínas condutoras chamadas pili ou flagelos, que normalmente estão envolvidas na motilidade e fixação celular. Sob certas condições, estas proteínas passam por uma transformação estrutural e se automontam em nanofios altamente ordenados, formando uma rede de filamentos condutores que se estendem além da superfície celular.

Insights estruturais: O estudo fornece informações estruturais detalhadas sobre os nanofios, incluindo sua composição molecular, arranjo e propriedades elétricas. Esses insights contribuem para uma melhor compreensão dos mecanismos subjacentes à formação de nanofios, ao transporte de elétrons e à geração de energia.

Implicações ambientais: A capacidade das bactérias de empregar nanofios tem implicações ambientais significativas. Essas bactérias desempenham papéis cruciais nos ciclos biogeoquímicos, como a decomposição de matéria orgânica, redução de metais e ciclagem de nutrientes. Os nanofios facilitam estes processos, melhorando a transferência de electrões e a geração de energia, que por sua vez influenciam a dinâmica dos ecossistemas e a sustentabilidade ambiental.

Significado e direções futuras:

O estudo destaca a importância dos nanofios bacterianos no metabolismo energético microbiano e nos processos ambientais. A compreensão dos mecanismos e da regulação da formação de nanofios poderia abrir caminho para aplicações potenciais em biotecnologia, biorremediação e produção de energia sustentável. A pesquisa futura deve se concentrar na exploração da diversidade e dos papéis funcionais dos nanofios em diferentes espécies microbianas, bem como na investigação do impacto de fatores ambientais na transferência de elétrons mediada por nanofios.