کشف شگفت‌انگیز موجودی که همانند سیم برق زنده است

دانشمندان گونه‌ای جدید از باکتری رسانای الکتریسیته به‌نام Ca. Electrothrix yaqonensis را شناسایی کرده‌اند که می‌تواند در پاک‌سازی آلودگی و فناوری‌های زیستی-الکترونیکی کاربرد داشته باشد.

کد خبر: ۱۲۵۹۵۱۹

پنجشنبه - ۱۸ ارديبهشت ۱۴۰۴ / May 08, 2025

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، پژوهشگران گونه‌ای ناشناخته از باکتری را کشف کرده‌اند که قادر است برق را انتقال دهد؛ کشفی که می‌تواند مسیر توسعه‌ی فناوری‌های نوین زیستی-الکترونیکی را هموار کند. این کاربردها می‌توانند حوزه‌هایی چون پزشکی، تولید صنعتی، ایمنی غذایی، پایش محیط‌زیست و رفع آلودگی را در بر بگیرند.

باکتری تازه‌شناسایی‌شده که در گل‌ولای سواحل اورِگُن یافت شده، Candidatus Electrothrix yaqonensis نام گرفته است؛ این نام به افتخار بومیان منطقه‌ای که این باکتری در آن کشف شد، انتخاب شده است. یافته‌ها در نشریه‌ی Applied and Environmental Microbiology منتشر شده‌اند.

این کشف توسط چنگ لی، پژوهشگر دانشگاه ایالتی اورِگُن (OSU) در آن زمان، و کلر ریمرز، استاد برجسته‌ی بازنشسته در دانشکده‌ی علوم زمین، اقیانوس و جوّ این دانشگاه صورت گرفت. این تیم پژوهشی، باکتری را از نمونه‌های رسوب بین‌جزرومدی در تالاب یاکوینا استخراج کردند.

ویژگی‌های منحصربه‌فرد و اهمیت تکاملی

باکتری‌های کابلی (Cable bacteria) از سلول‌های میله‌ای‌شکل تشکیل شده‌اند که به‌صورت انتهابه‌انتها به‌هم متصل‌اند و غشای خارجی مشترکی دارند؛ این ساختار به آن‌ها امکان می‌دهد تا رشته‌هایی تا چند سانتی‌متر طول تشکیل دهند. رسانایی الکتریکی این باکتری‌ها که در دنیای میکروارگانیسم‌ها غیرمعمول است، نوعی سازگاری با محیط‌های رسوبی است که در آن زندگی می‌کنند و موجب بهینه‌سازی فرایندهای متابولیکی آن‌ها می‌شود.

گونه‌ی تازه، مسیرهای متابولیکی و ژن‌هایی دارد که ترکیبی از جنس Ca. Electrothrix و دیگر جنس شناخته‌شده‌ی باکتری‌های کابلی یعنی Ca. Electronema هستند. چنگ لی می‌گوید: «این گونه‌ی جدید مانند یک پل است؛ شاخه‌ای ابتدایی در درون شاخه‌ی Electrothrix که می‌تواند بینشی نو درباره‌ی چگونگی تکامل این باکتری‌ها و نحوه‌ی عملکردشان در محیط‌های مختلف به ما بدهد.»

او همچنین اضافه می‌کند: «این گونه از نظر توان متابولیکی‌اش با تمام گونه‌های شناخته‌شده‌ی دیگر متفاوت است و ویژگی‌های ساختاری خاصی دارد، از جمله برآمدگی‌های سطحی برجسته که تا سه برابر پهن‌تر از گونه‌های دیگرند و رشته‌های بسیار رسانای ساخته‌شده از مولکول‌های نیکل‌محور را در خود جای می‌دهند.»

این رشته‌ها به باکتری‌ها امکان می‌دهند انتقال الکترون را در فواصل طولانی انجام دهند؛ به‌طوری‌که بتوانند الکترون‌ها را از گیرنده‌هایی مانند اکسیژن یا نیترات در سطح رسوب به دهنده‌هایی مانند سولفید در لایه‌های عمیق‌تر منتقل کنند. توانایی انجام واکنش‌های اکسایش-کاهش در چنین فواصل بلندی، باکتری را به یک عامل کلیدی در ژئوشیمی رسوبات و چرخه‌ی مواد مغذی بدل می‌کند.

پیامدهای محیط‌زیستی و فناورانه

لی می‌گوید: «این باکتری‌ها می‌توانند الکترون‌ها را منتقل کرده و آلودگی‌ها را پاک کنند، بنابراین ممکن است برای حذف مواد مضر از رسوبات به کار روند. همچنین، طراحی پروتئین نیکلِ بسیار رسانای آن‌ها می‌تواند الهام‌بخش فناوری‌های نوین در حوزه‌ی زیست‌الکترونیک باشد.»

باکتری‌های کابلی می‌توانند در شرایط آب‌وهوایی گوناگون زندگی کنند و در محیط‌های متنوعی از جمله رسوبات آب شور و آب شیرین یافت می‌شوند. نام Ca. Electrothrix yaqonensis برگرفته از نام مردم یاکونا است؛ مردمی که سرزمین‌های اجدادی‌شان شامل خلیج و رودخانه‌ی یاکوینا بوده است. یاکونا نامی بود که هم به این مکان‌ها و هم به خود آن مردم اطلاق می‌شد.

امروزه نوادگان مردم یاکونا، بخشی از قبایل متحد سایلِتز (Confederated Tribes of Siletz Indians) هستند؛ و پژوهشگران در انتخاب نام این گونه‌ی تازه با آن‌ها همکاری داشته‌اند. لی در پایان می‌گوید: «نام‌گذاری یک باکتری مهم از نظر بوم‌شناختی به نام یک قبیله، هم پیوند تاریخی آن قبیله با زمین را به‌رسمیت می‌شناسد و هم سهم ماندگار آن‌ها در دانش بوم‌شناسی و پایداری را گرامی می‌دارد.»