Ученые научились получать электричество с помощью кишечной палочки

Исследователи из EPFL сделали важный шаг в биоэлектронике, улучшив способность бактерий E. coli (кишечная палочка) создавать электроэнергию. Этот новый метод предлагает устойчивое решение для переработки органических отходов, превосходя предыдущие технологии и открывая новые возможности для создания микробной электроэнергии, делится actu.epfl.ch.

Профессор Ардемис Богосян из EPFL объясняет: “Мы модифицировали бактерии E. coli, одни из самых изученных микробов, чтобы они могли генерировать электроэнергию. В отличие от редких микробов, которые могут создавать электричество только в определенных условиях, E. coli способна расти в разных средах, включая сточные воды.”

Исследование, опубликованное в журнале Joule, представляет инновационный подход, который может революционизировать обработку отходов и производство энергии.

Бактерии E. coli, часто используемые в биологических исследованиях, были модифицированы для производства электроэнергии через процесс, называемый внеклеточным переносом электронов (EET). Исследователи из EPFL улучшили этот процесс, сделав бактерии E. coli высокоэффективными “электрическими микробами”. В отличие от предыдущих методов, которые требовали специальных химических веществ, для производства электроэнергии, кишечная палочка может создавать электроэнергию, питаясь разными органическими материалами.

Один из ключевых нововведений – создание полного пути EET внутри E. coli, что раньше было невозможно. Исследователи успешно объединили компоненты Shewanella oneidensis MR-1, бактерии, известной своей способностью создавать электроэнергию, и создали оптимизированный путь, охватывающий внутренние и внешние мембраны клетки. Этот новый путь увеличил выработку электрического тока втрое по сравнению с традиционными методами.

Профессор Богосян объясняет: “Мы не только производим электроэнергию, но и одновременно перерабатываем органические отходы, что позволяет решить две проблемы одновременно.” Эта технология даже была протестирована на сточных водах из местной пивоварни Les Brasseurs в Лозанне, где кишечная палочка процветала, в то время как другие микробы не могли выжить.

Значение этого исследования расширяется за пределы переработки отходов. Эти модифицированные кишечные палочки могут использоваться в микробных топливных элементах, электросинтезе и биосенсорах, предоставляя широкий спектр возможных применений. Благодаря генетической гибкости кишечной палочки, ее можно адаптировать к разным средам и сырью, что делает ее универсальным инструментом для развития устойчивых технологий.

photo: imperial.ac.uk