I capelli nascosti dei batteri che alimentano la rete elettrica della natura (VIDEO)

I pili restano nascosti all'interno dei batteri e agiscono come pistoni, spingendo i nanofili nell'ambiente

[3 Settembre 2021]

Lo studio “Structure of Geobacter pili reveals secretory rather than nanowire behaviour”, pubblicato su Nature da un team di ricercatori delle università di T Yale e Columbia ha scoperto che «Una proteina simile a un capello nascosta all’interno dei batteri funge da sorta di interruttore on-off per la “griglia elettrica” ​​della natura, una rete globale di nanofili generati dai batteri che permea tutto il suolo privo di ossigeno e i fondali oceanici profondi».

Uno degli autori dello studio, Nikhil Malvankar del Microbial Sciences Institute della Yale University, spiega che «Il terreno sotto i nostri piedi, l’intero globo, è connesso elettricamente. Questi peli batterici precedentemente nascosti sono l’interruttore molecolare che controlla il rilascio dei nanofili che compongono la rete elettrica della natura».

Alla Yale University ricordano che «Quasi tutti gli esseri viventi respirano ossigeno per liberarsi degli elettroni in eccesso durante la conversione dei nutrienti in energia. Senza accesso all’ossigeno, tuttavia, i batteri del suolo che vivono in profondità sotto gli oceani o sepolti nel sottosuolo da miliardi di anni hanno sviluppato un modo per respirare “respirando minerali”, come lo snorkeling, attraverso minuscoli filamenti proteici chiamati nanofili».

Però, il modo in cui questi batteri del sottosuolo utilizzano i nanofili per espirare elettricità era finora rimasto un mistero. A partire dal 2005, gli scienziati pensavano che i nanofili fossero costituiti da una proteina chiamata “pili” (“capelli” in latino) che molti batteri mostrano sulla loro superficie. Ma, con lo studio  “Structure of Microbial Nanowires Reveals Stacked Hemes that Transport Electrons over Micrometers” pubblicat0 nel 2019 su Cell e poi con l’altro studio “Electric field stimulates production of highly conductive microbial OmcZ nanowires” pubblicato nel 2020 su Nature Chemical Biology  un team guidato da Malvankar ha dimostrato che i nanofili sono costituiti da proteine ​​completamente diverse. E Malvankar sottolinea e che «Questa è stata una sorpresa per tutti nel campo, mettendo in discussione  migliaia di pubblicazioni  sui pili».

I due principali autori del nuovo studio, Yangqi Gu e Vishok Srikanth, anche loro Microbial Sciences Institute di Yale, hanno utilizzato la microscopia crioelettronica per rivelare che questa struttura del pili è costituita da due proteine e che, invece di fungere da nanofili, i pili restano nascosti all’interno dei batteri e agiscono come pistoni, spingendo i nanofili nell’ambiente. Nessuno aveva mai sospettato prima l’esistenza di una struttura del genere».

Alla Yale University sono convinti che «Capire come i batteri creano nanofili consentirà agli scienziati di adattare i batteri per far loro svolgere una serie di funzioni, dalla lotta alle infezioni patogene o ai rifiuti a rischio biologico alla creazione di circuiti elettrici viventi. Aiuterà anche gli scienziati che cercano di utilizzare i batteri per generare elettricità, creare biocarburanti e persino sviluppare dispositivi elettronici autoriparanti».