Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Các nhà khoa học đã phát hiện một loại vi khuẩn dẫn điện mới, Ca. Electrothrix yaqonensis, có tiềm năng ứng dụng trong xử lý ô nhiễm và điện tử sinh học.
 
Candidatus Electrothrix yaqonensis - một loài vi khuẩn chưa từng được biết đến trước đây, đã được phát hiện có khả năng dẫn điện, mở đường cho các công nghệ điện tử sinh học tiên tiến. Chúng có thể được ứng dụng vào các lĩnh vực như y học, sản xuất công nghiệp, an toàn thực phẩm, giám sát và xử lý ô nhiễm môi trường. Những phát hiện này đã được công bố trên Tạp chí Applied and Environmental Microbiology.
 

Phát hiện này được thực hiện bởi Tiến sĩ Cheng Li, Đại học bang Oregon (OSU) và Giáo sư danh dự Clare Reimers, Khoa Khoa học Trái đất, Đại dương và Khí quyển của OSU. Nhóm nghiên cứu đã phân lập vi khuẩn từ các mẫu trầm tích vùng triều được thu thập từ cửa sông Yaquina Bay. Vi khuẩn cáp bao gồm các tế bào hình que liên kết với nhau bằng một màng ngoài chung, tạo thành các sợi có thể dài tới vài cm. Khả năng dẫn điện của chúng có thể là một sự thích nghi giúp tối ưu hóa quá trình trao đổi chất trong môi trường trầm tích mà chúng sinh sống.
 

 
Đặc điểm độc đáo và ý nghĩa tiến hóa

Loài vi khuẩn mới này có các con đường chuyển hóa và bộ gen là sự kết hợp của chi Ca. electrothrix và chi vi khuẩn cáp khác đã biết là Ca. Electronema.
 
Li cho biết: "Loài vi khuẩn mới này có vẻ như là một cầu nối, một nhánh ban đầu trong nhánh Ca. Electrothrix, có thể giúp chúng ta hiểu biết sâu hơn sự tiến hóa của những vi khuẩn này cũng như cách chúng có thể hoạt động trong các môi trường khác nhau". Chúng có các đặc điểm cấu trúc riêng biệt, bao gồm các rãnh bề mặt độc đáo, rộng hơn tới ba lần so với các loài khác, chứa các sợi dẫn điện cao được tạo thành từ các phân tử độc đáo gốc niken. Các sợi này cho phép vi khuẩn thực hiện vận chuyển điện tử đường dài, kết nối các chất nhận điện tử như oxy hoặc nitrat ở bề mặt trầm tích với các chất cho như sulfide ở các lớp trầm tích sâu hơn. Khả năng tham gia vào các phản ứng oxy hóa khử ở khoảng cách xa của vi khuẩn đóng góp vai trò quan trọng trong địa hóa học trầm tích và chu trình dinh dưỡng.
 
Ý nghĩa về môi trường và công nghệ
 
Vi khuẩn cáp có thể tồn tại trong nhiều điều kiện khí hậu và được tìm thấy ở đa dạng môi trường, bao gồm trầm tích nước ngọt và nước mặn. Nhờ khả năng truyền điện tử, chúng có thể loại bỏ các chất ô nhiễm, giúp làm sạch trầm tích một cách hiệu quả. Ngoài ra, cấu trúc protein niken có độ dẫn điện cao của vi khuẩn này còn mở ra cơ hội phát triển các thiết bị điện tử sinh học tiên tiến.   

Tên Ca. Electrothrix yaqonensis được lấy cảm hứng từ người Yaqona, những người bản địa có vùng đất tổ tiên là Vịnh Yaquina. Ngày nay, hậu duệ của người Yaqona là một phần của Liên minh các bộ lạc người da đỏ Siletz, những người đã phối hợp với các nhà nghiên cứu để đặt tên cho loài vi khuẩn mới này.

Li chia sẻ: "Việc đặt tên một loài vi khuẩn có ý nghĩa sinh thái theo tên một bộ tộc không chỉ thể hiện mối liên kết lịch sử với vùng đất, mà còn tôn vinh những đóng góp lâu dài của nó đối với tri thức môi trường và sự bền vững sinh thái."
 
Tạp chí tham khảo:
 “A novel cable bacteria species with a distinct morphology and genomic potential” by Anwar Hiralal, Philip Ley, Jesper R. van Dijk, Cheng Li, Dmitrii Pankratov, Jiji Alingapoyil Choyikutty, Galina Pankratova, Jeanine S. Geelhoed, Diana Vasquez-Cardenas, Clare E. Reimers và Filip JR Meysman, ngày 22 tháng 4 năm 2025, Applied and Environmental Microbiology. DOI: 10.1128/aem.02502-24
Nguồn: https://scitechdaily.com/shocking-discovery-scientists-discover-organism-that-act-like-living-electrical-wires/