Rahasia Mengejutkan Bakteri Gut: Mereka Menghasilkan Listrik

Kemala Putri . September 17, 2018

Listeria bakteri mentranspor elektron melalui dinding sel mereka ke lingkungan sebagai arus kecil, dibantu oleh molekul flavin di mana-mana (titik-titik kuning). Kredit : Amy Cao

Teknologi.id - Sementara bakteri yang menghasilkan listrik telah ditemukan di lingkungan eksotis seperti tambang dan dasar danau, para ilmuwan melewatkan sumber yang lebih dekat, usus manusia. Para ilmuwan UC Berkeley menemukan bahwa bakteri penyebab diare, Listeria monocytogenes, menghasilkan listrik dengan menggunakan teknik yang sepenuhnya berbeda dari bakteri elektrogenik yang diketahui, dan bahwa ratusan spesies bakteri lainnya menggunakan proses yang sama ini. Banyak dari bakteri yang memicu ini adalah bagian dari mikrobioma usus manusia, dan banyak, seperti serangga yang menyebabkan listeriosis penyakit bawaan makanan, yang juga dapat menyebabkan keguguran, bersifat patogen. Bakteri yang menyebabkan gangrene ( Clostridium perfringens ) dan infeksi ( Enterococcus faecalis ) serta beberapa bakteri streptococcus yang menyebabkan penyakit juga menghasilkan listrik. Bakteri elektrogenik lain, seperti Lactobacilli, penting dalam fermentasi yogurt, dan banyak untuk probiotik. "Fakta bahwa begitu banyak bug yang berinteraksi dengan manusia, baik sebagai patogen atau probiotik atau mikrobiota, kami terlibat dalam fermentasi produk manusia, bersifat elektrogenik, yang telah terlewatkan sebelumnya," kata Dan Portnoy. Beliau profesor molekuler UC Berkeley biologi sel, biologi tanaman dan mikroba. "Ini bisa memberi tahu kita tentang bagaimana bakteri ini menginfeksi kita atau membantu kita memiliki usus yang sehat." Penemuan ini akan menjadi berita baik bagi mereka yang saat ini mencoba membuat baterai hidup dari mikroba. Teknologi bioenergetik "hijau" seperti itu dapat, misalnya, menghasilkan listrik dari bakteri di pabrik pengolahan limbah.

Menghirup logam

Bakteri menghasilkan listrik untuk alasan yang sama kita menghirup oksigen, untuk menghilangkan elektron yang dihasilkan selama metabolisme dan mendukung produksi energi. Sedangkan hewan dan tumbuhan mentransfer elektron mereka ke oksigen di dalam mitokondria setiap sel, bakteri di lingkungan tanpa oksigen, termasuk usus kita. Dalam lingkungan geologi, yang sering menjadi mineral, misalnya besi atau mangan, ada di luar sel. Dalam beberapa hal, bakteri ini "menghirup" besi atau mangan.

Baterai mikroba yang dibuat dengan bakteri elektrogenik yang baru ditemukan. Elektroda (CE , WE) ditempatkan dalam stoples penuh bakteri, menghasilkan hingga setengah millivolt listrik. Kredit: Ajo-Franklin

Memindahkan elektron dari sel ke mineral membutuhkan kaskade reaksi kimia khusus, yang disebut rantai transfer elektron ekstraseluler. Reaksi itu membawa elektron sebagai arus listrik kecil. Beberapa ilmuwan telah menyadap rantai itu untuk membuat baterai. Sistem transfer elektron ekstraseluler yang baru ditemukan sebenarnya lebih sederhana daripada rantai transfer yang sudah dikenal. Pun tampaknya hanya digunakan oleh bakteri ketika diperlukan, mungkin ketika tingkat oksigen rendah. Sejauh ini, rantai transfer elektron yang lebih sederhana ini telah ditemukan pada bakteri dengan dinding sel tunggal. Untuk melihat seberapa kuat sistem ini, Light bekerja sama dengan Caroline Ajo-Franklin dari Lawrence Berkeley National Laboratory. Dia menggunakan elektroda untuk mengukur arus listrik yang mengalir dari bakteri, hingga 500 mikroampel, memastikan bahwa itu memang elektrogenik. Bahkan, mereka menghasilkan listrik sebanyak kira-kira 100.000 elektron per detik per sel, seperti yang diketahui pada bakteri elektrogenik. Cahaya sangat tertarik dengan keberadaan sistem ini di Lactobacillus, bakteri untuk produksi keju dan yogurt. Mungkin, transportasi elektron mempengaruh rasa keju dan yogurt. "Ini adalah bagian besar dari fisiologi bakteri yang orang tidak menyadari ada, dan itu bisa berpotensi dimanipulasi," katanya. (DWK)

Sains

0

Rahasia Mengejutkan Bakteri Gut: Mereka Menghasilkan Listrik

Menghirup logam

Kemala Putri

Tinggalkan Komentar

0 Komentar

Berita Menarik Lainnya

Rahasia Mengejutkan Bakteri Gut: Mereka Menghasilkan Listrik

Menghirup logam

Kemala Putri

Tinggalkan Komentar

0 Komentar

Berita Menarik Lainnya

Peneliti Berhasil Ciptakan Rahim Buatan untuk Atasi Kelahiran Prematur

DeepSouth, Superkomputer Setara Otak Manusia Bakal Mulai Beroperasi Tahun Depan

Penelitian Terbaru: Musik Sebagai Obat Ampuh untuk Meredakan Rasa Sakit

Sering Mimpi Seolah Terjatuh? Ini Penjelasan Ilmiahnya

DensePose Mungkinkan Kamu Lacak Orang Pakai Sinyal WiFi

Ternyata Ada Penjelasan Ilmiah untuk Kegiatan Fangirling!