Sel Bakteri Shewanella Terlihat Berenang Menyeret Elektron

Tinuku

(KeSimpulan) Rekaman video menangkap perilaku bakteri yang sama sekali baru. Penelitian yang dipublikasikan pada 7 Desember di jurnal PNAS menemukan sel-sel Shewanella sebentar menyentuh permukaan penerima elektron, lepas landas dan berenang, kemudian kembali lagi ke permukaan logam.

Para peneliti menyebutnya new behavior electrokinesis dan mungkin satu cara bagi bakteri untuk membuang elektron sebelum lepas landas dalam mencari makanan, seperti ikan paus muncul ke permukaan untuk menarik napas sebelum menyelam. Memahami gerakan ini dapat membantu para ilmuwan mendesain sel bahan bakar mikroba dengan memanfaatkan elektron bolak-balik bakteri untuk memproduksi energi.

"Sejauh yang kami tahu, ini adalah perilaku baru. Ini cara baru untuk memahami perilaku bakteri. Hal ini membuka banyak pertanyaan dan menyusun hipotesis 10 kali lebih dari yang kita miliki," kata Ken Nealson, mikrobiolog dari University of Southern California di Los Angeles. Sampai sekarang, bakteri Shewanella dianggap menjalani kehidupan yang relatif sederhana, kadang-kadang bergerak di sekitarnya dan pada waktu lain mencuat ke permukaan dan deposit elektron di atasnya.

Namun studi baru menemukan gaya hidup Shewanella adalah rumit. Para peneliti yang dipimpin oleh Howard Harris juga dari University of Southern California, menunjukkan rekaman video sel Shewanella saat mendatangi kontak dengan material yang dapat menyimpan elektron, seperti mangan oksida dan elektroda. Sel-sel Shewanella memiliki bukti hasil pengamatan sebelumnya oleh Orianna Bretschger dari J. Craig Venter Institute di San Diego yang menyebut “touch-and-go” interactions dengan permukaan. Sel menyentuh permukaan, lalu cepat-cepat berenang menjauh, hanya untuk kembali lagi nanti dalam interaksi sekilas. Bahkan, ketika para peneliti melakukan variasi potensi elektroda untuk menerima lebih banyak elektron dari bug, sel-sel cenderung bergerak jauh lebih cepat.

Untuk menunjukkan bahwa perilaku masih baru (bukan bentuk chemotaxis yaitu bakteri berperilaku berbeda karena kimiawi lingkungan yang berbeda), para peneliti menguji Shewanella mutan yang kekurangan gen untuk chemotaxis. Mutan ini dibentuk electrokinesis hanya sebanyak sel-sel normal yang menunjukkan bahwa perilaku bukan penginderaan kimiawi. Bakteri tidak membutuhkan indera dan mendekati permukaan penerima elektron sebelum berinteraksi dengannya.

Meskipun para peneliti belum tahu mengapa bakteri terlibat dalam perilaku ini, kemungkinan cara mikroba untuk bernapas dan makan. Sel Shewanella mendapatkan energi dengan elektron yang diseret ke permukaan untuk ditangkap. Dalam kasus ini, tempat dimana bug bernafas atau pertukaran elektron, mungkin berbeda dari tempat mereka menemukan makanan. Bretschger menyamakan situasi seperti penyelam yang mengambil napas dari udara dan kemudian menyelam jauh ke air.

Karena sel Shewanella bernafas di permukaan akseptor elektron seperti logam, menaruh semua elektron mereka ke logam seperti mengambil napas dalam-dalam. Dengan penyimpanan elektron mereka yang kosong, sel-sel siap untuk berenang jauh untuk mencari makanan. Ketika elektron penuh lagi, mereka kembali ke logam dan membuang beban. Karena Shewanella memerlukan elektron untuk mendapatkan energi, peningkatan berenang terjadi ketika bertabrakan dengan elektron akseptor menjadi "masuk akal," kata Jeffrey Gralnick dari University of Minnesota di St Paul.

Nealson menyatakan bahwa memahami perilaku ini dapat membantu ilmuwan mengembangkan sel bahan bakar mikroba, bisa menghasilkan listrik dalam jumlah kecil, memurnikan air di sebuah pabrik pengolahan. Kolam perilaku tidak ideal untuk sistem seperti ini, jadi mencari tahu bagaimana mengubah perilaku bug akan sangat membantu.

Tinuku Store

No comments:

Post a Comment