Elektriske kabelbakterier ånder med ilt på en hidtil uset effektiv måde

Vi mennesker skal have ilt og føde for at leve. Og ilten skal transporters ud til hver enkelt celle i kroppen, for at vores maskineri fungerer.
Forestil dig at der kun er ilt ved toppen af bjergene, mens føden befinder sig i dalene.
Sådan ser verdenen faktisk ud for kabelbakterier, der lever i bunden af have og søer. Der er der kun en tynd film med ilt allerøverst, mens føden findes flere centimeter længere nede i bunden.
Biologiske elektriske ledninger
”Hvor andre organismer prøver at løse problemet ved at flytte ilt og føde op og ned, har kabelbakterierne udviklet elektriske kabler. Når bakterierne omsætter af føde nede i bunden, danner de elektroner, som de sender gennem de biologiske, elektriske ledninger op til overfladen, hvor elektronerne reducerer ilt fra det overliggende vand, ” forklarer professor Lars Peter Nielsen, der er centerleder for Center for Elektromikrobiologi og som var den, der opdagede de elektriske strømme.
Kabelbakterier består af mange celler, der ligger en efter en i én lang række. Den kan blive flere centimeter lang og cellerne holdes samen af en fælles ydre kappe, hvor også de elektriske kabler ligger.
I laboratoriet placerede forskerne nogle kabelbakterier i et lille fladt, gennemsigtigt kammer. Bakterierne havde adgang til iltfrit mudder fuldt af føde i midten af kammeret, mens der strømmede ilt ind fra kanterne. Lige der, hvor det indtrængende ilt slap op, dannede små, encellede bakterier en meget tydelig front. Præcist i dette lag kæmpede bakterierne for samtidigt at fange føde og ilt fra hver side af fronten.
”I mikroskopet kunne jeg se, hvordan de enkelte kabelbakterier i stedet placerede sig på tværs af denne front, og hvordan kabelbakterierne stak den ene ende op i zonen med ilt, ” forklarer Stefano Scilipoti, der er ph.d.-studerende ved Center for Elektromikrobiologi, Aarhus Universitet og som har stået i spidsen for de nye opdagelser.
Kun 10% af cellerne ”trækker vejret”
Stefano Scilipoti så, hvordan én kabelbakterie kunne bøje hele fronten. Den brugte så meget ilt, at de små, encellede bakterier måtte flytte sig tættere på yderkanten af kammeret for stadig at få ilt til deres respiration. Kabelbakterien flyttede ganske enkelt grænselaget mellem ilt og det iltfrie miljø og netop det gjorde forskerne i stand til at beregne, hvor meget ilt den enkelte kabelbakterier optog med de celler, den stak ud i det iltholdige lag.
”Mindre end 10% af cellerne i den enkelte kabelbakterie optog ilt, men det skete til gengæld med hastigheder, der svarer til de højst målte i den biologiske verden,” fortæller Stefano Scilipoti.
”Det kan kun lade sig gøre, fordi bakterierne danner en elektrisk strøm mellem cellerne. De celler, der optager ilt, kan koncentrere sig om det, fordi resten af cellerne sørger for at optage og omsætte føden og producere nye celler,” siger Lars Peter Nielsen.
På jagt efter aktører i maskinrummet
Kabelbakterierne har udviklet sig fra en form, der levede i områder helt uden ilt. Anaerobe bakterier, kalder man dem. For dem er ilt giftigt. Men med den elektriske forbindelse til ilt kan kabelbakterierne udnytte fordelene ved at ånde med ilt uden at udsætte ret mange celler for stresspåvirkninger fra ilt.
På Center for Elektromikrobiologi ved Aarhus Universitet fortsætter jagten for at finde og forstå de helt særlige molekylære mekanismer i de enkelte celler, der er nødvendige for at kunne leve et elektrisk liv – en helt enestående livsform.
Kontakter
Professor Lars Peter Nielsen,
Institut for Biologi;
Aarhus Universitet;
mail: lpn@bio.au.dk;
tlf.: 6020 2654.
Ph.d.-studerende Stefano Scilipoti,
Institut for Biologi;
Aarhus Universitet;
mail: ss@bio.au.dk;
tlf: 9148 9338
Billeder

Links
Information om Aarhus Universitet Natural Sciences
Følg pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Natural Sciences
Skriv dig op her, og modtag pressemeddelelser på e-mail. Indtast din e-mail, klik på abonner, og følg instruktionerne i den udsendte e-mail.
Flere pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Natural Sciences
Erhvervskandidatuddannelse skal tiltrække og fastholde flere internationale IT-talenter31.1.2025 09:25:00 CET | Pressemeddelelse
Institut for Datalogi ved Aarhus Universitet har modtaget en bevilling på 3.032.900 kroner fra Uddannelses- og Forskningsstyrelsen til projektet Work And Study Programme in Computer Science. Projektet skal styrke rekrutteringen og fastholdelsen af internationale IT-talenter gennem erhvervskandidatordningen i datalogi (Computer Science) og bidrage til at imødekomme den store mangel på IT-specialister i Danmark.
Ny viceinstitutleder på Institut for Datalogi28.1.2025 13:40:12 CET | Pressemeddelelse
Professor Marianne Graves Petersen er udnævnt som ny viceinstitutleder for uddannelse på Institut for Datalogi ved Aarhus Universitet. Marianne bringer både erfaring og engagement til rollen, kombineret med et dybt kendskab til instituttets uddannelser. Med denne udnævnelse består institutledelsen ud over Marianne, af institutleder Kaj Grønbæk, viceinstitutleder for forskning Anders Møller og sekretariatsleder Lene Hjøllund.
Stjerneforsker glad for regeringens rumstrategi18.11.2024 14:51:04 CET | Pressemeddelelse
Dansk rumforskning og innovation har udsigt til et gevaldigt løft med den nye nationale rumstrategi, vurderer astronomi-professor Hans Kjeldsen fra Aarhus Universitet.
Forskere advarer: Det kan forværre den globale opvarmning at plante træer højt mod nord7.11.2024 17:00:00 CET | Pressemeddelelse
Træer kan opsuge store mængder CO2 fra atmosfæren, så hvis man planter flere af dem, kan man modvirke den globale opvarmning. Det virker bare ikke i de nordligste breddegrader – her vil træplantning snarere fremskynde den globale opvarmning, advarer en international forskergruppe.
AU-forsker får 4 mio. euro til jagten på livets oprindelse i verdensrummet6.11.2024 08:14:04 CET | Pressemeddelelse
Professor Liv Hornekær fra Aarhus Universitet modtager 4 mio. euro fra Det Europæiske Forskningsråd til at styrke forskningen i livets oprindelse i rummet. Bevillingen er en del af et Synergy Grant på i alt 12 mio. til tre europæiske universiteter.
I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.
Besøg vores nyhedsrum