Khi nói đến sự thoải mái, con người có điều kiện khá tốt khi không thường xuyên phải sống trong chân không của không gian như gấu nước (tardigrades), và các miệng phun thủy nhiệt cực nóng chứa đầy lưu huỳnh như nhiều loại vi khuẩn. Điều kiện sống của chúng ta cũng dễ dàng hơn nhiều so với Geobacter sulfurreducens— một loại vi khuẩn đặc biệt thích nghi với việc sống trong môi trường kỵ khí sâu trong lòng Trái đất...
Các nhà khoa học từ lâu đã ngạc nhiên về cách loài vi khuẩn này sống sót trong điều kiện khắc nghiệt dưới lòng đất, nhưng qua nhiều năm, các chuyên gia đã dần dần đưa ra lời giải thích.
Một trong những khám phá lớn nhất là Geobacter thực chất cung cấp năng lượng cho lưới điện vi sinh vật dưới chân chúng ta. Để “thở” bằng oxy, vi khuẩn này chuyển các electron dư thừa thành các sợi điện cực nhỏ được gọi là dây nano nảy ra từ bề mặt.
Những sợi này liên kết với các khoáng chất xung quanh và các vi khuẩn khác, tạo ra một loại lưới sinh học kết nối giúp duy trì sự sống. Tuy nhiên, cho đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa thể tìm ra chính xác nguyên nhân khiến những sợi này tích điện.
Các nhà khoa học từ Đại học Yale và Trường Khoa học và Công nghệ NOVA ở Lisbon, Bồ Đào Nha, đã tìm thấy một họ protein cụ thể chịu trách nhiệm cho kỳ quan điện dưới lòng đất này. Nó có tên gọi là cytochrome, thứ về thực chất hoạt động như ổ cắm sạc cho dây nano, cung cấp đường dẫn cần thiết để giải phóng lượng electron dư thừa được tạo ra thông qua quá trình trao đổi chất.
Các nhà nghiên cứu viết trong bài báo: “Các vi khuẩn đất và biển thông thường thuộc họ Geobacteraceae rất quan trọng trong môi trường tự nhiên đa dạng và các ứng dụng công nghệ sinh học. Cấu trúc của các dây nano này cho thấy các chuỗi cytochrome liên kết với nhau… [mà] có thể thúc đẩy sự dẫn điện và cách điện trong khoảng cách vài micromet”.
Hiểu được đặc tính điện sinh học của những vi khuẩn này có thể cực kỳ quan trọng đối với các ứng dụng công nghệ, cũng như việc chống lại biến đổi khí hậu. Khám phá về khả năng điện của những vi khuẩn này hy vọng sẽ dẫn đến sự phát triển của các vật liệu sinh học khác nhau, cũng như những tiến bộ trong năng lượng sinh học. Mặc dù có kích thước cực kỳ nhỏ bé - chỉ từ 3 đến 5 nanomet (nhỏ hơn khoảng 10.000 lần so với sợi tóc người) và các dây nano của nó chỉ vươn ra ngoài 20 nanomet, những sinh vật này đóng vai trò trung tâm trong quá trình phát thải khí nhà kính trên Trái đất.
Theo thông cáo báo chí của Yale trích dẫn từ các tác giả của bài báo, vi khuẩn hấp thụ 80% khí mê-tan trong đại dương, nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Tuy nhiên, vi khuẩn trên bề mặt Trái đất chiếm 50% lượng mê-tan thải vào khí quyển. Hiểu được các quá trình trao đổi chất khác nhau có thể giúp giảm thiểu lượng khí thải mê-tan.
Kết quả của nghiên cứu này gần đây đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Theo Popularmechanics
