Electricidad limpia a partir de bacterias. Creando 'Bio-Baterías'

Científicos de la Universidad de East Anglia han logrado un importante avance en la búsqueda de generar electricidad limpia a partir de bacterias.Los resultados, publicados en la revistaProceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) muestran que, las proteínas de la superficie de las bacterias pueden producir una corriente eléctrica con sólo tocar una superficie mineral.

La investigación muestra que es posible para las bacterias permanecer directamente sobre la superficie de un metal o mineral y de transferir la carga eléctrica a través de sus membranas celulares. Esto significa que se pueden «atar» bacterias directamente a unos electrodos, lo que acerca a los científicos un paso más hacia la creación de eficientes células de combustible microbianas o "bio-baterías".El equipo ha colaborado con investigadores en el Pacific Northwest National Laboratory, en Washington en EE.UU.La Shewanella oneidensis forma parte de una familia de bacterias marinas. El equipo de investigación creó una versión sintética de esta bacteria usando sólo las proteínas pensadas para transportar los electrones desde el interior del microbio a la roca.

Insertaron estas proteínas en las capas lipídicas de las vesículas, que son esas pequeñas cápsulas de membranas lipídicas que componen una membrana bacteriana. Luego probaron cómo viajaban los electrones entre un donador de electrones del interior y un soporte de hierro situado en el exterior.El investigador principal, el Dr. Tom Clarke de la facultad de Ciencias Biológicas de la UEA, dijo: "Sabíamos que las bacterias pueden transferir energía eléctrica en metales y minerales, y que la interacción depende de unas proteínas especiales de la superficie de las bacterias, pero no estaba tan claro si estas proteínas hacían esto directa o indirectamente mediante un mediador desconocido del entorno medio ambiental."Nuestra investigación muestra que estas proteínas pueden "tocar" directamente la superficie del mineral y producir una corriente eléctrica, lo que significa que las bacterias de la superficie de un metal o mineral pueden conducir la electricidad a través de sus membranas celulares.

"Es la primera vez que hemos sido capaces de ver realmente cómo los componentes de la membrana de una célula bacteriana son capaces de interactuar con diferentes sustancias, y comprender cómo puede ocurrir esto en la superficie de una célula."Estas bacterias muestran un gran potencial como células de combustible microbianas, donde la electricidad puede ser generada a partir de la descomposición de productos de desechos domésticos o agrícolas."Otra posibilidad es utilizar estas bacterias como fábricas en miniatura sobre la superficie de un electrodo, donde las reacciones químicas tienen lugar dentro de la célula, usando la energía eléctrica suministrada por el electrodo a través de estas proteínas."

El bioquímico Liang Shi, del Pacific Northwest National Laboratory, señalaba, "Hemos desarrollado un sistema único que pudiéramos imita la transferencia de electrones de igual manera que ocurre en las células. La tasa de transferencia de electrones que medimos era increíblemente rápida, tan rápida que soportaba la respiración bacteriana.”El hallazgo también es importante porque nos permite comprender cómo el carbono se abre paso a través de la atmósfera terrestre y de los océanos."Cuando la materia orgánica se ve implicada en la reducción de hierro, se libera dióxido de carbono y agua. Y cuando el hierro se utiliza como fuente de energía, las bacterias incorporar el dióxido de carbono en la alimentación. Si entendemos la transferencia de electrones, podremos aprender cómo las bacterias controlan el ciclo de carbono", añadió Shi.

El proyecto fue financiado por Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) y el Departamento de Energía de EE.UU.