Jeden enzym wystarczy, by zmienić powietrze w energię. Niesamowite osiągnięcie naukowców

Było jasne, że pewna bakteria jest w stanie zmienić wodór znajdujący się w powietrzu w energię elektryczną, a naukowcom udało się teraz zrozumieć, jaki mechanizm na to pozwala.
Jeden enzym wystarczy, by zmienić powietrze w energię. Niesamowite osiągnięcie naukowców

Za przełomem stoją autorzy publikacji zamieszczonej na łamach Nature, którzy prowadzili analizy poświęcone gatunkowi Mycobacterium smegmatis. Bakterie te mogą przetrwać nawet w środowiskach sprawiających wrażenie kompletnie nienadających się do życia. Takie ubogie w składniki odżywcze miejsca nie stanowią jednak przeszkody nie do przejścia dla M. smegmatis.

Czytaj też: Brudna forsa, czyli jakie bakterie skrywają się na naszych pieniądzach?

Jak wynika z przeprowadzonych badań, wszystko za sprawą enzymu nazwanego przez członków zespołu badawczego Huc. To właśnie on umożliwia pozyskiwanie energii z wodoru znajdującego się w powietrzu, co powinno być szczególnie przydatne dla ludzi. Pożytek byłby rzecz jasna niewielki, gdyby badaczom nie udało się zidentyfikować kluczowego mechanizmu prowadzącego do tak pożądanego efektu.

Autorom udało się wyodrębnić rzeczony enzym, a następnie szczegółowo go przeanalizować. Jak przekonują, podobny mechanizm mógłby zostać wykorzystany do zasilania szeregu małych przenośnych urządzeń elektrycznych. Wśród konkretnych przykładów wymieniają między innymi czujniki biometryczne, monitory środowiskowe, zegary cyfrowe i kalkulatory lub proste komputery. 

Bakteria M. smegmatis wytwarza energię elektryczną z wodoru dzięki enzymowi nazwanemu Huc

Zespołowi badawczemu przewodził Rhys Grinter z Monash University. Naukowiec podkreśla, że im więcej wodoru ma do dyspozycji enzym, tym więcej energii elektrycznej może on wytworzyć. Z tego względu, przy odpowiednio stężonym wodorze, możliwe powinno być zasilanie nawet bardziej zaawansowanych urządzeń, takich jak smartwatche,smartfony, przenośne komputery, a być może nawet samochody.

Co ciekawe, M. smegmatis – ze względu na pokrewieństwo z bakterią Mycobacterium tuberculosis, odpowiedzialnej za gruźlicę – jest często wykorzystywana w badaniach laboratoryjnych. Z tego tytułu jej niezwykłych zdolnościach świat nauki wiedział już w przeszłości. Tę intrygującą bakterię znaleziono jak do tej pory między innymi na Antarktydzie, w kraterach wulkanicznych i głębokich warstwach oceanu. 

Czytaj też: Ten aparat nie nakręci nowego filmu Marvela. Pozwoli za to naukowcom na coś niesamowitego

W toku badań poświęconych enzymowi Huc naukowcy wykorzystali chromatografię, dzięki której możliwe jest oddzielenie składników mieszaniny. Później zbadali strukturę atomową enzymu za pomocą mikroskopii krioelektronowej. Dzięki temu udało się ustalić, że opisywana bakteria ma strukturę zawierającą naładowane jony niklu i żelaza. Kiedy cząsteczki wodoru (składające się z dwóch protonów i dwóch elektronów) dostają się do tego obszaru, zostają uwięzione pomiędzy jonami niklu i żelaza i pozbawione swoich elektronów. Enzym następnie wysyła te elektrony, aby wygenerować prąd.

Niezwykle istotne jest przy tym, że wyizolowany enzym może być przechowywany przez dłuższy czas i wytrzymuje zarówno w temperaturach poniżej zera, jak i dochodzących do 80 stopni Celsjusza. Poza tym, do wytwarzania energii elektrycznej wystarczy mu wodór o stężeniu wynoszącym zaledwie 0,00005% tego, co znajduje się w powietrzu, którym oddychamy. Brzmi jak bardzo wydajne źródło energii, z którego ludzkość mogłaby mieć wiele pożytku.