Un nanohilo proteínico ultraestable fabricado por bacterias ofrece pistas para combatir el cambio climático
El acelerado cambio climático es una grave amenaza para la vida en la Tierra. El aumento de las temperaturas son causó metano atmosférico que es 30 veces más potente queel CO2 para atrapar el calor. Los microbios son responsables de la generación de la mitad de este metano y las elevadas temperaturas también están acelerando el crecimiento microbiano y, por tanto, produciendo más gases de efecto invernadero de los que pueden ser utilizados por las plantas, debilitando así la capacidad de la Tierra para funcionar como sumidero de carbono y elevando aún más la temperatura global.
"Nanocables" producidos por Geobacter en respuesta a un campo eléctrico aplicado a biopelículas productoras de electricidad. Estos nanocables están compuestos de citocromo OmcZ y presentan una conductividad 1000 veces superior y una rigidez 3 veces mayor que los nanocables de citocromo OmcS importantes en entornos naturales, lo que permite a las bacterias transportar electrones a más de 100 veces su tamaño.
Sibel Ebru Yalcin. Design: Ella Maru Studio
Una posible solución a este círculo vicioso podría ser otro tipo de microbios que se comen hasta el 80% del flujo de metano de los sedimentos oceánicos que protege la Tierra. Cómo los microbios son a la vez los mayores productores y consumidores de metano ha seguido siendo un misterio porque son muy difíciles de estudiar en el laboratorio. En Nature Microbiology, el equipo de Yale dirigido por Yangqi Gu y Nikhil Malvankar, de Biofísica Molecular y Bioquímica del Instituto de Ciencias Microbianas, informa de las sorprendentes propiedades alámbricas de una proteína muy similar a la utilizada por los microbios consumidores de metano.
El equipo había demostrado anteriormente que este nanohilo proteínico presenta la mayor conductividad conocida hasta la fecha, lo que permite generar la mayor energía eléctrica por cualquier bacteria. Pero hasta la fecha nadie había descubierto cómo los fabrican las bacterias y por qué muestran una conductividad tan extremadamente alta.
Gracias a la criomicroscopía electrónica, Yangqi y su equipo pudieron ver la estructura atómica de los nanocables y descubrir que los hemisomas se empaquetan estrechamente para mover los electrones a gran velocidad con una estabilidad ultraelevada. También explica cómo estas bacterias pueden sobrevivir sin las moléculas de membrana que contienen oxígeno y formar comunidades capaces de enviar electrones a más de 100 veces el tamaño de la bacteria. Yangqi y su equipo también construyeron nanocables sintéticamente para explicar cómo las bacterias fabrican nanocables a demanda.
"Estamos utilizando estos heme-cables para generar electricidad y combatir el cambio climático comprendiendo cómo los microbios que se alimentan de metano utilizan heme-cables similares", afirmó Malvankar.
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