Bactérias elétricas podem vir a ser usadas ​​para Bio-baterias

Num passo importante para a criação de "bio-baterias", um novo estudo revela como as bactérias produzem electricidade quando as proteínas nas suas membranas celulares entram em contato com uma superfície mineral.

Os cientistas sabem há algum tempo que uma família de bactérias marinhas conhecidas como Shewanella oneidensis, encontradas em sedimentos e solo do oceano profundo, podem criar correntes elétricas quando expostos a metais pesados ​​como ferro e manganês.

Num estudo publicado ontem (25 de março) na revista Proceedings, os pesquisadores mostram que essas proteínas podem transportar electrões através de uma membrana a uma taxa rápida o suficiente para produzir a energia que as bactérias necessitam para sobreviver.

Assim como os humanos respiram oxigénio e usam-no para gerar energia, as bactérias Shewanella podem usar minerais como o óxido de ferro para a sua respiração, disse o co-autor Liang Shi, microbiologista do Pacific Northwest National Laboratory, em Washington, EUA. As bactérias são conhecidas por produzirem uma corrente de electrões de vaivém através de membranas celulares, "mas como esta transferência de electrões a partir das bactérias para o mineral ocorre ainda não é bem compreendido", disse Shi.

Existem duas possibilidades principais para a forma como isso acontece: As proteínas da membrana podem transferir electrões directamente para a superfície mineral, ou as proteínas podem usar outras moléculas para as ajudar a transportar electrões através da membrana celular. Para mostrar como as proteínas da membrana destas bactérias produzem uma corrente elétrica, os pesquisadores criaram uma estrutura semelhante a bolha de moléculas de gordura cravejada com estas proteínas, que imitavam membrana celular da bactéria. 

É muito mais fácil estudar essas bolhas do que as células bacterianas reais, que estão lotadas com outras estruturas, disse Shi. As experiências foram também executadas em um ambiente livre de oxigénio, uma vez que o oxigénio pode interferir com as reações químicas. As bolhas continham um dador de electrões do lado de dentro, e foram expostas a um mineral contendo ferro do lado de fora. Os investigadores mediram a velocidade da corrente eléctrica que se desenvolveu através da membrana.

A velocidade dessa corrente foi muito rápida - rápida o suficiente para sugerir que as bactérias usam este mecanismo para criar as suas correntes elétricas na natureza. "A nossa pesquisa mostra que essas proteínas podem diretamente 'tocar' a superfície mineral e produzir uma corrente elétrica, o que significa que é possível para as bactérias ficar na superfície de um metal ou mineral e conduzir eletricidade através das suas membranas celulares", disse o líder do estudo Tom Clarke, biólogo da Universidade de East Anglia, no Reino Unido.

Entender como funcionam essas bactérias poderia permitir aos cientistas desenvolver bio-baterias que podem armazenar energia para sensores em ambientes remotos, por exemplo. Por outro lado, o processo inverso - a colocação de electricidade nas bactérias - pode ser usado para fazer com que as bactérias fabriquem materiais úteis.

As bio-baterias já estão a ser desenvolvidos, afirma Shi, embora não como parte desta pesquisa. A próxima questão é saber como essas proteínas de vaivém de electrões cabem em todo o sistema, e não apenas dentro das bolhas de laboratório, disse ele.