Bioingegneria: batteri E. coli trasformati in generatori di elettricità

Gli scienziati hanno utilizzato la bioingegneria per modificare i batteri E. coli, che sono molto studiati, in modo che possano produrre elettricità. Questo lavoro innovativo, pubblicato sulla rivista Joule, dimostra il potenziale di questi batteri in diversi ambienti, soprattutto nelle acque reflue.

I batteri E. coli, che sono fondamentali per la ricerca biologica, sono stati utilizzati per generare elettricità attraverso un processo chiamato trasferimento di elettroni extracellulare (EET). I ricercatori dell’EPFL hanno modificato i batteri E. coli per potenziare l’EET, rendendoli “microbi elettrici” estremamente efficienti. A differenza dei metodi precedenti che richiedevano specifici composti chimici per generare elettricità, i batteri E. coli bioingegnerizzati possono produrre elettricità mentre metabolizzano una varietà di sostanze organiche.

Una delle innovazioni chiave dello studio è stata la creazione di un percorso completo di EET all’interno dei batteri E. coli, un risultato mai ottenuto prima. Integrando componenti da un altro batterio noto per generare elettricità, i ricercatori hanno costruito con successo un percorso ottimizzato che attraversa le membrane interne ed esterne della cellula. Questo nuovo percorso ha portato a un aumento di tre volte nella generazione di corrente elettrica rispetto alle strategie convenzionali.

È importante sottolineare che i batteri E. coli modificati hanno dimostrato prestazioni notevoli in diversi ambienti, tra cui le acque reflue di una birreria. Mentre altri microbi elettrici non sono riusciti a sopravvivere, i batteri E. coli bioingegnerizzati sono stati in grado di prosperare, dimostrando il loro potenziale nel trattamento dei rifiuti su larga scala e nella produzione di energia.

Le implicazioni di questo studio vanno oltre il trattamento dei rifiuti. Grazie alla loro capacità di generare elettricità da una vasta gamma di fonti, i batteri E. coli modificati possono essere utilizzati in celle a combustibile microbiche, elettrosintesi e biosensori, solo per citarne alcune applicazioni. Inoltre, la flessibilità genetica di questi batteri significa che possono essere personalizzati per adattarsi a specifici ambienti e sostanze, rendendoli uno strumento versatile nello sviluppo di tecnologie sostenibili.

“Il nostro lavoro è molto attuale, poiché i microbi bioelettrici modificati stanno trovando sempre più applicazioni reali”, afferma Mouhib, l’autore principale dello studio. “Abbiamo stabilito un nuovo record rispetto agli studi precedenti, che si basavano solo su un percorso parziale, e rispetto al batterio utilizzato in uno dei più importanti documenti recenti nel campo. Con tutti gli sforzi di ricerca attuali, siamo entusiasti del futuro dei batteri bioelettrici e non vediamo l’ora che noi e altri possiamo portare questa tecnologia a nuovi livelli”.

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