A bactéria Rhodopseudomonas palustris é comumente encontrada em minerais de sedimentos e é conhecida por usar sua condutividade natural para atrair elétrons, mantendo-se na superfície, onde absorve a luz solar necessária para produzir energia.
A pesquisa é liderada por Peter Girguis, um professor de Harvard, que está desenvolvendo um pós-doutorado em Organismos e Biologia Evolutiva. Sua equipe de pesquisadores mostrou que a bactéria Rhodopseudomonas palustris se alimenta de energia solar e se alimenta de elétrons, por meio da sua condutividade natural.
"Quando você pensa sobre a relação entre a eletricidade e os organismos vivos, a maioria das pessoas pensam na figura do Frankenstein. Entretanto, poucos compreendem que todos os organismos usam os elétrons para realizar algum tipo de trabalho", disse Girguis. "Como essência primordial deste trabalho, temos um processo chamado de Transferência de Elétrons Extracelular (TEE), que envolve o movimento de elétrons para dentro e fora das células. Fomos capazes de mostrar que estes micróbios assumem a eletricidade como parte de seus corpos, esta que vai para o seu metabolismo central e realiza vários processos dentro deles".
Na natureza, essas bactérias contam com o ferro para conseguir os elétrons que elas precisam para alimentar a geração de energia de seus corpos, mas os testes em laboratório sugerem que somente o ferro não é fundamental para este processo. Ao ligar um eletrodo nas colônias de bactérias em laboratório, os pesquisadores observaram que elas conseguiam pegar elétrons de fontes não-ferrosas, o que sugere que elas também podem usar outros minerais ricos em elétrons, como outros metais e compostos de enxofre.
"Isso é um divisor de águas", disse Girguis. "Nós temos entendido, por um longo tempo, que os mundos aeróbios e anaeróbios interagiam principalmente por meio da difusão de produtos químicos para dentro e fora desses domínios. Assim, nós também acreditamos que este processo de difusão governa as taxas de muitos ciclos biogeoquímicos. Porém, esta pesquisa indica que essa capacidade de fazer TEE é, em certo sentido, um processo de difusão final. Isso pode mudar a maneira como pensamos sobre as interações entre os mundos aeróbios e anaeróbios, e pode mudar a forma como calcular as taxas de ciclos biogeoquímicos".
Usando ferramentas genéticas, os pesquisadores também foram capazes de identificar um gene que é fundamental para a capacidade dessas bactérias de transportar elétrons. Quando o gene foi retirado, Girguis disse que a capacidade dos micróbios de se alimentar de elétrons caiu cerca de um terço. "Estamos muito interessados em compreender exatamente qual o papel que o gene desempenha na captação de elétrons", disse Girguis. "Genes parecidos com este são encontrados em todos os outros micróbios na natureza, mas não sabemos exatamente o que eles estão fazendo de diferente nesses micróbios. Isso oferece alguma evidência tentadora de que outros micróbios realizam este processo também, só que ainda não descobrimos".
A base para esse novo estudo foi trabalhada há mais de duas décadas, quando os pesquisadores identificaram uma bactéria que “comia” ferrugem transportando elétrons para os átomos de oxigênio que compõem as moléculas de óxido de ferro.
Os micróbios dependem de luz solar para gerarem energia, mas o ferro que necessitam para isso é encontrado em sedimentos abaixo da superfície. Para alcançá-lo, e ainda permanecerem na superfície, essa bactéria desenvolveram essa estratégia de atrair elétrons por meio de sua própria condutividade. Com isso, eles criam cristais de óxido de ferro que se precipitam no solo e ficam ao redor dela. Com o tempo, esses cristais podem se tornar condutores e agir como "circuitos elétricos", permitindo que os micróbios oxidem esses minerais que elas não alcançariam de outra forma.
Embora ele permaneça cético sobre a eficácia do uso dessas bactérias capazes de realizar TEE para a geração de energia por meio de células de combustível, Girguis disse que há outras aplicações, tais como na indústria farmacêutica. “Acho que a maior oportunidade aqui é usar essas bactérias que são capazes de captar elétrons para produzir algo que seja de interesse geral”, completa Girguis.
