På senare år har forskare har försökt fånga den elektriska ström som bakterier genererar genom metabolism. Än så länge, dock, överföringen av ström från bakterierna till en mottagande elektrod har varit mycket ineffektiv. Nu, forskare från institutioner inklusive Lunds universitet har uppnått en något mer effektiv överföring av elektrisk ström.

En av samhällets största utmaningar är att möta behovet av förnybar och hållbar energi. Intresset växer kring en potentiell sådan energikälla:bakterier. "Vi plockar upp elektroner från bakterien och överför dem till en elektrod. Detta gör att vi kan få en elektrisk ström från bakterierna i realtid, medan de äter, som det var, " förklarar Lo Gorton, professor i kemi vid Lunds universitet. "Denna studie är ett genombrott i vår förståelse av extracellulär elektronöverföring i bakterier, " han säger.

Extracellulär elektronöverföring avser den ström som bakterier genererar utanför sin egen cell. Svårigheten att utvinna energin ligger i att producera en molekyl som kan ta sig genom bakteriens tjocka cellvägg för att hämta elektronerna mer effektivt. I den aktuella studien, forskarna skapade en konstgjord molekyl känd som en redoxpolymer för detta ändamål. Studien involverade Enterococcus faecalis, en vanlig tarmbakterie som finns hos både djur och människor.

Resultaten av studien är värdefulla inte bara för deras potential när det gäller framtida bakteriell elektrisk energi; de ökar också förståelsen för hur bakterier kommunicerar med sin omgivning. Bakterierna själva använder förmodligen extracellulär elektronöverföring för att kommunicera, både med andra bakterier och med molekyler. "Elektronöverföring kan ha stor betydelse för hur bakterierna kommunicerar med olika molekyler och med varandra i vårt matsmältningssystem, men också för hur naturen fungerar i ett vidare perspektiv. Man tror idag att många geologiska processer är bakteriedrivna, säger Lo Gorton.

Att förstå hur bakterier fungerar och kommunicerar är värdefullt i många sammanhang. Till exempel, bakterier och andra mikroorganismer kan användas för att producera biobränsle, i vad som kallas mikrobiella biobränsleceller. Av särskilt intresse i ett energisammanhang är de fotosyntetiserande bakterierna. Om de är anslutna till en elektrod, de kan generera elektrisk energi när de utsätts för ljus. Detta har Lo Gorton och hans kollegor visat i tidigare studier.

Djupare kunskap om bakterier är också betydelsefull när det gäller att eventuellt använda dem för att rena avloppsvatten, att producera molekyler som är svåra att syntetisera, eller för att reducera koldioxid till en mer användbar form, till exempel.