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Crean técnica que identifica bacterias productoras de electricidad

Instituto Tecnológico de Massachusetts
Una Técnica de microfluidos ayuda a clasificar rápidamente las bacterias según su capacidad para generar electricidad. Imagen: MIT
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Examinan bacterias con una nueva técnica de microfluidos, para revisar su potencial llamado de polarizabilidad, que es la capacidad de las bacterias para producir electricidad, éstas podrían usarse en la generación de energía o en la limpieza ambiental.

Vivir en condiciones extremas requiere adaptaciones creativas. Para ciertas especies de bacterias que existen en ambientes privados de oxígeno, esto significa encontrar una manera de respirar que no implique oxígeno. Estos microbios resistentes, que se pueden encontrar en las profundidades de las minas, en el fondo de los lagos e incluso en el intestino humano, han desarrollado una forma única de respiración que consiste en excretar y expulsar electrones. En otras palabras, estos microbios pueden producir electricidad.

Por ello científicos e ingenieros están explorando formas de aprovechar estas plantas de energía microbiana para operar celdas de combustible y purificar las aguas residuales, entre otros usos. Pero determinar las propiedades eléctricas de un microbio ha sido un desafío: las células son mucho más pequeñas que las células de mamíferos y son extremadamente difíciles de cultivar en condiciones de laboratorio.

En este sentido, los ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han desarrollado una técnica de microfluidos que puede procesar rápidamente pequeñas muestras de bacterias y medir una propiedad específica que está altamente correlacionada con la capacidad de las bacterias para producir electricidad. Dicen que esta propiedad, conocida como polarizabilidad, se puede usar para evaluar la actividad electroquímica de una bacteria de una manera más segura y eficiente en comparación con las técnicas actuales.

La idea es elegir a los candidatos más fuertes para hacer las tareas que los humanos quieren que hagan las células“, dice Qianru Wang, postdoctorado del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT.

Y Cullen Buie, profesor asociado de ingeniería mecánica del MIT agregó: “Una herramienta que te permita probar que esos organismos productores de electricidad, podría ser mucho más importante de lo que pensábamos, ya que no es solo un pequeño puñado de microbios lo que puede hacer esto“.

Buie y Wang publicaron sus resultados en la revista Science Advances.

Las bacterias productoras de electricidad son capaces crear electrones dentro de sus células y liberarlos a través de pequeños canales en sus membranas celulares en un proceso llamado transferencia extracelular de electrones, o EET (por sus siglas en inglés). Los procesos actuales para identificar las capacidades de producción de electricidad de las bacterias implican la medición de la actividad de las proteínas EET, pero este es un proceso lento.

Los investigadores a veces usan un proceso llamado dielectroforesis para separar dos tipos de bacterias según sus propiedades eléctricas, sin embargo, es un proceso que separa bacterias muy diferentes.

El estudio realizado en el MIT separó las células en función de una diferencia mucho más pequeña, su capacidad para producir electricidad. Al aplicar pequeños voltajes a las cepas de bacterias en un canal de microfluidos (con forma de reloj de arena), el equipo pudo separar y medir los diferentes tipos de células estrechamente relacionadas.

Su estudio concluyó que las bacterias con una mayor polarizabilidad también eran productores de electricidad más activos. Este descubrimiento podría servir para medir la polarización de otras bacterias que ya saben son productoras de electricidad y que tienen mayor potencial para otras aplicaciones en la vida real.

Esta técnica puede tener una aplicación más amplia, en generación de energía limpia, biorremediación y producción de biocombustibles“, finaliza Wang.

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