Fio biológico abre caminho para micróbios geradores de energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/06/2011

A proteína encontrada na superfície da bactéria ajuda a explicar como uma cadeia de átomos de ferro forma uma espécie de fio que permite que a eletricidade escoe de dentro da célula para o seu exterior.[Imagem: Clarke et al./Pnas]

Biobaterias

O uso de bactérias para gerar energia ficou um pouco mais perto da realidade graças a uma descoberta de cientistas da Universidade East Anglia, no Reino Unido.

A equipe do Dr. Thomas Clarke desvendou a estrutura molecular exata das proteínas que permitem que as bactérias transfiram cargas elétricas de dentro para fora de suas células.

Ricas em ferro, essas proteínas funcionam como um verdadeiro fio biológico, com grandes possibilidades de exploração tecnológica.

Isto significa que os cientistas agora podem desenvolver técnicas para "ancorar" as bactérias diretamente aos eletrodos, criando células a combustível microbianas de alta eficiência - as também chamadas biobaterias.

Transferência de elétrons
Embora já tenham sido construídas biobaterias alimentadas por xixi, a descoberta pode também dar um impulso ao desenvolvimento de células a combustível alimentadas por detritos animais ou humanos, além de agentes biotecnológicos capazes de eliminar poluentes do solo.
"Este é um avanço entusiasmante no nosso entendimento de como algumas espécies de bactérias movimentam os elétrons de dentro para fora de uma célula," afirmou o Dr. Clarke.
"Identificar a estrutura molecular precisa das proteínas-chave envolvidas nesse processo é um passo crucial para a utilização dos micróbios como uma fonte viável de energia no futuro," prevê ele.
Fio biológico
Os cientistas já sabiam que as bactérias produzem nanofios condutores de eletricidade.
Depois, eles descobriram uma espécie de respiração primordial, na qual as bactérias usam o ferro presente nos minerais para a transferência de elétrons, abrindo a possibilidade da criação de biocélulas a combustível sem as células.
Nesta nova pesquisa, a equipe do Dr. Clarke trabalhou com a mesma bactéria, a Shewanella oneidensis.
Usando uma técnica chamada cristalografia de raios X, eles descreveram a estrutura das proteínas que, ligadas à superfície da bactéria, funcionam como fios através dos quais os elétrons são transferidos.

Bibliografia:

Structure of a bacterial cell surface decaheme electron conduit
Thomas A. Clarke, Marcus J. Edwards, Andrew J. Gates, Andrea Hall, Gaye F. White, Justin Bradley, Catherine L. Reardon, Liang Shi, Alexander S. Beliaev, Matthew J. Marshall, Zheming Wang, Nicholas J. Watmough, James K. Fredrickson, John M. Zachara, Julea N. Butt, David J. Richardson
Proceedings of the National Academy of Sciences
May 2011
Vol.: Published online before print
DOI: 10.1073/pnas.1017200108