Les Bactéries Dans Votre Intestin Produisent De L'Électricité

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Les microbes dans l'intestin peuvent produire des étincelles, un processus que l'on croyait se produire principalement dans des environnements extrêmes.

Il n'y a peut-être pas de papillons dans l'estomac, mais il y a certainement des étincelles dans les intestins.

Selon une nouvelle étude publiée mercredi (12 septembre) dans le journal Nature, certains types de bactéries couramment consommées ou déjà présentes dans nos entrailles peuvent générer de l'électricité.

Les bactéries génératrices d'électricité, ou «électrogènes», ne sont pas nouvelles. On les trouve dans des endroits éloignés de nous, comme au fond des lacs, a déclaré l'auteur principal Daniel Portnoy, microbiologiste à l'Université de Californie à Berkeley. [5 façons dont les bactéries intestinales affectent votre santé]

Mais jusqu'à présent, les scientifiques ne savaient pas que les bactéries présentes dans les plantes en décomposition ou chez les mammifères, en particulier les animaux de ferme, pourraient également générer de l'électricité - et d'une manière beaucoup plus simple, a déclaré Portnoy.

Au laboratoire, Portnoy et son équipe ont d'abord cultivé un lot de Listeria monocytogenes, une espèce de bactérie que nous mangeons souvent, provoque parfois une infection appelée listériose. Ce type d'intoxication alimentaire est généralement le plus dangereux pour les personnes dont le système immunitaire est affaibli, les femmes enceintes (cela peut causer des fausses couches), les nouveau-nés et les personnes âgées, selon les Centers for Disease Control and Prevention.

En plaçant les bactéries dans une chambre électrochimique et en capturant les électrons générés avec un fil ou une électrode, l'équipe a constaté que ces bactéries d'origine alimentaire créaient un courant électrique.

Pourquoi le choc?

Selon une déclaration, il existe plusieurs raisons pour lesquelles certaines bactéries produisent de l'électricité, par exemple pour éliminer les électrons produits par le métabolisme. Mais l'objectif principal est de créer de l'énergie, a déclaré Portnoy.

Mais Listeria monocytogenes a «d’autres moyens de générer de l’énergie», notamment en utilisant l’oxygène, a déclaré l’auteur principal Sam Light, chercheur postdoctoral à l’Université de Californie à Berkeley. Ce processus de production d’électricité est «probablement un système de secours qu’ils utilisent dans certaines conditions». Par exemple, ils peuvent le déployer dans des conditions d'intestin déficientes en oxygène.

Les chercheurs ont examiné des bactéries mutées - celles dont les gènes étaient manquants ou altérés - afin d'identifier les gènes nécessaires à la production d'électricité par les bactéries. Ces gènes codent à leur tour certaines protéines essentielles à la production d’électricité.

Ils ont découvert que le système utilisé par ces bactéries - une cascade de protéines qui transportent les électrons hors de la bactérie - était beaucoup plus simple que les systèmes utilisés par d'autres bactéries électrogènes (telles que celles qui vivent au fond d'un lac).

La plupart des autres systèmes précédents ont été découverts dans des bactéries à gram négatif, ou dans celles ayant une paroi cellulaire composée de deux couches séparant l'intérieur de l'environnement. Ces bactéries récemment analysées sont à Gram positif, ce qui signifie que leurs parois cellulaires ne comportent qu'une seule couche. "Cela signifie qu'il y a un obstacle de moins" pour que les électrons atteignent l'extérieur, a déclaré Light à WordsSideKick.com.

Mais une fois que les électrons atteignent l'extérieur, il est difficile de savoir où ils vont. Les bactéries électrogènes ailleurs transfèrent généralement les électrons aux minéraux comme le fer ou le manganèse dans leur environnement. Dans les expériences de l'équipe de recherche, les électrons ont pénétré dans l'électrode. Dans l'intestin, un certain nombre de molécules différentes, telles que le fer, pourraient potentiellement se lier à des électrons et les accepter, a déclaré Light.

Ils ont également découvert que les bactéries avaient besoin de protéines de flavine pour survivre. Flavin, une variante de la vitamine B2, remplit intensément l'intestin. Les chercheurs ont par la suite découvert que la bactérie avait non seulement besoin de la flavine pour survivre, mais que la flavine supplémentaire flottant librement dans l'environnement avoisinant pouvait améliorer l'activité électrique de la bactérie.

Bactérie génératrice d'énergie

Une fois qu'ils ont su quels gènes étaient responsables de la production d'électricité, l'équipe a ensuite identifié des centaines d'autres microbes générant de l'électricité en utilisant ce processus plus simple: un certain nombre d'entre eux résident généralement dans l'intestin, tandis que d'autres jouent un rôle important dans la fermentation du yogourt ou servent de probiotiques.

Dans un commentaire publié le même jour dans Nature, les microbiologistes de l'Université de l'Illinois, Laty Cahoon et Nancy Freitag, qui ne participaient pas à l'étude, ont écrit: "C'est un choc pour le système de considérer que des microbes peuvent mener une vie très chargée dans notre monde." intestin." La connaissance de cette nouvelle voie de production d'électricité "pourrait créer des opportunités pour la conception de technologies de production d'énergie à base de bactéries", ont écrit les chercheurs.

Des efforts ont déjà été faits pour créer des piles à combustible microbiennes, ou des batteries qui utilisent des bactéries pour générer de l'électricité à l'aide de matières organiques, comme dans les usines de traitement des déchets. Comme ce nouveau processus est plus simple, il est possible d’améliorer cette technologie, mais il est trop tôt pour le dire avec certitude, a déclaré Light.

Il est personnellement plus intéressé à comprendre exactement ce qui se passe dans l'intestin - quelles molécules reçoivent les électrons des bactéries et comment ce processus affecte la survie des bactéries.

Publié à l'origine sur Science en direct.


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