Para ilmuwan menemukan bahwa ratusan bakteri usus bersifat elektrik
Penelitian baru mengungkap fakta mengejutkan tentang berbagai jenis bakteri usus: mereka dapat menghasilkan listrik.
Bakteri elektrogenik adalah bakteri yang mampu menghasilkan listrik dalam jumlah tertentu.
Untuk alasan ini, penelitian yang sedang berlangsung sedang mencari cara untuk menggunakan mikroorganisme ini untuk mengembangkan perangkat alternatif seperti baterai yang lebih berkelanjutan.
Sejauh ini, bakteri elektrogenik telah ditemukan di lingkungan alam yang cukup spesifik, seperti sedimen di berbagai perairan.
Lingkungan ini biasanya anaerobik, artinya tidak mengandung oksigen bebas. Sekarang, untuk pertama kalinya, para peneliti dari University of California, Berkeley telah menemukan bahwa ratusan bakteri berbeda di usus manusia juga bersifat elektrogenik.
Ini termasuk berbagai jenis bakteri, dari bakteri patogen yang mampu menyebabkan penyakit, hingga bakteri probiotik yang meningkatkan kesehatan usus. Namun bakteri usus ini menghasilkan listrik menggunakan mekanisme yang berbeda dari yang digunakan oleh bakteri elektrogenik yang diketahui dari lingkungan lain.
Para peneliti - dipimpin oleh Prof Dan Portnoy - melaporkan penemuan penting mereka dalam makalah studi yang muncul di jurnal Alam.
Penemuan yang mengejutkan
Prof Portnoy dan timnya menjelaskan bahwa beberapa untai bakteri penghasil listrik yang mereka identifikasi sekarang termasuk Listeria monocytogenes (penyebab umum kasus diare), Clostridium perfringens (yang menyebabkan gangren), dan Enterococcus faecalis (patogen terkadang didapat selama rawat inap di rumah sakit).
Namun, banyak bakteri penghasil listrik lainnya di usus bersifat jinak. Beberapa di antaranya adalah probiotik, para peneliti mengamati, sementara yang lain, seperti Lactobacilli strain, berperan dalam fermentasi.
“Fakta bahwa begitu banyak serangga yang berinteraksi dengan manusia, baik sebagai patogen atau probiotik atau dalam mikrobiota kita atau terlibat dalam fermentasi produk manusia, bersifat elektrogenik - yang telah terlewatkan sebelumnya.”
Prof. Dan Portnoy
Ini, tambahnya, "dapat memberi tahu kita banyak hal tentang bagaimana bakteri ini menginfeksi kita atau membantu kita memiliki usus yang sehat."
Selain itu, para ilmuwan berharap bahwa temuan tak terduga mereka juga dapat membantu dalam proyek masa depan yang bertujuan untuk menciptakan sel bahan bakar mikroba, sebuah strategi inovatif untuk menghasilkan energi terbarukan.
Para peneliti menjelaskan bahwa bakteri menghasilkan listrik sebagai bagian dari metabolisme mereka, dalam proses yang mereka bandingkan dengan pernapasan.
Namun, organisme seperti tumbuhan dan hewan, yang hidup di lingkungan kaya oksigen, menggunakan oksigen untuk membantu metabolisme mereka, bakteri yang berada di lingkungan anaerob harus menggunakan unsur kimia lain.
Jadi, bakteri yang hidup di dasar danau biasanya menggunakan mineral, seperti besi atau mangan, selama proses metabolisme kompleksnya, sehingga menghasilkan listrik.
Bakteri usus: Elektrogenik karena 'mudah?'
Namun, bakteri elektrogenik yang ditemukan di usus tampaknya memiliki proses pembangkit listrik yang lebih sederhana, dan mereka menggunakan senyawa organik yang dikenal sebagai flavin, yang merupakan turunan vitamin B-2.
“Tampaknya struktur sel bakteri ini dan relung ekologi kaya vitamin yang mereka tempati membuatnya jauh lebih mudah dan lebih hemat biaya untuk mentransfer elektron keluar dari sel,” jelas penulis studi pertama Sam Light.
“Jadi,” katanya, “kami berpikir bahwa bakteri respirasi mineral yang dipelajari secara konvensional menggunakan transfer elektron ekstraseluler karena sangat penting untuk kelangsungan hidup, sedangkan bakteri yang baru diidentifikasi ini menggunakannya karena 'mudah'.”
Bekerja sama dengan para ahli dari Lawrence Berkeley National Laboratory di University of California, Light dan rekannya melakukan tes lebih lanjut untuk melihat seberapa banyak listrik yang dapat dihasilkan bakteri usus ini.
Mereka menemukan bahwa bakteri usus menghasilkan listrik yang hampir sama banyaknya dengan bakteri elektrogenik lainnya: hingga 100.000 elektron per detik per sel.
Secara khusus, mereka terkejut menemukannya Lactobacillus - untai bakteri yang berperan dalam fermentasi dan digunakan untuk membuat keju, yogurt, dan sauerkraut - memiliki sifat elektrogenik.
Sekarang, Light dan rekannya bertanya-tanya apakah properti ini sama sekali relevan dengan rasa itu Lactobacillus menciptakan produk makanan yang diperoleh melalui fermentasi.
“Ini adalah bagian besar dari fisiologi bakteri yang tidak disadari oleh orang-orang,” Light menyimpulkan, “dan yang berpotensi dimanipulasi.”
