Le fond de l'océan et le sol sous nos pieds sont criblés de minuscules nanofils - 1/100, 000e de la largeur d'un cheveu humain - créé par des milliards de bactéries qui peuvent générer des courants électriques à partir de déchets organiques. Dans une nouvelle recherche publiée le 17 août dans la revue Nature Chimie Biologie , Des chercheurs de Yale décrivent comment ce réseau électrique caché pourrait être activé avec une courte secousse de champ électrique.

"Nous vivons dans un monde électrique, " a déclaré Nikhil Malvankar, professeur adjoint de biophysique moléculaire et de biochimie au Microbial Science Institute du campus ouest de Yale et auteur principal de l'article. "La résistance et la conductivité de ces nanofils, couplée à la capacité des bactéries à se réparer, pourrait aider à créer durable, auto-guérison, l'électronique à partir de cellules vivantes."

Dans des environnements sans oxygène, la bactérie Geobacter "respire" en projetant de minuscules filaments de protéines appelés nanofils dans des communautés bactériennes connues sous le nom de biofilms pour éliminer les électrons en excès résultant de la conversion des déchets organiques en électricité. Mais il est resté un mystère comment ces bactéries, qui s'empilent comme des tours d'appartements, envoyer des électrons sur des distances 100 fois leur taille.

Dans des recherches antérieures, l'équipe a montré que les nanofils composés d'une protéine appelée OmcS contenaient de minuscules blocs de construction métalliques, ou hèmes, sur toute leur longueur. OmcS transmet l'électricité. La nouvelle étude a révélé que lorsqu'elle est stimulée par un champ électrique, les bactéries produisent des nanofils auparavant inconnus d'un autre, des protéines plus efficaces, OmcZ. Il transmet de l'électricité 1, 000 fois plus efficace que OmcS.

Sibel Ebru Yalcin, chercheur à l'Institut des sciences microbiennes de Yale, dirigé ce travail avec les étudiants diplômés J. Patrick O'Brien, Yangqi Gu et Krystle Reiss.

"Étonnamment, les nanofils peuvent résister et fonctionner dans des environnements extrêmement acides où la plupart des protéines se décomposent, " Yalcin a noté. "Cela offre une opportunité unique de développer de nouveaux capteurs et des matériaux hautement résilients. "