Bactérias que “comem” eletricidade podem bloquear o CO2

Bactérias encontradas em sedimentos salgados podem “comer” eletricidade e, no processo, absorver e bloquear o dióxido de carbono que aquece o clima, descobriram as pesquisas.

Os oceanos globais absorvem cerca de 25% do dióxido de carbono liberado na atmosfera quando os combustíveis fósseis são queimados. Bactérias comedoras de eletricidade, conhecidas como fotoferrotróficos, podem impulsionar esse processo essencial, de acordo com o estudo.

Essa habilidade incomum era considerada quase exclusiva das bactérias de água doce, mas pode ser comum em bactérias marinhas.

“Esses micróbios estão fixando e sequestrando dióxido de carbono e eles podem ‘comer’ eletricidade e realizar fotoferrotrofia”, disse a líder do estudo Arpita Bose, professora assistente de biologia da Universidade de Washington em St. Louis. “Os fotoferrotróficos usam o ferro solúvel como fonte de elétrons para a fotossíntese enquanto fixam o dióxido de carbono. Os ambientes marinhos são ótimos lugares para eles porque são ricos em muitas coisas de que precisam.

“Estamos interessados ​​nesses micróbios por causa de seu papel no sequestro de carbono ”, diz ela. “Talvez esses micróbios possam ser importantes para combater as mudanças climáticas.”

Os primeiros fotoferrotróficos que os cientistas isolaram na década de 1990 vieram de ecossistemas de água doce. Apenas dois fotoferrotróficos marinhos foram descobertos anteriormente, mas essas bactérias são difíceis de manter vivas em um ambiente de laboratório.

“Isso realmente atrapalhou as investigações sobre fotoferrotróficos marinhos”, diz Bose.

Para o novo trabalho, Bose voltou a um de seus lugares favoritos para caçar bactérias, Woods Hole, Massachusetts, e o estuário do rio Trunk. Lá, ela e membros de sua equipe isolaram 15 novas cepas da bactéria fototrófica anoxigênica comum, Rhodovulum sulfidophilum .

“Descobrimos que todas as cepas de Rhodovulum eram capazes de fotoferrotrofia e usamos AB26 como uma cepa representativa para mostrar que também pode consumir eletricidade”, diz Bose.

No laboratório, as bactérias foram capazes de coletar elétrons diretamente de uma fonte de eletricidade; na natureza, eles provavelmente colhem elétrons através da ferrugem e outros minerais de ferro que são naturalmente abundantes nos sedimentos marinhos.

Os cientistas então conduziram alguns testes adicionais com uma das cepas para iluminar ainda mais o caminho que as bactérias usam para consumir elétrons diretamente. Uma proteína de transferência de elétrons até então desconhecida parece ser a chave para o processo, embora pesquisas adicionais sejam necessárias para descrever especificamente o mecanismo molecular.

“Fototróficos anoxigênicos, como Rhodovulum sulfidophilum , são amplamente distribuídos em ecossistemas marinhos”, diz Dinesh Gupta, pesquisador de pós-doutorado na Universidade da Califórnia, Berkeley e co-autor do novo estudo.

“Este estudo é o primeiro a explorar se eles podem usar substâncias insolúveis / em fase sólida como doadores de elétrons e se esse processo de captação de elétrons pode estar ligado ao sequestro de carbono ou à fixação de dióxido de carbono no oceano.”

Como essas bactérias são comuns e já prosperam em sedimentos marinhos, elas já podem ser a chave para futuras abordagens de engenharia para as mudanças climáticas, diz Bose.

“Precisamos entender a extensão do sequestro de carbono que eles podem fazer na natureza, pois pode ser um metabolismo enigmático”, diz Bose. “Também poderíamos potencializá-lo ainda mais – tanto para a biotecnologia quanto para o meio ambiente. Este estudo é um grande passo, preparando o terreno para muitos estudos futuros. ”

O estudo foi publicado no ISME Journal

Fonte: Washington University em St. Louis