Gli oceani globali assorbono circa il 25% dell'anidride carbonica rilasciata nell'atmosfera quando vengono bruciati i combustibili fossili. I batteri che si nutrono di elettricità noti come fotoferrotrofi potrebbero fornire una spinta a questo processo essenziale, secondo una nuova ricerca della Washington University di St. Louis.

Scienziati guidati da Arpita Bose, assistente professore di biologia in Arti e Scienze, scoperto che i batteri presenti nei sedimenti salmastri possono "mangiare" l'elettricità e, nel processo, assorbire e bloccare l'anidride carbonica che riscalda il clima. In precedenza si pensava che questa abilità insolita fosse quasi esclusiva dei batteri d'acqua dolce, ma può essere comune nei batteri marini. Lo studio è stato pubblicato il 30 maggio su The ISME Journal , una rivista ufficiale della Società Internazionale di Ecologia Microbica.

"Questi microbi fissano e sequestrano l'anidride carbonica e possono sia "mangiare" l'elettricità che eseguire la fotoferrotrofia, " Ha detto Bose. "I fotoferrotrofi usano il ferro solubile come fonte di elettroni per la fotosintesi mentre fissano l'anidride carbonica. Gli ambienti marini sono luoghi ideali per loro perché sono ricchi di molte cose di cui hanno bisogno.

"Siamo interessati a questi microbi per il loro ruolo nel sequestro del carbonio, " ha detto. "Forse questi microbi possono essere importanti per combattere il cambiamento climatico".

I primi fotoferrotrofi che gli scienziati hanno isolato negli anni '90 provenivano da ecosistemi di acqua dolce. In precedenza sono stati scoperti solo due fotoferrotrofi marini, ma quei batteri sono difficili da mantenere in vita in un ambiente di laboratorio.

"Questo ha davvero ostacolato le indagini sui fotoferrotrofi marini, " ha detto Bose.

Per il nuovo lavoro, Bose è tornata in uno dei suoi posti preferiti per cacciare i batteri, buco del bosco, Massachusetts, e l'estuario del fiume Trunk. Là, lei e i membri del suo team hanno isolato 15 nuovi ceppi dei comuni batteri fototrofi anossigenici marini Rhodovulum sulfidophilum.

"Abbiamo scoperto che tutti i ceppi di Rhodovulum erano capaci di fotoferrotrofia, e abbiamo usato AB26 come ceppo rappresentativo per dimostrare che può anche consumare elettricità, " ha detto Bose.

In laboratorio, i batteri sono stati in grado di raccogliere elettroni direttamente da una fonte di elettricità; nella natura selvaggia, probabilmente raccolgono elettroni attraverso la ruggine e altri minerali di ferro che sono naturalmente abbondanti nei sedimenti marini.

Gli scienziati hanno quindi condotto alcuni test aggiuntivi con uno dei ceppi per illuminare ulteriormente il percorso utilizzato dai batteri per consumare direttamente gli elettroni. Una proteina di trasferimento di elettroni precedentemente sconosciuta sembra essere la chiave del processo, sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per descrivere specificamente il meccanismo molecolare.

"Fototrofi anossigenici, come Rhodovulum sulfidophilum, sono ampiamente distribuiti negli ecosistemi marini, " disse Dinesh Gupta, ricercatore post-dottorato presso l'Università della California, Berkeley, e co-primo autore del nuovo studio, che ha condotto questa ricerca come studente laureato nel laboratorio Bose. "Questo studio è il primo a esplorare se possono utilizzare sostanze insolubili/in fase solida come donatori di elettroni e se questo processo di assorbimento di elettroni potrebbe essere collegato al sequestro del carbonio o alla fissazione dell'anidride carbonica nell'oceano".

Poiché questi batteri sono già comuni e prosperano nei sedimenti marini, potrebbero già essere una chiave per futuri approcci ingegnerizzati al cambiamento climatico, ha detto Bose.

"Dobbiamo capire l'entità del sequestro del carbonio che possono fare in natura, come potrebbe essere un metabolismo criptico, " Ha detto Bose. "Potremmo anche potenziarlo ulteriormente, sia per la biotecnologia che per l'ambiente. Questo studio è un grande passo, ponendo le basi per molti studi futuri."