Una ricerca svela nuovi segreti di un batterio capace di spostare cariche elettriche. Questi microorganismi potrebbero un giorno aiutarci a produrre elettricità e persino risanare siti inquinati

Fonte: la Repubblica
di Massimiliano Razzano

LE BATTERIE di domani potrebbero avere un cuore vivente. Un team dell'Università dell'East Anglia (UEA), in collaborazione con il Pacific Northwest National Laboratory negli Stati Uniti, ha infatti mostrato per la prima volta l'esatta struttura delle proteine che permettono ad alcuni batteri di muovere cariche elettriche all'esterno della membrana cellulare. La scoperta, pubblicata sui prestigiosi Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) è un nuovo importante passo verso applicazioni rivoluzionarie. Gli scienziati sperano infatti di poter "legare" questi batteri a degli elettrodi per creare delle efficienti bio-batterie, o addirittura sfruttarli per il risanamento di siti contaminati da metalli pesanti. "E' un eccitante progresso nella nostra comprensione di come alcune specie batteriche muovano gli elettroni dall'interno all'esterno di una cellula" ha dichiarato Tom Clarke, coordinatore del progetto presso la Scuola di Scienze Biologiche all'Università dell'East Anglia.

Arriva il micro-elettricista. Ma chi sono questi curiosi batteri "elettricisti"? Il team inglese si è concentrato su esemplari di Shewanella oneidensis, un batterio presente in vari ambienti fra cui il suolo e i sedimenti lacustri. I batteri come questo possono sopravvivere anche in condizioni anaerobiche, cioè in assenza di ossigeno, per esempio nelle profondità

del suolo. Essi infatti adottano un sistema di respirazione cellulare basato sul trasferimento di elettroni ai metalli con cui entrano in contatto. L'accettazione di elettroni da parte dei metalli, un processo chimico chiamato "riduzione", fornisce infatti energia ai batteri. In questo modo essi riescono a soddisfare i loro bisogni energetici, ma invece di respirare ossigeno come tutti noi, questi microorganismi "respirano le rocce".

Clarke e colleghi avevano già studiato il batterio Shewanella oneidensis nel 2009, scoprendo che esso può costruire filamenti di proteine separate da atomi di ferro. Questi filamenti, di dimensioni nanometriche, si comportano come piccolissimi fili elettrici capaci di trasportare gli elettroni all'esterno della membrana cellulare. Ma in questo nuovo lavoro i ricercatori hanno utilizzato sofisticate tecniche di cristallografia a raggi X per studiare in dettaglio la struttura proteica di questo bio-circuito, concentrandosi sulle proteine presenti sulla membrana del batterio. La struttura molecolare di queste proteine, grandi alcuni milionesimi di millimetro, ha permesso poi agli autori di discutere alcuni modelli per descrivere in dettaglio la dinamica del trasferimento di elettroni.

Un batterio ecologico. "Identificare la precisa struttura molecolare delle proteine chiave coinvolte in questo processo è un passo cruciale per accedere ai microbi come possibile sorgente di elettricità", continua Clarke. Ma le applicazioni di questo batterio vanno ben oltre la realizzazione di bio-batterie. Infatti Shewanella oineidensis può convertire i metalli pesanti in forma non solubile, impedendo così che si sciolgano in acqua e possano contaminare le falde acquifere. I siti contaminati da metalli pesanti come piombo, cromo o persino uranio potrebbero così essere risanati da questo piccolo microorganismo. Oltre ad essere un bravo elettricista, questo batterio potrebbe anche aiutarci a tenere più pulito il nostro pianeta.