전기 활성 미생물에 대한 검색은 생명 공학 산업을 변화시킬 수 있습니다

과학과 과학과 관련된 모든 분야는 날이 갈수록 발전하고 있으며 우리는 다음날 아침에 일어나면 정기적으로 듣고, 경험하고, 볼 수 있는 새로운 것을 발견했습니다. 컴퓨터와 인터넷 분야의 진화에 관해서는 가장 사랑받는 주제이기 때문에 발명된 지 몇 초 만에 두드러지지만 온라인 활동이 조금 덜한 주제이기 때문에 해당 분야의 연구와 발견 생명 과학은 헤드라인을 장식하는 데 시간이 걸립니다. 그러나 어떤 것이 최선의 방식으로 강조 표시되지 않는다고 해서 그것이 일어나지 않는다는 의미는 아닙니다.

생명 공학 분야는 나날이 발전하고 있으며 최근 특수하고 희귀한 미생물과 관련된 발명은 세계와 과학을 놀라게 했습니다. 또한 연구자들이 이러한 종을 충분히 찾아낼 수 있다면 에너지 부족이라는 가장 큰 문제도 해결할 수 있다고 한다. 그것은 생명 공학 산업에 변화를 가져올 것이며 에너지 자원을 찾는 것과 관련된 전반적인 세계 문제를 해결할 것입니다.

그렇다면 모두를 놀라게 하고 연구자들 사이를 맴돌게 한 검색은 무엇일까요? 음, 그것은 전기적으로 활성화되는 특별한 미생물의 최신 발명품입니다. 여기에서 이러한 전기 활성 미생물이 무엇인지에 대한 질문이 발생합니다.

전기 활성 미생물이란 무엇입니까?

WIRED 과학 자원에 따르면, 덴마크 오르후스 만 바닥에서 서로 전자를 교환하고 전기를 통과시키는 원인이 되는 특수한 종류의 세균체가 발견되었습니다. 박테리아 크기이기 때문에 연구원들은 1cm 길이에서 교환을 위해 전자를 전송할 수 있음을 발견했습니다. 이제 박테리아의 크기를 인간의 크기로 바꾸면 전자가 최대 12마일까지 이동할 수 있습니다.

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이 박테리아는 전기 신호를 어떻게 전달합니까?

기본적으로 서로 소통하고, 메시지를 보내고, 단어를 수신합니다. 이 박테리아는 전기 신호를 사용합니다. 현미경을 통해 조사했을 때 연구원들은 그들의 신체와 체형을 발견했습니다. 그들은 이 가장 작은 종이 자연적으로 몸에 전자를 포함하고 있으며 수년에 걸친 진화의 문제가 아니라는 것을 발견했습니다. 게다가 몸을 볼 때 전자를 통과시키는 안테나처럼 작동하는 특수 가닥이 있습니다. 즉, 박테리아는 전자, 전기 신호 또는 단어를 종의 다른 구성원에게 전달하기 위해 신체의 더 긴 가닥을 사용합니다. 그러나 우리 인간은 그것을 전기 에너지를 전달하는 방법으로 본다.

전기 활성 미생물의 발견이 생명공학 산업을 어떻게 변화시켰습니까?

1. 일본 연구원의 두 번째 연구:

일본 연구자들이 실시한 연구에 따르면 에너지를 전달하는 기본 원천은 토양의 미네랄입니다. 그리고 미생물은 이 광물을 사용하여 전자를 더 먼 거리로 전달합니다. 그들은 메시지를 전달하기 위해 나노와이어라고 알려진 신체의 긴 확장을 사용합니다. 그러나 Desulfobulbaceae 종은 토양에서 광물을 사용하는 것과 독립적으로 보입니다. 이 특정 종의 구성원은 서로 매우 견고하게 물리적으로 연결되어 있는 것처럼 보이기 때문입니다. 그들은 이상적인 전기 케이블을 만듭니다. 이 전기 케이블은 전자 메시지와 생존 아이디어를 전체 커뮤니티에 전달하는 데 사용됩니다. 따라서 2019년 연구에서 일본 연구자들은 Desulfobulbaceae 종이 미생물 중에서 전자를 가장 잘 전달하는 종 중 하나임을 지지합니다.

브랜드 Boster는 또한 다음과 같이 말합니다.

"Desulfobulbaceae 종은 스스로 생존할 뿐만 아니라 다른 박테리아에게 호흡과 음식에 대한 도움을 보냄으로써 생존을 돕습니다."

오르후스의 생명과학부의 Lars Peter Nielsen에 따르면:

“피더 셀과 브리더 셀은 모두 반대 방향의 맨 끝에 배치되어 있습니다. 피더 셀은 발신자 브리더 셀에서 산소를 가져오고 이것이 케이블을 만드는 커뮤니티가 살아남는 방법입니다. 필라멘트에서 발견되는 박테리아가 서로 의존적이라는 의미입니다. 그것들이 물리적 형태로 너무 견고하게 연결되어 있기 때문에 함께 이 와이어를 하나의 다세포 유기체라고 부를 수 있습니다.”

케이블 커뮤니티 전체를 활용하면 바이오 산업에 변화를 가져올 수 있다는 힌트도 줬다.

2. Moh El-Naggar의 연구 1:

Moh El-Naggar에 따르면 Desulfobulbaceae 속에 속하는 새로운 미생물 종이 발견되었습니다. 전기를 통하는 가장 대표적인 종이라고 할 수 있습니다. 그것은 지역 사회의 전기 에너지 전달자 역할을 합니다. 예를 들어 전기 케이블이 전기를 전달하는 것과 같은 방식으로 커뮤니티에 서비스를 제공합니다.

Moh El-Naggaris는 물리학을 전공하고 University of Southern California에서 조교수로 일하고 있습니다. 그는 또한 The Search for Electrically Active Microbes and their role in the Biotech Industry에 대한 연구 논문의 공동 저자이기도 합니다. 캘리포니아 대학교에서 열린 보도 자료에서 Moh El-Naggaris는 연구자들에 따르면 다음과 같이 말했습니다.

“자연 서식지에서 그렇게 광대한 거리까지 전자가 이동하는 것은 우리에게 거의 불가능해 보였습니다. 그러나 이러한 전기 활성 미생물은 이 작업을 위해 만들어진 것 같습니다. 한쪽 끝에서 다음 끝까지 세포는 줄을 지어 긴 단일 필라멘트를 만듭니다. 물리적으로, 이 세포들은 늑골이 있는 것처럼 보이고 이 늑골이 있는 몸체는 실제로 전자를 운반하고 유지하는 채널링입니다. 게다가 주변의 다른 채널은 막이며 뉴런 미엘린의 외피와 같은 절연 특성을 갖는 것으로 의심될 수 있습니다.”

연구원은 박테리아가 생존하고 의사 소통하기 위해 전기 에너지를 사용한다고 말했습니다. 이것은 우리가 그것을 제어하고 형성하는 방법을 배운다면 생명 공학 분야에 매우 유익할 수 있습니다.

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전기 활성 미생물 연구의 한계

연구 내용을 염두에 두면서 Abdelrhman Mohamed는 그의 생명공학 고문인 Haluk Beyenal과 함께 연구 영역을 확장하고 미생물을 포획하는 더 나은 방법을 찾으려고 노력했습니다. 모하메드와 할루크는 옐로스톤 수영장 주변에서 발견된 최초의 박테리아가 물과 함께 이곳에 왔을 수 있으므로 더 나은 방법을 사용하면 더 나은 방식으로 박테리아를 포획할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

생명 공학 산업의 변화에서 미생물의 사용에 대해 이야기하면 Mohamed는 이러한 미생물 케이블을 사용하여 더 좋고 더 많은 휴대용 장치를 만들 수 있다고 말합니다. 그는 우리가 이미 실험실에서 전자를 안팎으로 펌핑하는 Potentiostat 장치를 가지고 있다고 말했습니다. 그러나 봄에는 이러한 부피가 큰 장치가 낮은 수준의 바이오매스 때문에 비실용적이 될 것입니다.

그가 논의한 몇 가지 제한 사항은 다음과 같습니다.

1. 단단한 옐로스톤 웅덩이에서 수거하려면 수 톤의 물이 필요합니다.
2. 실험실은 옐로스톤 수영장 바로 주변에 있어야 합니다. 미생물이 살아서 작동하도록 추출해야 하기 때문입니다.
3. 이 미생물이 생존하는 생활 조건의 종류도 지금까지 알려지지 않았습니다. 따라서 실험실에서 만들 수 없습니다.

전기 활성 미생물이 생명공학 산업을 어떻게 변화시킬 수 있습니까?

이러한 질문에 대한 답을 얻고 미생물의 생활 서식지와 환경 요구 사항을 이해한 후에는 이러한 박테리아가 생존을 위해 실험실에서 만든 모방 환경에서 더 잘 살 수 있게 될 것입니다. 그러나 이를 위해서는 이러한 한계를 극복해야 한다. 현장에서 점점 더 많은 연구를 수행함으로써 극복할 수 있습니다. 이와 관련하여 가장 먼저 필요한 것은 이러한 미생물이 생존할 수 있는 모든 필요한 가능성을 알아내는 것입니다. 이 미생물들이 미네랄을 먹고 어떤 종류의 미네랄을 먹고 살아남는지 알아내야 합니다. 광물 입자를 부수어 음식으로 만드는 원래의 실제 과정은 무엇입니까?

이러한 미생물을 살아 있게 하는 방법을 알게 되면 생명 공학 산업 분야에서 이러한 박테리아를 더 잘 사용할 수 있습니다. 예를 들어:

Potentiostat와 같은 장치 또는 기타 더 나은 휴대용 장치는 작동하는 데 별도의 에너지 원이 필요하지 않습니다. 그 대신 전기 활성 박테리아로부터 에너지를 받아 작동할 수 있습니다. 이렇게 하면 연구 비용을 줄일 수 있습니다. 어떻게? 글쎄, 당신은 박테리아가 전자를 전달하기 위해 생성되거나 만들어 졌다는 것을 알고 있습니다. 그들은 생존을 위해 이것을 계속할 것입니다. 따라서 이러한 전자의 통과를 통해 생성된 에너지는 Potentiostat 및 기타 이러한 종류의 장치가 작동하는 데 도움이 됩니다. 에너지 비용을 전혀 지출하지 않습니다.

 2050년에는 어떤 기술이 보일지 .

마지막 말

또한 전기활성미생물을 이용하여 생명공학 분야에서 더 많은 기술을 활용할 수 있게 될 것입니다. 예를 들어:

깊은 정글의 생물권 연구에 관해서는 에너지 부족으로 인해 연구를 할 수 없습니다. 우리는 정글의 깊숙한 환경에서 더 큰 발전기 및 기타 장치를 제공할 수 없습니다. 첫 번째로 서식지를 방해하고 두 번째로 그들이 생산하는 에너지가 제한되기 때문입니다. 그러나 전기적으로 활성화된 미생물이 생산하는 전자 에너지를 사용할 수 있다면 동식물을 방해하지 않고 연구를 수행할 수 있습니다.

따라서 이와 관련하여 점점 더 많은 연구가 필요하다.