Cách vi khuẩn tạo ra năng lượng không cần oxy: Nghiên cứu mới hé lộ cơ chế đáng kinh ngạc và triển vọng công nghệ tương lai

[ThanhDat]

Các nhà khoa học vừa phát hiện cơ chế sinh tồn đặc biệt của vi khuẩn, giúp chúng tạo ra năng lượng mà không cần oxy. Khám phá này có thể thay đổi ngành công nghệ sinh học và hệ thống năng lượng trong tương lai.

Cơ chế "thở" kỳ lạ của vi khuẩn

Thay vì phụ thuộc vào oxy, một số vi khuẩn sử dụng phương pháp "hô hấp ngoại bào" – đẩy electron ra ngoài tế bào để tạo năng lượng. Chìa khóa của quá trình này là hợp chất naphthoquinone, hoạt động như "chất chuyển phát phân tử", giúp truyền electron ra môi trường bên ngoài.

Nghiên cứu được dẫn dắt bởi giáo sư Caroline Ajo-Franklin (Đại học Rice) và nghiên cứu sinh Biki Bapi Kundu. Họ phát hiện cơ chế này vừa đơn giản vừa hiệu quả, giúp vi khuẩn sống sót trong môi trường không có oxy, như lỗ thủy nhiệt sâu dưới biển hoặc ruột người.

Ứng dụng tiềm năng trong công nghệ xanh và y học

Khi được đặt trong môi trường dẫn điện, vi khuẩn có thể phát triển và tạo ra dòng điện ngay cả trong điều kiện yếm khí. Phát hiện này mở ra hướng đi mới cho:

• Xử lý nước thải và sản xuất sinh học: Tối ưu hóa quá trình truyền electron để nâng cao hiệu suất.
• Công nghệ thu giữ CO₂: Kết hợp với điện tái tạo, mô phỏng quang hợp của thực vật.
• Cảm biến sinh học: Hoạt động trong môi trường không oxy, ứng dụng trong y tế, giám sát ô nhiễm hoặc thám hiểm không gian.

Nghiên cứu đăng trên tạp chí Cell, không chỉ giải mã cơ chế sống của vi khuẩn mà còn gợi mở giải pháp cho các công nghệ bền vững trong tương lai.