Una bacteria que vive en el lodo es capaz de conducir energía y podría llevarnos a una revolución en la electrónica

En el interior de la cresta hay una fibra que contiene un complejo metálico centrado en el níquel, que actúa como un «cable biológico» capaz de transportar eficazmente los electrones a lo largo del filamento. Es como si la estructura hubiera sido diseñada con una intención estratégica.

El rendimiento físico de estas bacterias también es impresionante. Cuando los investigadores colocaron filamentos aislados microscópicamente sobre un electrodo de oro y les aplicaron un voltaje, un gráfico que mostraba el cambio en la corriente y el voltaje produjo una curva I-V lineal y simétrica. Según la ley de Ohm, esto implica una alta conductividad eléctrica. La resistencia eléctrica era de aproximadamente 370 kiloohmios, igual o mejor que la de otras bacterias del cable conocidas.

Además, se comprobó que tenía una capacidad extremadamente alta para reducir electrones en respuesta a la concentración de oxígeno. Las mediciones mostraron que el potencial inicial para la reducción de oxígeno era extremadamente bajo: -70 milivoltios. Esto significa que la reacción con el oxígeno se produce con gran facilidad. Además, la constante de Michaelis, una medida de la afinidad entre la enzima y el sustrato, en la que valores más pequeños indican mayor afinidad, fue de 4.5 micromoles, lo que sugiere que la enzima puede reaccionar incluso ante pequeños cambios en la concentración de oxígeno.

Mosaico de genes

El análisis del genoma ha revelado que esta nueva especie es un mosaico con características de los géneros Candidatus Electrothrix y Candidatus Electronema. En biología, el mosaicismo se refiere a la mezcla de células genéticamente distintas dentro de un mismo organismo. Un ejemplo típico es el citocromo, una proteína implicada en el transporte de electrones. Mientras que en el género Candidatus Electrothrix este citocromo contiene un solo hemo, un complejo formado por un átomo de hierro divalente y una porfirina, en la nueva especie Candidatus Electrothrix yaqonensis el citocromo posee dos hemos, como en el género Candidatus Electronema.

Esta nueva especie también es única por su adaptación a ambientes salinos. El género Candidatus Electrothrix, que vive en agua de mar, utiliza una enzima de transferencia de electrones denominada NADH-quinona oxidorreductasa transportadora de sodio (NQR) para regular la presión osmótica. En cambio, esta enzima está ausente en Candidatus Electrothrix yaqonensis, que posee varias proteínas denominadas transportadores de intercambio de sodio y protones (NHE), las cuales intercambian iones de sodio (Na) y protones (H) a través de la membrana celular. Se cree que esta diferencia es el resultado de la adaptación al entorno singular del agua salobre, donde la salinidad fluctúa.

Según el equipo de investigadores, la nueva especie, que combina una elevada conductividad eléctrica con una gran adaptabilidad ambiental, tiene potencial para ser utilizada como nuevo material en bioelectrónica, en aplicaciones como dispositivos electrónicos biodegradables y biosensores. Su capacidad para promover reacciones redox en los sedimentos también podría ser útil para la remediación natural de metales pesados y contaminantes orgánicos.

Próximas investigaciones podrían revelar el mecanismo de formación del recubrimiento único de Candidatus Electrothrix yaqonensis y el proceso de autoorganización de las fibras conductoras en el organismo.

Artículo originalmente publicado en WIRED Japón. Adaptado por Alondra Flores.