Un equipo de investigadores de la Universidad de Rice, liderado por la bioscientífica Caroline Ajo-Franklin, ha realizado un descubrimiento notable sobre la respiración de ciertas bacterias, que generan electricidad en lugar de utilizar oxígeno. Este hallazgo, publicado en la revista Cell, abre nuevas posibilidades en el ámbito de la energía limpia y la biotecnología industrial.
Las investigaciones han revelado que algunas bacterias emplean compuestos naturales conocidos como naftoquinonas para transferir electrones a superficies externas, un proceso denominado respiración extracelular. Esta técnica, que se asemeja a la descarga de corriente eléctrica en baterías, permite a estos microorganismos prosperar en entornos carentes de oxígeno, como las profundidades del océano o el intestino humano.
Un enfoque interdisciplinario
Los investigadores, en colaboración con el laboratorio de Bernhard Palsson en la Universidad de California, San Diego, utilizaron simulaciones por ordenador para modelar el crecimiento bacteriano en ambientes sin oxígeno pero con superficies conductoras. Los resultados confirmaron que las bacterias pueden sostener su crecimiento y generar electricidad al descargar electrones en estas superficies, lo que representa un avance en la comprensión de la versatilidad del metabolismo bacteriano.
Este descubrimiento no solo resuelve un antiguo misterio científico, sino que también sugiere que la respiración extracelular puede ser un fenómeno más común en la naturaleza de lo que se pensaba. Según Ajo-Franklin, este mecanismo de respiración «es una forma simple e ingeniosa de obtener energía».
Las aplicaciones prácticas de esta investigación son vastas. Procesos biotecnológicos como el tratamiento de aguas residuales y la biomanufactura podrían beneficiarse enormemente de una mejor gestión de los desequilibrios de electrones. Las bacterias que generan electricidad podrían ayudar a mantener estos sistemas funcionando de manera eficiente.
Además, esta tecnología puede facilitar el desarrollo de sensores bioelectrónicos en entornos sin oxígeno, lo que ofrecería nuevas herramientas para diagnósticos médicos, monitoreo de la contaminación y exploraciones en el espacio profundo. «Nuestro trabajo sienta las bases para aprovechar el dióxido de carbono mediante electricidad renovable», concluyó Ajo-Franklin, destacando el potencial de construir tecnologías más inteligentes y sostenibles con la biología como eje central.
Este avance científico representa un paso significativo hacia la integración de procesos biológicos en soluciones tecnológicas, algo que podría ser crucial en la búsqueda de alternativas energéticas más limpias y en la lucha contra el cambio climático.
