Oviedo / Londres, J. N.

Científicos de la University of East Anglia (UEA) de Londres han descubierto la estructura molecular exacta de determinadas proteínas que permiten a algunas bacterias generar electricidad. El descubrimiento británico acerca de forma espectacular la posibilidad de utilizar bacterias como fuente de energía en un horizonte largamente acariciado por la comunidad científica y la industria.

Como se indica en la publicación científica «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS), el descubrimiento abre la posibilidad de que los científicos puedan desarrollar nuevas formas de enlazar una bacteria directamente con electrodos para de esa forma conseguir la creación eficiente de células de combustible o, según una nueva terminología, de bio-bacterias.

Más aún, el avance que acaba de ser dado a conocer podría acelerar, a su vez, el hallazgo de agentes de base microbiana para limpiar áreas contaminadas por vertidos de petróleo o escapes de nubes de uranio. En otro orden de cosas, la novedad permite, asimismo, pensar en células de combustible alimentadas con deshechos humanos o animales.

El doctor Tom Clarke, miembro de la Escuela de Ciencias Biológicas de la UEA, ha manifestado que se trata de un «avance emocionante hacia la comprensión sobre cómo algunos tipos de bacterias mueven los electrones del interior al exterior de una célula. Identificar la estructura molecular exacta del tipo de proteínas involucrado en este proceso es un paso crucial hacia el uso de los microbios como una futura fuente fiable de generación de electricidad».

La investigación está encabezada por el doctor Tom Clarke y los profesores de la UEA David Richardson y Julea Butt, y ha sido apoyada por el Consejo de Investigación de Ciencias Biotecnológicas y Biológicas y el Departamento de Energía de EE UU. También cuenta con la colaboración de investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico estadounidense.

En un artículo anterior publicado en «Proceedings of the National Academy of Sciences», el mismo equipo de investigación demostró el mecanismo por el que las bacterias sobreviven en ambientes sin oxígeno mediante la construcción de redes eléctricas que se extienden por las células y entran en contacto con algún mineral. Este proceso se conoce como «respiración de hierro» o «breathing rocks».

En su última investigación, los científicos han usado una técnica de cristalografía mediante rayos X para conseguir revelar la estructura molecular de las proteínas que está adherida a la superficie de una bacteria llamada «shewanella oneidensis», a través de la que se transfieren los electrones.

Una investigación paralela e independiente de un equipo de la Universidad de Washington en San Luis y del Laboratorio Nacional estadounidense de Oak Ridge (ORNL) se ha centrado en el análisis de la estructura de clorosomas en bacterias verdes fotosintéticas.

Los clorosomas son eficientes en la recolección de luz solar para convertirla en otras formas de energía, incluso en ambientes extremos y con poca luz. Son antenas naturales muy eficientes para la captura de energía solar como ha indicado Volker Urban del Centro de Biología Molecular Estructural, dependiente del ORNL.

El equipo de investigación de Volker, tras analizar la estructura de los clorosomas bajo diferentes condiciones térmicas e iónicas, ha comprobado que cambia muy poco bajo distintas condiciones, lo que demuestra que son muy estables. Esa cualidad es sumamente importante para recolectar energía solar en materiales sintéticos de las células solares híbridas.

El tamaño, la forma y la organización de los complejos bioquímicos que recogen energía solar, como los clorosomas, son factores críticos en la transferencia de electrones a los electrodos semiconductores de los dispositivos de energía solar. Conocer mejor cómo funcionan los clorosomas en la naturaleza podría ayudar a los científicos a imitar sus mecanismos.