En sus más recientes experimentos con Geobacter, el microbio cuyos filamentos tipo “cabellos” ayudan para producir corriente eléctrica a partir de barro y aguas residuales, Derek Lovley y colegas en la Universidad de Massachusetts Amherst supervisaron la evolución de una nueva cepa que aumenta dramáticamente ambas, la corriente producida como la potencia de salida en cada celda. También trabajaron con un delgado biofilm de estas cepas para acortar el tiempo para producir la electricidad en los biolectrodos.

Este nuevo estudio muestra que la producción puede aumentarse y nos da buenas ideas sobre lo que se necesita para seleccionar genéticamente un organismo de mayor poder.” El trabajo, con el apoyo de la Oficina de Investigación Naval de los EE.UU. y del Departamento de Energía, se describe en el mes de agosto de la revista, Biosensores y Bioelectrónica, disponible en línea.
“En muy poco tiempo hemos aumentado la potencia de salida ocho veces, como una estimación conservadora”, dice Lovley. “Con esto, hemos roto a través de la meseta en la producción de energía que ha estado con nosotros en la celebración de los últimos años.” Ahora, la planificación es poder avanzar en el diseño de las pilas de combustible microbiano capaz de convertir las aguas residuales y la biomasa renovable en electricidad.

Los pilis de Geobacter son extremadamente finos, tan sólo 3 a 5 nanómetros de diámetro, o aproximadamente 20.000 veces más finos que un cabello humano, y más de mil veces más de lo que son de ancho. Sin embargo, son fuertes. Nanocables apodado por su papel en el movimiento de los electrones, los pilis son el secreto de este microbio para la capacidad de producir corriente eléctrica a partir de residuos orgánicos y sedimentos. Dicha estructura en Geobacter parece fundamental para la formación de la biopelícula que las ayudas de la transferencia electrónica de productos de hierro en el suelo y los sedimentos. En la naturaleza, las colonias de bacterias que forman biopelículas pegajosas a la barra a una superficie, como un diente o una roca submarina, proporcionando un entorno de vida cerca de una fuente de alimento.

La biopelícula de Geobacter biofilm permite la transferencia”fortuita”  de competencias, producto de la selección natural. Esto sugirió un camino para Lovley-una forma en que podría utilizar la presión selectiva para aumentar su capacidad para producir energía. Él y sus colegas Geobacter crecieron como de costumbre en una de electrodos de grafito, como el acetato para proporcionar alimentos y permitir que una colonia de la forma de biopelícula donde tiene lugar la transferencia de los electrones a través de los nanocables. “Estoy muy contento con este resultado”, señala el microbiólogo. “Es excepcionalmente rápido comentarios para nosotros y un resultado muy satisfactorio”. Y añade: “Todavía estoy un poco sorprendido de que hacer de la electricidad, pero estoy feliz de estar estudiando la manera de aprovechar esa capacidad. Estoy seguro que habrá aplicaciones desarrolladas en el futuro que ni siquiera podemos imaginar ahora “.

Referencias

Selection of a variant of Geobacter sulfurreducens with enhanced capacity for current production in microbial fuel cells
Biosensors and Bioelectronics, Volume 24, Issue 12, 15 August 2009, Pages 3498-3503
Hana Yi, Kelly P. Nevin, Byoung-Chan Kim, Ashely E. Franks, Anna Klimes, Leonard M. Tender, Derek R. Lovley