Humanos Un día, pueden producir su propia energía eléctrica de la misma manera que lo hacen las anguilas eléctricas, según un equipo de investigación con sede en Japón. Es el objetivo final que comienza con la comprensión precisa de cómo los pequeños "motores" dentro de las bacterias mantienen el equilibrio biológico.

Los investigadores se centraron específicamente en un motor de rotación denominado V1 que funciona como parte de una bomba que mueve los iones de sodio a través de la membrana como parte de los procesos celulares saludables. Publicaron sus resultados en Revista de química biológica en línea el 13 de septiembre y en la edición impresa el 8 de noviembre.

"La eficiencia de conversión de energía de los motores moleculares rotativos es mucho mayor que la de los motores artificiales, "dijo Ryota Iino, autor del artículo e investigador del Instituto de Ciencia Molecular de los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales y del Departamento de Ciencia Molecular Funcional de la Facultad de Ciencias Físicas de la Universidad de Posgrado de Estudios Avanzados. "Y la conversión de energía mediante motores moleculares rotativos es reversible. Si entendemos completamente el mecanismo, conducirá a la realización de sistemas altamente eficientes, motores hechos por el hombre en el futuro ".

Para comprender el mecanismo, los investigadores utilizaron una sonda de nanopartículas de oro para observar directamente moléculas individuales purificadas de bacterias:Enterococcus hirae, que puede causar sepsis en humanos. Al obtener imágenes de una sola molécula en alta resolución, los investigadores pudieron observar su comportamiento a lo largo del tiempo y determinar cómo giraba el motor en diferentes secciones para interactuar con diversas entradas. Al igual que una bomba de pozo que una persona debe arrancar para que el agua fluya hacia arriba, contra la gravedad, la bomba molecular observada debe tomar alguna entrada de energía para generar más energía para transportar iones contra el gradiente de la membrana bacteriana. La energía que el ser humano pone en la bomba manual es limitada, pero la interacción es pesada, en comparación con la cantidad de energía que necesita el agua para fluir hacia arriba.

"Comenzamos trabajando para comprender cómo se convierte la energía química en la rotación mecánica del motor V1, ", Dijo Iino." Descubrimos que si bien las estructuras tridimensionales de V1 y los motores rotativos relacionados son similares, sus mecanismos de acoplamiento químico y mecánico son muy diferentes, sugiriendo que las funciones celulares dictaron la evolución de diferentes mecanismos funcionales ".

Con este estudio, los investigadores tienen una mejor comprensión de cómo el motor V1 forma un complejo con otro motor rotatorio llamado Vo para bombear activamente iones de sodio a través de la membrana celular. En otras palabras, el complejo motor usa energía química de la celda para rotar mecánicamente y convertir la energía en potencial electroquímico, al igual que un ser humano usa la energía obtenida de los alimentos para hacer funcionar una bomba de pozo, resultando en la energía generada del flujo de agua.

"Próximo, nos gustaría entender exactamente cómo funciona el mecanismo de conversión de energía del complejo motor, "Dijo Iino.

Según Iino, Las anguilas eléctricas generan energía eléctrica a partir de energía química con un mecanismo similar al complejo motor de este estudio.

"Si podemos comprender completamente este mecanismo, Puede ser posible desarrollar una batería capaz de convertir energía para implantarla en una anguila eléctrica artificial o incluso en un ser humano. "Dijo Iino.