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- Mikrobielle Nanodrähte (englisch Bacterial nanowires or microbial nanowires) elektrisch leitfähige fädige Zellanhänge mit einem Durchmesser von ca. 10 nm. Sie werden von einer ganzen Reihe von Bakterien produziert, insbesondere von Deltaproteobacteria der Gattung Geobacter und marinen Gammaproteobacteria der Gattung (Alteromonadaceae). Leitfähige Zellanhänge wurden auch bei dem Cyanobakterium Synechocystis sp. PCC6803 und einer thermophilen, methanogenen Mischkultur aus und Methanothermobacter thermautotrophicus nachgewiesen. Bei den Zellanhängen von Geobacter handelt es sich um modifizierte Pili, mit denen sich die Zellen mit externen Elektronenakzeptoren wie Eisen(III)-oxid verbinden können. Das ermöglicht ihnen, durch die Oxydation von vorhandenen Elektronendonatoren ein Membranpotenzial aufzubauen, das für die chemiosmotische ATP-Synthese genutzt wird. Entdeckt wurde dieser Mechanismus anhand von Geobacter-Mutanten, deren Pili zwar an Eisenoxyd binden, aber nicht in der Lage zu dessen Reduktion waren. Ihre Leitfähigkeit beruht auf delokalisierten π-Elektronen von aromatischen Aminosäuren. (Siehe Abbildung) Die Nanodrähte von Bakterien der Gattung Shewanella haben einen grundsätzlich anderen Aufbau. Es handelt sich nicht um Pili, sondern um Ausstülpungen der Periplasmamembran, die eine Länge von bis zu 9 µm erreichen.In ihnen sind Häm-Moleküle angereichert, und zwar die Cytochrome MtrC und OmcA. Ihr Nachweis in der Äußeren Membran und der Verlust der Leitfähigkeit bei Mutanten mit MtrC und OmcA -Defekt lässt vermuten, dass die Leitfähigkeit der Shewanella Nanodrähten auf diesen Cytochromen beruht. Es wurde ein an Elektroden verifizierter Mechanismus vorgeschlagen, nach dem ein Elektronen-„Hopping“ (Hüpfen) zwischen den gelösten Cytochromen die Leitfähigkeit bewirkt (siehe Abbildung).2020 entwickelten Forscher mit Hilfe der leitfähigen mikrobiellen Nanodrähten von Geobacter sulfurreducens einen „Memristor“, der bei elektrischen Spannungen von weniger als 100 mV funktioniert. Der „Memory Transistor“ erlaubt den Betrieb durch Aktionspotenziale von natürlichen Neuronen und kann Biosensor-Signale lokal verarbeiten. Die Technologie könnte für Gehirn-inspiriertes Computing und direkte Kommunikation mit biologischen Gehirnzellen eingesetzt werden. Nanodrähte können in Biofilmen Elektronen über relativ weite Entfernungen übertragen und sich dort auch an andere Mikroorganismen andocken. (de)
- Bacterial nanowires (also known as microbial nanowires) are electrically conductive appendages produced by a number of bacteria most notably from (but not exclusive to) the Geobacter and Shewanella genera. Conductive nanowires have also been confirmed in the oxygenic cyanobacterium Synechocystis PCC6803 and a thermophilic, methanogenic coculture consisting of Pelotomaculum thermopropionicum and Methanothermobacter thermoautotrophicus. From physiological and functional perspectives, bacterial nanowires are diverse. The precise role microbial nanowires play in their biological systems has not been fully realized, but several proposed functions exist. Outside of a naturally occurring environment, bacterial nanowires have shown potential to be useful in several fields, notably the bioenergy and bioremediation industries. (en)
- Los nanocables bacterianos (también conocidos como nanocables microbianos) son apéndices conductores de electricidad producidos por una serie de bacterias, principalmente (pero no exclusivas) por los géneros Geobacter y Shewanella. También se han confirmado nanocables conductores en la cianobacteria Synechocystis PCC6803 y un cocultivo termofílico, metanogénico dePelotomaculum thermopropionicum y Methanothermobacter thermoautotrophicus . Desde la perspectiva fisiológica y funcional, los nanocables bacterianos son diversos. El papel preciso que juegan los nanocables microbianos en sus sistemas biológicos aun no se ha comprendido por completo, aunque se han postulado diferentes funciones hipotéticas. Fuera de un entorno natural, los nanocables bacterianos han demostrado tener potencial para ser útiles en varios campos, en particular en las industrias de bioenergía y biorremediación. (es)
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- Mikrobielle Nanodrähte (englisch Bacterial nanowires or microbial nanowires) elektrisch leitfähige fädige Zellanhänge mit einem Durchmesser von ca. 10 nm. Sie werden von einer ganzen Reihe von Bakterien produziert, insbesondere von Deltaproteobacteria der Gattung Geobacter und marinen Gammaproteobacteria der Gattung (Alteromonadaceae). Leitfähige Zellanhänge wurden auch bei dem Cyanobakterium Synechocystis sp. PCC6803 und einer thermophilen, methanogenen Mischkultur aus und Methanothermobacter thermautotrophicus nachgewiesen. (de)
- Bacterial nanowires (also known as microbial nanowires) are electrically conductive appendages produced by a number of bacteria most notably from (but not exclusive to) the Geobacter and Shewanella genera. Conductive nanowires have also been confirmed in the oxygenic cyanobacterium Synechocystis PCC6803 and a thermophilic, methanogenic coculture consisting of Pelotomaculum thermopropionicum and Methanothermobacter thermoautotrophicus. From physiological and functional perspectives, bacterial nanowires are diverse. The precise role microbial nanowires play in their biological systems has not been fully realized, but several proposed functions exist. Outside of a naturally occurring environment, bacterial nanowires have shown potential to be useful in several fields, notably the bioenergy an (en)
- Los nanocables bacterianos (también conocidos como nanocables microbianos) son apéndices conductores de electricidad producidos por una serie de bacterias, principalmente (pero no exclusivas) por los géneros Geobacter y Shewanella. También se han confirmado nanocables conductores en la cianobacteria Synechocystis PCC6803 y un cocultivo termofílico, metanogénico dePelotomaculum thermopropionicum y Methanothermobacter thermoautotrophicus . Desde la perspectiva fisiológica y funcional, los nanocables bacterianos son diversos. El papel preciso que juegan los nanocables microbianos en sus sistemas biológicos aun no se ha comprendido por completo, aunque se han postulado diferentes funciones hipotéticas. Fuera de un entorno natural, los nanocables bacterianos han demostrado tener pot (es)
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- Mikrobielle Nanodrähte (de)
- Bacterial nanowires (en)
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