Onderzoeksgroep
Expertise
Om electrische interacties tussen kabel bacterien en partner bacterien vast te stellen worden licht microscopie en geavanceerde microscopie zoals Electronen- en Raman microscopie gebruikt samen met moleculaire technieken zoals cultivatie, DNA en RNA isolatie. Deze laatste worden met next-generation sequencing gedigitaliseerd en geanalyseerd op aanwezigheid van electroactiviteit en de eiwitten/genen die nodig zijn voor extra-cellulair electronen transport. Kabel bacterien en hun omgeving zullen tijdens deze experimenten gemanipuleerd worden in microcosms van microscopische grootte. Samples uit de natuur voor determinatie van cable bacterie aanwezigheid en electroactiviteit worden vastgesteld met microsensor profielen voor zuurstof, pH, EP en sulfide.
Electrische natuurlijke binnensluipwegen (ENTER).
Abstract
Het bereik van biologisch elektronentransport (ET) nam toe van nm naar cm met de ontdekking van kabelbacteriën. Hun ET verbindt duizenden cellen elektrisch en beïnvloedt de redoxcyclus. Andere bacteriën interageren met deze elektrische snelweg via interspecies ET. Een visuele versie: massaal, waarbij aeroben kabels gebruiken om zuurstof in te ademen als deze afwezig is. Flockers dumpen elektronen op tussenproducten, elektronenshuttles, die door kabels worden gerecycled. Sinds hun ontdekking hebben kabelbacteriën belangstelling gewekt voor groene, biologisch afbreekbare elektronica. Flocking suggereert dat we toegang hebben tot de elektrische vezel zonder deze te beschadigen. Kabels moeten een natuurlijke elektrische ingang hebben om elektronen van shuttles naar de vezels te uploaden. ENTER wil dit in kaart brengen. We combineren de expertise van Prof. Meysman op het gebied van kabelbacterievezels met de mijne op het gebied van de interacties tussen Flocker-kabelbacteriën om: 1) De elektronenshuttle te identificeren door uitgebreide elektrochemische karakterisering van Flockers (geïsoleerd in mijn doctoraat), hun vermogen om elektriciteit op te wekken in kaart te brengen en het productiepotentieel van de shuttle te vinden in de genomen. 2) Geavanceerde modellen om eiwitsequenties in gesloten kabelbacteriëngenomen (van de gastheer) te vinden. 3) Lokaliseer de ingangen op de gloeidraad en activeer ze met behulp van correlatief licht en elektronenmicroscopie met gelabelde shuttles en Raman-microscopie. ENTER zal nieuwe inzichten bieden in het functioneren van elektrische ecosystemen en elektrische microben. Het zal nieuwe perspectieven bieden op redox- en elektronenstromen in natuurlijke systemen. Het ademen van zuurstof die veel verder gaat dan de aanwezigheid ervan, zal bijvoorbeeld de opslag en vastlegging van CO2 in de zeebodem beïnvloeden. De impact van ENTER, die niet beperkt is tot natuurlijke systemen, zal ook nieuwe inzichten inspireren voor technische systemen (microbiële brandstofcellen, biologische afbraak van verontreinigende stoffen). Het zou cruciale stapstenen kunnen bieden voor veelbelovende alternatieven in nieuwe groene elektronica.Onderzoeker(s)
- Promotor: Meysman Filip
- Mandaathouder: Lustermans Jamie
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject