De la misma manera que nosotros respiramos oxigeno, hay bacterias que respiran hierro!. Nuestras células usan la materia orgánica, el azúcar por ejemplo, para metabolizarlo hasta CO₂, que expulsamos en la respiración. En ese proceso, el oxigeno que respiramos lo transformamos en vapor de agua, H₂0.

Geobacter, una bacteria que normalmente se encuentra en el suelo, es capaz de respirar hierro. Para ello, degradan la materia orgánica hasta CO₂, pero en vez de emplear el O₂ para formar H₂O, emplean óxidos de hierro insolubles (Fe³⁺) que transforman en magnetita (Fe₃O₄). De esta manera transfieren electrones sobre los óxidos de hierro. El proceso se denomina respiración microbiana anaerobia.

Ahora, un equipo de físicos y microbiólogos de la Universidad de Massachusetts (EE.UU.) ha descubierto que Geobacter es capaz de transferir electrones fuera de la célula y transportarlos varios centímetros (lo que supone miles de veces el tamaño de la propia bacteria!). Esto lo consiguen a través de unos filamentos proteicos que ella misma produce, que los denominan “nanocables” microbianos. Estos “nanocables” forman una red que recorren las biopelículas o biofilms que forma la bacteria y tienen una conductividad comparable a la de los polímeros sintéticos que se utilizan comúnmente en la industria electrónica. Además, la conductividad del biofilm puede ser afinada mediante la regulación de los genes de la bacteria. Es la primera vez que se observa la conducción de carga eléctrica de tipo metálico a lo largo de un filamento de proteínas.

Esta propiedad puede emplearse para transferir electrones a un ánodo, como en una pila. Así, Geobacter es una bacteria capaz de convertir la energía química (la que está “encerrada” en los enlaces químicos de los compuestos orgánicos) en energía eléctrica. 

Geobacter posee otras propiedades muy interesantes desde el punto de vista práctico y medioambiental. Por ejemplo, es capaz de alimentarse de sedimentos y residuos, de degradar los contaminantes derivados del petróleo o deshechos radioactivos y transformarlos en CO₂ (bioremediación), o incluso en metano que puede emplearse como fuente de energía “limpia” (biofuel). 

Este hallazgo, publicado en Nature Nanotechnology, abre la posibilidad de emplear esta bacteria para generar electricidad a partir de residuos y desperdicios orgánicos. Podría revolucionar la nanotecnología y la biotecnología, ya que podría conducir en un futuro a la creación de nanomateriales más baratos y no tóxicos para los biosensores y la electrónica que interactúan con los sistemas biológicos.

Tunable metallic-like conductivity in microbial nanowire networks. Nikhil S. M. et al. Nature Nanotechnology, 2011. 6: 573–579.

doi:10.1038/nnano.2011.119