Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Bakterieopdagelse ændrer forståelse af verden

Man kan let overse det, man ikke forventer at se. Det fandt professor Lars Peter Nielsen ud af for ti år siden, da han opdagede elektriske strømme i havbunden som viste sig at skyldes ukendte bakterier: kabelbakterierne. Den revolutionerende opdagelse er ved at ændre verdens forståelse af bakterier, og i 2017 investerede Danmarks Grundforskningsfond 56 millioner kroner i Center for Elektromikrobiologi og dedikeret forskning i den overraskende organisme.

Foto: Center for Electromicrobiology

En bakterie fundet i mudder i Aarhusbugten er ved at revolutionere verdens forståelse af bakterier. Den består nemlig af tusindvis af celler i en kæde, som udgør en elektrisk ledning, og med etableringen af Center for Elektromikrobiologi ved Aarhus Universitet fortsætter bakterien med at overraske og udvide den nye forståelse.

- Tidligere troede vi, at bakterier var begrænsede til at udveksle stof med omgivelserne og eventuelt bruge sollys. Men når bakterier er i stand til at levere eller leve af en elektrisk strøm, kan de benytte sig af mange flere forskellige og mere effektive processer. Ikke mindst i samarbejde med andre organismer. Vi kan sammenligne det med, hvordan el- og telefonnet gav vores samfund et væld af nye muligheder for at bruge energi og kommunikere, fortæller centerleder og professor Lars Peter Nielsen og fortsætter:

- På vores afdeling har vi studeret mudder og bakterier i årtier, men ingen har tidligere opdaget disse meget iøjnefaldende lange kabelbakterier, sikkert fordi vi ikke forventede dem. Nu finder vi dem let i mange forskellige prøver fra både havbund og søbund. 

Foto: Center for Electromicrobiology

Paradigmeskifte

Bakterierne fungerer som elektriske ledninger og kaldes derfor ”kabelbakterier”. Modsat andre bakterier kan de lede strøm over lange afstande – flere centimeter - lige som elektriske kabler. Kablet kan bevæge sig og vokser sig større, når cellerne i det deler sig, og det får energi, når elektroner sendes gennem kablet fra et stof et sted til et andet stof et andet sted.

Det opdagede Lars Peter Nielsen og kolleger fra Aarhus Universitet i 2012, og med opdagelsen meldte en række nye spørgsmål sig. I 2017 investerede Danmarks Grundforskningsfond 56 millioner kroner til det nye center, Center for Elektromikrobiologi, og gav rammerne til at besvare spørgsmålene.  

- Det er både spændende, sjovt og dejligt at arbejde med noget, der har en betydning. Kabelbakterierne er et paradigmeskifte, for de tilføjer et nyt kapitel i vores forståelse af, hvordan elektricitet kan ledes, siger Lars Peter Nielsen.

Bakterier skal afsløre forurening

Kabelbakteriernes elektrontransport er interessant, forklarer centerlederen, ikke blot inden for mikrobiologisk forskning, men også i relation til tekniske samfundsudfordringer. For nuværende arbejder forsker Lars Riis Damgaard fra centret på at udvikle en metode til kortlægning af jordforurening. Det sker i samarbejde med et privat firma, DMR A/S, Region Midtjylland og Region Hovedstaden i det nystartede projekt BIOMAP, som har fået 11,5 millioner kroner fra Innovationsfonden.

- Geofysikere har funderet over de elektriske fænomener, der er ved forurenede grunde, men de kunne ikke forklare det. Med opdagelsen af kabelbakterierne og den viden, vi har i Center for Elektromikrobiologi kan vi forklare disse fænomener og vil bruge vores indsigt som grundlag for en metode til at kortlægge forurenede grunde, forklarer Lars Riis Damgaard.

Målet for holdet bag BIOMAP er at udvikle udstyr og software, der kan måle og fortolke de elektriske potentialer, kabelbakterierne forårsager på forurenede grunde. BIOMAP skal også kommercialisere idéen, som kan fungere som et supplement til den eksisterende kortlægning af jordforurening og gøre den mere effektiv. Det er vigtigt i Danmark, men også i en verden, hvor mange mennesker flytter mod byerne og bliver nødt til at bosætte sig i tidligere industriområder, der har højere risiko for forurening.

Globale kredsløb og bionedbrydelig elektronik

Center for Elektromikrobiologi er et såkaldt Center of Excellence, som Danmarks Grundforskningsfond finansierer for at fremme banebrydende forskning. I Aarhus knokler et stort hold af professorer, postdoc'er og studerende med baggrunde inden for mikrobiologi, elektrokemi, molekylærbiologi og nanovidenskab med at finde ud af, hvad kabelbakterier er, hvordan de fungerer og hvad de kan. Det er et stort arbejde, for alle leder og kanter af mikroorganismen skal afsøges og afprøves.

Med 56 millioner kroner i ryggen fra Danmarks Grundforskningsfond strækker forskningen i kabelbakterierne sig til 2023, og centerleder Lars Peter Nielsen håber på, at forskningen i bakterien vil føre nye muligheder og indsigter med sig.

- Vores og kollegaers hidtidige undersøgelser viser, at kabelbakterier påvirker omsætningen i naturen med konsekvenser for miljø og drivhusgasser. Et andet fascinerende aspekt er selve det materiale, bakterierne bruger til at lede strøm med. Vi har ikke endeligt fastslået dets kemi, men det er et organisk materiale, så måske kan det bruges til at erstatte metaller og skabe bionedbrydelig elektronik, forklarer han.

Center for Elektromikrobiologi er finansieret af Danmarks Grundforskningsfond med 56 millioner kroner. Centret slog dørene op i 2017, og midlerne strækker sig til forskning i kabelbakterier til og med 2023.

Kontakt Lars Peter Nielsen for mere viden om centret

Kontakt samarbejdspartnere