Исследователи из Университета Радбауда в Нидерландах обнаружили у метанотрофных архей белковые нити, которые, вероятно, проводят электроны от клеток к электроду. Статья вышла 9 ноября 2026 года в журнале Nature Communications. За 119 дней выращивания на электроде архея «Candidatus Methanoperedens vercellensis» составила 95,8% сообщества.

Авторы подробно описали возможный путь переноса электронов у этих микроорганизмов, но пока не доказали его окончательно. Они увидели нити, определили, что те состоят главным образом из белка OmcZ2, и связали их появление с током, возникающим при окислении метана. Однако исследователи не смогли напрямую проверить, необходим ли OmcZ2 для переноса электронов, и не измерили проводимость отдельных нитей.

Какие данные связали ток с нанопроводами архей

Архей выращивали в электрохимической системе: метан служил источником электронов, а углеродный электрод принимал их. По данным метагеномного секвенирования, через 119 дней археи составляли 95,8% сообщества. Небольшая доля других микроорганизмов сохранилась, поэтому культуру нельзя считать полностью чистой.

Когда метан заменили инертным газом, ток почти исчез. До 97% измеренного сигнала исследователи связали с окислением метана. Это показывает, что основная часть электронов в системе возникала при переработке метана, но не устанавливает, какая именно белковая структура переносила их наружу.

Электронная микроскопия показала множество нитей на поверхности клеток. Исследователи выделили их и с помощью масс-спектрометрии установили, что главным компонентом служит белок OmcZ2. Затем криоэлектронная микроскопия позволила определить строение нити с разрешением 3,3 ангстрема. Внутри обнаружилась упорядоченная цепочка гемов, железосодержащих групп, способных переносить электроны.

Устройство нитей напоминает нанопровода бактерий Geobacter, у которых белок OmcZ связан с переносом электронов на большие расстояния за пределы клетки. Но нити архей устроены иначе: белковая оболочка плотнее защищает гемы, а сами нити не складываются в такую разветвлённую сеть. Сходство с Geobacter поддерживает гипотезу о проводящей функции, но не заменяет прямой проверки.

Такую нить можно представить как тонкий кабель между клеткой и электродом: метан отдаёт электроны внутри клетки, они проходят по цепочке гемов и достигают электрода, где прибор регистрирует ток. Представим, что исследователи отключили этот кабель и ток резко упал. Это стало бы прямым свидетельством того, что кабель необходим. В этой работе генетически «отключить» OmcZ2 не удалось: для этой археи пока нет подходящих генетических инструментов.

До выработки электричества на основе таких архей ещё далеко. Лабораторная установка была небольшой и сложной, ток оставался слабым, а медленный рост микроорганизмов ограничил количество материала для подробных испытаний. В культуре также оставались другие микроорганизмы, а проводимость самих нитей отдельно не измеряли. По оценке одного из авторов, Корнелии Велте, возможное применение для получения электричества может появиться примерно через 20 лет. Это перспектива, а не готовая технология.

Пока результат важен прежде всего как способ изучать обмен электронами у архей. Он даёт исследователям почти чистую модельную культуру и конкретную молекулярную мишень для следующих проверок. Подробный разбор подобных публикаций и подготовку научных статей можно рассматривать отдельно от самой экспериментальной работы.

Схема предполагаемого переноса электронов от метана через клетку и белковую нить OmcZ2 к электроду

Фото: Нурлан Шлюмбаев / Pexels