In Zukunft könnten Bakterien in Schaltkreisen oder Brennstoffzellen für die nötigen elektrischen Kontakte sorgen. Denn die Härchen-ähnlichen Anhängsel von verschiedenen Mikroorganismen leiten Elektronen. Ein Team um Mohamed El-Naggar von der University of Southern California in Los Angeles ließ nun gezielt Strom durch solche biologischen Nanodrähte fließen.

Für ihren Versuch züchteten die Wissenschaftler Kulturen des Bakteriums Shewanella oneidensis MR-1. Unter bestimmten Bedingungen produzieren diese Mikroben winzige Borsten an ihren Körpern, die ebenso wie menschliches Haar hauptsächlich aus Proteinen bestehen. Die behaarten Bakterien setzten El-Naggar und seine Kollegen dann auf eine Oberfläche, die mit mikroskopisch kleinen Elektroden versehen war. Legte sich nun ein biologischer Nanodraht über zwei Elektroden, floss ein messbarer Strom. Bei einer angelegten Spannung von 100 Millivolt drangen bis zu einer Milliarde Elektronen durch das Mikrobenhaar. Diese elektrische Leitfähigkeit entspricht der eines Halbleiters, berichtet das Team. Das sollte ausreichen, um elektrische Signale beispielsweise in biologischen Brennstoffzellen zu leiten. Außerdem wachsen die Bakterien selbstständig an den gewünschten Orten.

Die Mikroben selbst nutzen den Elektronentransport vermutlich zur Kommunikation und dem Austausch von Energie innerhalb ihrer Kolonie. Möglicherweise setzen sie ihre leitenden Härchen auch für ihren Energiestoffwechsel ein, indem sie darüber Elektronen an ein externes Substrat abgeben und auf diese Weise „atmen“. Im Gegensatz zu Menschen benötigen sie für ihre Atmung nicht unbedingt Sauerstoff als Elektronenakzeptor – Metalle wie Eisen oder Uran tun es auch.

Maike Pollmann, Manuela Kuhar