LAUSANNE — Dalam pengembangan yang inovatif, para ilmuwan telah berhasil merekayasa bakteri E. coli untuk menghasilkan listrik, yang berpotensi merevolusi pengelolaan limbah dan produksi energi. Para peneliti dari Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) memanfaatkan proses yang disebut transfer elektron ekstraseluler (EET) untuk membuat bakteri sangat efisien dalam menghasilkan arus listrik. Inovasi ini menghasilkan peningkatan pembangkitan arus listrik tiga kali lipat dibandingkan metode tradisional.

Menurut penelitian tersebut, tim mencapai tonggak sejarah dengan menciptakan jalur EET lengkap dalam E. coli, sesuatu yang belum pernah dicapai sebelumnya.

“Kami merekayasa bakteri E. coli, mikroba yang paling banyak dipelajari, untuk menghasilkan listrik,” kata Profesor Ardemis Boghossian dari EPFL, dalam rilis media. “Meskipun ada mikroba eksotik yang secara alami menghasilkan listrik, mereka hanya dapat menghasilkan listrik dengan adanya bahan kimia tertentu. E. coli dapat tumbuh di berbagai sumber, sehingga memungkinkan kita menghasilkan listrik di berbagai lingkungan, termasuk dari air limbah.”

Berbeda dengan metode sebelumnya, E. coli yang direkayasa secara biologis dapat menghasilkan listrik sambil memetabolisme berbagai substrat organik. Dengan menggabungkan komponen dari Shewanella oneidensis MR-1, bakteri yang terkenal dengan kemampuan menghasilkan listrik, para peneliti membangun jalur yang mencakup membran dalam dan luar sel. Pengujian yang dilakukan pada air limbah tempat pembuatan bir menunjukkan bahwa E. coli hasil rekayasa berkembang pesat, menunjukkan potensinya dalam pengolahan limbah dan produksi energi skala besar.

“Daripada memasukkan energi ke dalam sistem untuk mengolah sampah organik, kami malah menghasilkan listrik sekaligus mengolah sampah organik – memukul dua burung dengan satu batu!” tambah Prof. Boghossian. “Kami bahkan menguji teknologi kami secara langsung pada air limbah yang kami kumpulkan dari Les Brasseurs, sebuah pabrik bir lokal di Lausanne. Mikroba listrik eksotik bahkan tidak mampu bertahan hidup, sedangkan bakteri listrik hasil rekayasa hayati mampu berkembang secara eksponensial dengan memakan limbah ini.”

Implikasi studi ini lebih dari sekedar pengolahan limbah. Para peneliti percaya bahwa E. coli yang direkayasa dapat digunakan dalam sel bahan bakar mikroba, elektrosintesis, dan biosensing. Karena fleksibilitas genetik bakteri, bakteri ini dapat beradaptasi dengan lingkungan dan bahan baku tertentu, menjadikannya aset serbaguna untuk pengembangan teknologi berkelanjutan.

“Pekerjaan kami cukup tepat waktu, karena mikroba bioelektrik yang direkayasa semakin mendorong batasan dalam penerapan di dunia nyata,” kata Mohammed Mouhib, penulis utama dan asisten doktoral. “Kami telah mencetak rekor baru dibandingkan dengan teknologi canggih sebelumnya, yang hanya mengandalkan sebagian jalur, dan dibandingkan dengan mikroba yang digunakan dalam salah satu makalah terbesar yang baru-baru ini diterbitkan di lapangan. Dengan semua upaya penelitian yang dilakukan saat ini di lapangan, kami sangat antusias dengan masa depan bakteri bioelektrik, dan tidak sabar menunggu kami dan pihak lain untuk mendorong teknologi ini ke skala yang lebih baru.”

Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Joule.