Abstract
Cable bacteria are living electric wires, exerting remarkable effects on their surroundings. Despite still refusing pure culture isolation, their biological conductivity and their impact on aquatic sediments give rise to interesting application prospects in environmental and bio-engineering, including bioremediation, the mitigation of greenhouse gas emissions, and bioelectronics. Here, we summarize how research is currently striving to realize the very versatile application potential of these fascinating bacteria.
Article PDF
Similar content being viewed by others
Avoid common mistakes on your manuscript.
Literatur
Trojan D, Schreiber L, Bjerg JT et al. (2016) A taxonomic framework for cable bacteria and proposal of the candidate genera Electrothrix and Electronema. Syst Appl Microbiol 39: 297–306
Pfeffer C, Larsen S, Song J et al. (2012) Filamentous bacteria transport electrons over centimetre distances. Nature 491: 218–221
Nielsen LP, Meyer RL, Boesen T et al. (2013) Bacterial conductive fibres. EP13162128.6A
Meysman F (2019) Isolated microbial conductive fiber material. EP3543342A1
Seitaj D, Schauer R, Sulu-Gambari F et al. (2015) Cable bacteria generate a firewall against euxinia in seasonally hypoxic basins. PNAS 112: 13278–13283
Bjerg JJ, Lustermans JJM, Marshall IPG et al. (2023) Cable bacteria with electric connection to oxygen attract flocks of diverse bacteria. Nat Commun 14: 1614
Müller H, Bosch J, Griebler C et al. (2016) Long-distance electron transfer by cable bacteria in aquifer sediments. ISME J 10: 2010–2019
Huang Y, Hu W, Dong M et al. (2023) Cable bacteria accelerate the anaerobic removal of pyrene in black odorous river sediments. J Hazard Mater 443: 130305
Liu F, Wang Z, Wu B et al. (2021) Cable bacteria extend the impacts of elevated dissolved oxygen into anoxic sediments. ISME J 15: 1551–1563
Sandfeld T, Marzocchi U, Petro C et al. (2020) Electrogenic sulfide oxidation mediated by cable bacteria stimulates sulfate reduction in freshwater sediments. ISME J 14: 1233–1246
Yuan Y, Zhou L, Hou R et al. (2021) Centimeter-long microbial electron transport for bioremediation applications. Trends Biotechnol 39: 181–193
Marzocchi U, Palma E, Rossetti S et al. (2020) Parallel artificial and biological electric circuits power petroleum decontamination: The case of snorkel and cable bacteria. Water Res 173: 115520
Li C, Reimers CE, Alleau Y (2020) Inducing the attachment of cable bacteria on oxidizing electrodes. Biogeosciences 17: 597–607
Scholz VV, Müller H, Koren K et al. (2019) The rhizosphere of aquatic plants is a habitat for cable bacteria. FEMS Microbiol Ecol 95: fiz062
Scholz VV, Meckenstock RU, Nielsen LP, Risgaard-Petersen N (2020) Cable bacteria reduce methane emissions from rice-vegetated soils. Nat Commun 11: 1878
Bonné R, Hou J-L, Hustings J et al. (2020) Intrinsic electrical properties of cable bacteria reveal an Arrhenius temperature dependence. Sci Rep 10: 19798
Bonné R, Wouters K, Lustermans JJM, Manca JV (2022) Biomaterials and electroactive bacteria for biodegradable electronics. Front Microbiol 13: 906363
Sachs C, Kanaparthi D, Kublik S et al. (2022) Tracing long-distance electron transfer and cable bacteria in freshwater sediments by agar pillar gradient columns. FEMS Microbiol Ecol 98: fiac042
Funding
Funding note: Open Access funding enabled and organized by Projekt DEAL.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding authors
Additional information
Danksagung
Wir danken allen Kolleginnen und Kollegen für die gemeinsame Forschung zum Thema Kabelbakterien. Ebenso danken wir Robin Bonné, Ugo Marzocchi und Kartik Aiyer (CEM Aarhus) für die Bereitstellung von Bildmaterial und Diskussionen zum Artikel sowie Kamiel Ceyssens und dem X-Lab (Universität Hasselt) für Bildmaterial.
Vincent Scholz
Jahrgang 1992. 2012–2018 “Water Science”-Studium an der Universität Duisburg-Essen. 2018–2023 Promotion und PostDoc am Zentrum für Elektromikrobiologie, Universität Aarhus, Dänemark.
Tillmann Lüders
Biologiestudium. 1999–2001 Promotion am Max-Planck-Institut (MPI) für terrestrische Mikrobiologie, Marburg. 2002–2004 PostDoc am MPI Marburg. 2004–2009 Nachwuchsgruppenleiter (Tenure-Track) am Institut für Grundwasserökologie des Helmholtz Zentrums München. 2013 Habilitation an der TU München. 2016–2019 stellvertretender Institutsleiter am Helmholtz Zentrum München. Seit 2019 Lehrstuhlinhaber für Ökologische Mikrobiologie, Universität Bayreuth.
Rights and permissions
Open Access: Dieser Artikel wird unter der Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz veröffentlicht, welche die Nutzung, Vervielfältigung, Bearbeitung, Verbreitung und Wiedergabe in jeglichem Medium und Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle ordnungsgemäß nennen, einen Link zur Creative Commons Lizenz beifügen und angeben, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die in diesem Artikel enthaltenen Bilder und sonstiges Drittmaterial unterliegen ebenfalls der genannten Creative Commons Lizenz, sofern sich aus der Abbildungslegende nichts anderes ergibt. Sofern das betreffende Material nicht unter der genannten Creative Commons Lizenz steht und die betreffende Handlung nicht nach gesetzlichen Vorschriften erlaubt ist, ist für die oben aufgeführten Weiterverwendungen des Materials die Einwilligung des jeweiligen Rechteinhabers einzuholen. Weitere Details zur Lizenz entnehmen Sie bitte der Lizenzinformation auf http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de.
About this article
Cite this article
Scholz, V., Lueders, T. Anwendungen der Kabelbakterien in der Umwelt- und Biotechnologie. Biospektrum 30, 12–15 (2024). https://doi.org/10.1007/s12268-024-2076-2
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s12268-024-2076-2