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Yeast biofilm synapse: an intra-kingdom pathway to high-density current output in bioelectronic devices

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Autor(es):
Ghiraldelli, Guilherme H. S. ; Iost, Rodrigo M. ; Sedenho, Graziela C. ; Colombo, Rafael N. P. ; Crespilho, Frank N.
Número total de Autores: 5
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B; v. N/A, p. 10-pg., 2025-03-11.
Resumo

The quest to understand and harness microbial biofilms for energy generation has become increasingly important in the development of bioelectronic devices. Saccharomyces cerevisiae, a model organism, provides unique insights into how biofilms coordinate metabolic activities via extracellular polymeric substances (EPS). Beyond serving as a structural scaffold, EPS facilitates electrochemical signalling, enabling cellular communication and optimized electron transfer. This study demonstrates that encapsulating Saccharomyces cerevisiae in a hydrogel matrix enhances biofilm organization and significantly boosts bioelectricity generation, leveraging EPS as an electrochemical communication network. The concept of a "yeast synapse" is introduced, drawing parallels between microbial biofilms and synaptic signalling observed in higher organisms, with coordinated electron transfer and metabolic synchronization. It can drive advancements in bioelectrochemical system design and enhance the current output of sustainable bioelectronic devices. (AU)

Processo FAPESP: 20/04796-8 - Estudos in situ e operando de metaloenzimas para conversão de energia e bioeletrossíntese de combustíveis
Beneficiário:Graziela Cristina Sedenho
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 19/15333-1 - Células híbridas bio-foto-eletroquímicas para conversão de energia solar
Beneficiário:Frank Nelson Crespilho
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 23/10667-4 - Bioengenharia de Metaloproteínas Bifuncionais Aplicadas na Produção de Produtos de Valor Agregado
Beneficiário:Rodrigo Michelin Iost
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Fixação de Jovens Doutores
Processo FAPESP: 21/05665-7 - Desenvolvimento de superfícies de Van der Waals para aplicação em biodispositivos
Beneficiário:Rafael Neri Prystaj Colombo
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico
Beneficiário:Osvaldo Novais de Oliveira Junior
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 23/01529-7 - Bioengenharia de metaloproteínas bifuncionais aplicadas na produção de produtos de valor agregado
Beneficiário:Frank Nelson Crespilho
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 23/06283-6 - Estudo da transferência extracelular de elétrons em fungo em escala unicelular
Beneficiário:Guilherme Henrique Siqueira Ghiraldelli
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Processo FAPESP: 19/12053-8 - Eletrodos de alto desempenho aplicados em baterias orgânicas e em biocélulas a combustível
Beneficiário:Frank Nelson Crespilho
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular