Thomas Dalton
0 
5017
138
Zamiana słomy w złoto to stary kapelusz: dziwaczny gatunek bakterii uprawia jakąś formę alchemii za każdym razem, gdy oddycha.
Żyjąca w glebie bakteria w kształcie pręcika Cupriavidus metallidurans jest znany, mówiąc biologicznie, z tego, że jest w stanie przetrwać ogromne dawki toksycznych metali. Teraz nowe badania ujawniają, że specjalne enzymy bakterii są odpowiedzialne za zmianę toksycznych wersji złota w obojętne stałe złoto, które tworzy miniaturowe bryłki złota.
„W obliczu coraz większej ilości złota niektóre komórki bakteryjne są całkowicie pokryte złotem” - powiedział kierownik badań Dietrich Nies, mikrobiolog molekularny z Uniwersytetu Martina Lutra w Niemczech. Co najwyżej te złote muszle mają rozmiar zaledwie mikrometrów, powiedział Nies, ale mogą gromadzić się w kawałki wielkości ziarna piasku. [Ekstremalne życie na Ziemi: 8 dziwnych stworzeń]
Problemy z metalami ciężkimi
C. metallidurans przeżywa w glebach pełnych metali ciężkich, które są zazwyczaj toksyczne dla organizmów biologicznych. Nies i jego koledzy odkryli w 2009 roku, że bakterie mogą osadzać stałe złoto w swoim bezpośrednim otoczeniu, ale nie wiedzieli jak.
Teraz mają odpowiedź. Bakterie są otoczone dwiema membranami, powiedział Nies, z przestrzenią zwaną peryplazmą pomiędzy nimi. Potrzebują śladowych ilości miedzi do przeprowadzenia procesów metabolicznych, ale miedź jest toksyczna w dużych dawkach; więc bakterie mają specjalny enzym zwany CupA, który może pompować nadmiar miedzi z wnętrza komórki do peryplazmy, gdzie nie może wyrządzić żadnej szkody.
Problem pojawia się, gdy bakterie napotykają jony złota, które są cząsteczkami złota, które utraciły jeden lub więcej swoich elektronów i przez to są niestabilne. Jony te są łatwo importowane przez obie błony komórkowe do wnętrza komórki, gdzie same mogą powodować uszkodzenia. Jony hamują również działanie pompy CupA, która usuwa nadmiar miedzi i jako takie mogą powodować uszkodzenia spowodowane przez jony miedzi, które przedostają się do komórek.
Na szczęście dla bakterii mają obejście: inny enzym o nazwie CopA. Enzym ten kradnie elektrony z jonów miedzi i złota, przekształcając je w stabilne metale, które nie mogą łatwo przejść przez wewnętrzną błonę komórki.
„Gdy nanocząsteczki metalicznego złota [uformują się] w peryplazmie, są one unieruchomione i mniej toksyczne” - powiedział Nies.
Złote kupy
Kiedy peryplazma jest wypełniona obojętnym metalem, zewnętrzna błona rozdziela się i wysypuje błyszczące bryłki, powiedział Nies.
Zrozumienie procesu jest ważne, zdaniem Niesa i jego współpracowników, ponieważ bakterie zasadniczo przekształcają stałe złoto w dobrze rozpuszczalny związek złota, a następnie z powrotem. Gdyby ludzie mogli naśladować ten proces, możliwe byłoby pobranie rudy o bardzo niskiej zawartości złota, przekształcenie metalu szlachetnego w jego rozpuszczalną w wodzie wersję, rozpuszczenie go ze skały, a następnie - voila - przekształcenie go z powrotem w lśniące, pełne złoto używane we wszystkim, od biżuterii po elektronikę. Obecnie jedynym sposobem na to jest użycie rtęci, która jest bardzo toksyczna.
Naukowcy opublikowali swoje odkrycia w styczniu w czasopiśmie Metallomics.
Oryginalny artykuł na .