в

Эта бактерия ест токсичные металлы и выделяет золото

Немецкие и австралийские исследователи выяснили, как бактерия C. metallidurans потребляет токсичные соединения металлов и выделяет крошечные золотые слитки

Бактерия C. metallidurans выделяет золото
credit: Technical University of Munich (TUM)

Ученые обнаружили настоящего алхимика в живой природе, причем это вовсе не человек, а крохотная бактерия, которая называется — C. metallidurans. Эта выносливая маленькая бактерия потребляет токсичные металлы и выделяет крошечные золотые слитки, но раньше ученые не понимали, как и почему она так делает. Теперь немецкие и австралийские исследователи заглянули внутрь микроорганизма и выяснили, как у него получается превращать металлы в золото. Бактерия C. metallidurans обычно живет в почве с тяжелыми металлами, которые являются токсичными для большинства других микроорганизмов. Но в процессе эволюции она развила защитный механизм, помогающий ей выжить и процветать в этой среде, а ее способность превращать токсичные соединения в золото не только делает ее настоящим алхимиком, но и поможет ученым разработать более экологичный метод амальгамации золота без применения ртути.

Дитрих Х. Ниес (Dietrich H. Nies), автор нового исследования, говорит:

Помимо наличия токсичных тяжелых металлов, условия жизни в этих почвах неплохие. В них достаточно водорода для аккумуляции энергии и почти нет конкуренции со стороны других микроорганизмов. Если бактерия хочет выжить здесь, она должна найти способ защитить себя от этих токсичных веществ.

Как бактерия C. metallidurans делает золото

Исследователи из Университета Мартина Лютера Галле-Виттенберга (MLU), Технического университета в Мюнхене (TUM) и Университета Аделаиды теперь определили, как это делается. Бактерия C. metallidurans нуждается в меди для жизни, и для извлечения этого микроэлемента из окружающей среды она превращает его в форму, которую ей легче «импортировать». Но есть несколько проблем. Высокий уровень концентрации меди тоже токсичен, и это не единственный тяжелый металл в почве. Соединения золота также попадают в ее организм через точно такой же процесс. Мало того, что эта натуральная форма золота довольно токсична для бактерии, но при смешивании с медью она становится еще более опасной.

Чтобы справиться с этой проблемой, C. metallidurans выделяет фермент под названием CupA, который ликвидирует избыток меди в месте, где бактерия решила «покушать». Дальше, когда золото и медь, смешанные в приемлемой концентрации, поглощаются бактерией, она отключает выделение фермента CupA и активирует другой фермент — CopA. Он разделяет золото и медь обратно в их оригинальные и труднодоступные формы. Дитрих Х. Ниес так это комментирует:

Это гарантирует, что меньшее количество соединений меди и золота попадает в ее организм. Таким образом бактерия избегает отравления благодаря ферменту, который убирает избыточную медь. Еще одно следствие: соединения золота, которые ей трудно поглощать, она трансформирует в безвредные золотые слитки, диаметром всего по несколько нанометров.

Бактерия C. metallidurans ест металлы и выделяет золото
credit: American Society for Microbiology

Благодаря этому процессу бактерия C. metallidurans может быть ответственной за часть природного «вторичного золота» Земли. Первичное золото относится к древним отложениям, сформированных геологически, в то время как вторичное золото намного моложе и залегает ближе к поверхности. Это часто происходит из-за того, что грунтовые воды растворяют первичное золото и транспортируют его наверх, но некоторые бактерии могут также «перерабатывать» крошечные хлопья первичного золота, которые затем перемещаются к поверхности Земли, где C. metallidurans превращает его во вторичное золото.

Исследователи говорят, что дальнейшее понимание этого цикла может в конечном итоге привести к разработке нового экологически чистого метода амальгамации, отторжения золота из менее богатых руд, без необходимости использования таких токсичных химических веществ, как ртуть.

Исследование было опубликовано в журнале Applied and Environmental Microbiology.

Источник: Университет Мартина Лютера Галле-Виттенберг.

Что Вы об этом думаете?

102 Нравится
Upvote Downvote

Комментарии

Добавить комментарий

Загружается…