в

Ця бактерія їсть токсичні метали і виділяє золото

Німецькі та австралійські дослідники з’ясували, як бактерія C. metallidurans споживає токсичні сполуки металів і виділяє крихітні золоті зливки

Бактерія C. metallidurans виділяє золото
credit: Technical University of Munich (TUM)

Вчені виявили справжнього алхіміка в живій природі, причому це зовсім не людина, а крихітна бактерія, яка називається – C. metallidurans. Ця витривала маленька бактерія споживає токсичні метали і виділяє крихітні золоті зливки, але раніше вчені не розуміли, як і чому вона так робить. Тепер німецькі та австралійські дослідники заглянули всередину мікроорганізму і з’ясували, як у нього виходить перетворювати метали в золото. Бактерія C. metallidurans зазвичай живе в грунті з важкими металами, які є токсичними для більшості інших мікроорганізмів. Але в процесі еволюції вона розвинула захисний механізм, що допомагає їй вижити і процвітати в цьому середовищі, а її здатність перетворювати токсичні сполуки в золото не лише робить її справжнім алхіміком, а й допоможе вченим розробити більш екологічний метод амальгамування золота без застосування ртуті.

Дітріх Х. Ніес (Dietrich H. Nies), автор нового дослідження, говорить:

Окрім наявності токсичних важких металів, умови життя в цих грунтах непогані. У них досить водню для акумуляції енергії і майже немає конкуренції з боку інших мікроорганізмів. Якщо бактерія хоче вижити тут, вона повинна знайти спосіб захистити себе від цих токсичних речовин.

Як бактерія C. metallidurans робить золото

Дослідники з Університету Мартіна Лютера Галле-Віттенберг (MLU), Технічного університету в Мюнхені (TUM) та Університету Аделаїди тепер визначили, як це робиться. Бактерія C. metallidurans потребує міді для життя, і для вилучення цього мікроелемента з навколишнього середовища вона перетворює його у форму, яку їй легше «імпортувати». Але є кілька проблем. Високий рівень концентрації міді теж токсичний, і це не єдиний важкий метал в ґрунті. З’єднання золота також потрапляють в її організм через точно такий самий процес. Мало того, що ця натуральна форма золота досить токсична для бактерії, але при змішуванні з міддю вона стає ще більш небезпечною.

Щоб впоратися з цією проблемою, C. metallidurans виділяє фермент під назвою CupA, який ліквідує надлишок міді в місці, де бактерія вирішила “поїсти”. Далі, коли золото і мідь, змішані в прийнятній концентрації, поглинаються бактерією, вона відключає виділення ферменту CupA і активує інший фермент – CopA. Він розділяє золото і мідь назад в їх оригінальні і важкодоступні форми. Дітріх Х. Ніес так це коментує:

Це гарантує, що менша кількість з’єднань міді і золота потрапляє в її організм. Таким чином бактерія уникає отруєння завдяки ферменту, який прибирає надлишкову мідь. Ще один наслідок: сполуки золота, які їй важко поглинати, вона трансформує в нешкідливі золоті зливки, діаметром всього по кілька нанометрів.

Бактерія C. metallidurans їсть метали і виділяє золото
credit: American Society for Microbiology

Завдяки цьому процесу бактерія C. metallidurans може бути відповідальною за частину природного «вторинного золота» Землі. Первинне золото відноситься до древніх відкладень, сформованих геологічно, в той час як вторинне золото набагато молодше і залягає ближче до поверхні. Це часто відбувається через те, що ґрунтові води розчиняють первинне золото і транспортують його нагору, але деякі бактерії можуть також «переробляти» крихітні пластівці первинного золота, які потім переміщуються до поверхні Землі, де C. metallidurans перетворює його у вторинне золото.

Дослідники говорять, що подальше розуміння цього циклу може в кінцевому підсумку призвести до розробки нового екологічно чистого методу амальгамування, відторгнення золота з менш багатих руд, без необхідності використання таких токсичних хімічних речовин, як ртуть.

Дослідження було опубліковане в журналі Applied and Environmental Microbiology.

Джерело: Університет Мартіна Лютера Галле-Віттенберг.

Що Ви про це думаєте?

Коментарі

Напишіть відгук

Завантажується…