Rudolf Cole
0 
4306
789
At omdanne halm til guld er en gammel hat: En bisarr bakterieart praktiserer en form for alkymi, hver gang den trækker vejret.
Den jordlevende, stavformede bakterie Cupriavidus metallidurans biologisk set er berømt for at kunne overleve massive doser af giftige metaller. Nu afslører ny forskning, at specielle enzymer i bakterierne er ansvarlige for at ændre giftige versioner af guld til inert massivt guld, hvilket skaber miniature guldklumper.
"Når de konfronteres med stadig mere guld, er nogle bakterieceller fuldstændigt indkapslet med guld," fortalte studieleder Dietrich Nies, en molekylær mikrobiolog ved Martin Luther University i Tyskland. Som højst er disse guldskaller kun mikrometer i størrelse, sagde Nies, men de kan samles i bidder med sandkornstørrelse. [Ekstremt liv på jorden: 8 bisarre væsener]
Problemer med tungmetal
C. metallidurans overlever i jord, der er fuld af tungmetaller, som typisk er giftige for biologiske organismer. Nies og hans kolleger opdagede i 2009, at bakterierne kunne deponere fast guld i dets umiddelbare miljø, men de vidste ikke hvordan.
Nu har de et svar. Bakterierne er omgivet af to membraner, sagde Nies, med et mellemrum kaldet periplasmen. De har brug for spormængder kobber for at gennemføre deres metaboliske processer, men kobberet er giftigt i store doser; så bakterierne har et specielt enzym kaldet CupA, der kan pumpe overskydende kobber fra det indre af cellen ind i periplasmen, hvor den ikke kan skade.
Problemet opstår, når bakterierne støder på guldioner, som er guldmolekyler, der har mistet en eller flere af deres elektroner og dermed er ustabile. Disse ioner importeres let forbi begge cellemembraner ind i det indre af cellen, hvor de kan forårsage skade alene. Iionerne hæmmer også CupA-pumpen, der slipper for overskydende kobber og som sådan kan sammensætte skader fra kobberioner, der kommer vej ind i cellerne.
Heldigvis for bakterierne har de en løsning: et andet enzym kaldet CopA. Dette enzym stjæler elektroner fra kobber- og guldioner og omdanner dem til stabile metaller, der ikke let kan passere gennem den indre membran i cellen.
"Når de metalliske guld nanopartikler [er] dannet i periplasmen, er de immobiliserede og mindre giftige," sagde Nies.
Kugle guld
Når periplasmen er fyldt med inert metal, splider den ydre membran ud og udslipper de skinnende klumper, sagde Nies.
At forstå processen er ifølge Nies og hans kolleger vigtig, fordi bakterierne i det væsentlige omdanner fast guld til en meget opløselig guldforbindelse og derefter tilbage igen. Hvis mennesker kunne efterligne processen, ville det være muligt at tage malm med en meget lav procentdel af guld, omdanne ædle metaller til en vandopløselig version af sig selv, opløse den fra klippen og derefter - voila - omdanne det tilbage til skinnende massivt guld brugt i alt fra smykker til elektronik. Lige nu er den eneste måde at gøre det på at bruge kviksølv, som er meget giftig.
Forskerne rapporterede deres fund i januar i tidsskriftet Metallomics.
Original artikel på .