Rudolf Cole
0 
3978
474
Att förvandla halm till guld är en gammal hatt: En bisar bakterieart utövar en form av alkemi varje gång den andas.
Den jordlevande, stavformade bakterien Cupriavidus metallidurans är känt, biologiskt sett, för att kunna överleva massiva doser av giftiga metaller. Nu avslöjar ny forskning att speciella enzymer i bakterierna är ansvariga för att förändra giftiga versioner av guld till inert fast guld, vilket skapar miniatyrguldklumpar.
"När de konfronteras med allt mer guld är vissa bakterieceller helt inneslutna med guld", berättade studieledaren Dietrich Nies, en molekylär mikrobiolog vid Martin Luther University i Tyskland. På det mesta är dessa guldskal bara i mikrometer, sa Nies, men de kan samlas i bitar med sandkornstorlek. [Extremt liv på jorden: 8 bisarre varelser]
Tungmetallproblem
C. metallidurans överlever i jordar som är fulla av tungmetaller, som vanligtvis är giftiga för biologiska organismer. Nies och hans kollegor upptäckte 2009 att bakterierna kunde sätta fast guld i sin omedelbara miljö, men de visste inte hur.
Nu har de ett svar. Bakterierna omges av två membran, sade Nies, med ett utrymme som kallas periplasmen däremellan. De behöver spårmängder koppar för att genomföra sina metaboliska processer, men kopparen är giftig i stora doser; så bakterierna har ett speciellt enzym som kallas CupA som kan pumpa överskott av koppar från det inre av cellen in i periplasm, där det inte kan göra någon skada.
Problemet uppstår när bakterierna möter guldjoner, som är guldmolekyler som har tappat en eller flera av sina elektroner och därmed är instabila. Dessa joner importeras lätt förbi båda cellmembranen inuti cellen, där de kan orsaka skador på egen hand. Jonerna hämmar också CupA-pumpen som blir av med överskott av koppar och kan som sådan sammansätta skador från kopparjoner som tar sig in i cellerna.
Lyckligtvis för bakterierna har de en lösning: ett annat enzym som heter CopA. Detta enzym stjäl elektroner från koppar- och guldjonerna och förvandlar dem till stabila metaller som inte lätt kan passera genom det inre membranet i cellen.
"När de metalliska guld-nanopartiklarna [bildats] i periplasm, är de immobiliserade och mindre giftiga," sade Nies.
Kasta guld
När väl periplasmen är fylld med inert metall, delas det yttre membranet och smälter ut de glänsande nuggarna, sa Nies.
Att förstå processen är enligt Nies och hans kollegor viktigt eftersom bakterierna i princip förvandlar fast guld till en mycket löslig guldförening och sedan tillbaka igen. Om människor kunde härma processen, skulle det vara möjligt att ta malm med en mycket låg andel guld, omvandla ädelmetallen till en vattenlöslig version av sig själv, lösa den från berget och sedan - voila - omvandla den tillbaka till blankt massivt guld som används i allt från smycken till elektronik. Just nu är det enda sättet att göra det att använda kvicksilver, vilket är mycket giftigt.
Forskarna rapporterade sina resultat i januari i tidskriften Metallomics.
Originalartikel om .