Mérgező fémet eszik, aztán aranyat ürít – furcsa lényt fedeztek fel

Egy talajlakó baktérium képes mérgező fémvegyületeket felvenni, az aranyvegyületeket pedig apró, nanométeres aranyszemcsékké alakítani. A Cupriavidus metallidurans nevű mikroorganizmus különleges enzimek segítségével védi meg magát a réz és az arany káros hatásaitól.

A Cupriavidus metallidurans jellemzően mérgező elemekben és nehézfémekben gazdag talajban él. Egy nemzetközi kutatócsoport sikeresen feltárta azokat a molekuláris folyamatokat, amelyek ezt a biológiai eredetű aranykiválást lehetővé teszik. Eredményeikről a Metallomics című tudományos szakfolyóiratban számoltak be.

A Cupriavidus metallidurans apró aranyrögöket képes létrehozni, amelyek a képen élénksárga foltokként láthatók
Fotó: American Society for Microbiology

A réz: egyszerre nélkülözhetetlen és mérgező a Cupriavidus metallidurans számára

Bár nagy mennyiségben a réz és az arany egyaránt mérgező, a baktériumnak a rézre feltétlenül szüksége van az életben maradáshoz. Éppen ezért a környezetében található nehézfémeket olyan formává alakítja át, amellyel szervezete könnyebben meg tud birkózni.

Amikor túl sok réz jut a sejtbe, a mikroba aktiválja a CupA nevű enzimet. Ez kipumpálja a felesleges rezet, megakadályozva ezzel, hogy a fém károsítsa a baktériumot.

Dietrich H. Nies, a Halle-Wittenbergi Martin Luther Egyetem mikrobiológusa szerint a mérgező nehézfémek jelenlétét leszámítva ezekben a talajokban kimondottan kedvezőek az életkörülmények. Bőségesen áll rendelkezésre hidrogén az energiatermeléshez, ráadásul kevés a versenytárs is. Az itt élő szervezeteknek ugyanakkor rendkívül hatékonyan kell védekezniük a mérgező anyagokkal szemben.

Arany jelenlétében egy másik enzim lép működésbe

Az arany jelenléte alapvetően megváltoztatja a baktérium védekezési mechanizmusát. Mivel a réz- és aranyvegyületek kombinációja rendkívül mérgező, a CupA enzim inaktiválódik, és szerepét a CopA enzim veszi át. Ez az enzim nehezebben felvehető formává alakítja a fémvegyületeket.

A folyamat eredményeként lényegesen kevesebb mérgező anyag jut a sejt belsejébe. Az aranyvegyületek eközben a sejt külső felszínén ártalmatlan, mindössze néhány nanométeres aranyszemcsékké alakulnak át.