Редкоземельный металл, незаменимый элемент для микробов кислотных вулканов, питающихся метаном

Все началось с наблюдения, что бактерия Methylacidiphilum fumariolicum могла расти только тогда, когда в среду была добавлена ​​вода из грязевых горшков из ее первоначальной среды обитания в Италии. Какое соединение в воде вызвало рост? «Это в конечном итоге превратилось в поиски шести лет», — сообщает главный исследователь Хууб Оп ден Камп. «Сначала мы начали выяснять, было ли это соединение органическим или неорганическим по происхождению.

После нагревания воды в горшке до очень высоких температур стимулирующий эффект все еще присутствовал. Это убедительно указывало на то, что соединение было неорганическим минералом ».

Решающий фермент содержит минеральный компонентТем временем был исследован важный метаболический фермент бактерии вулкана. Этот фермент (метанолдегидрогеназа) показал неожиданные характеристики, которые могут объяснить характер роста бактерий из исследования Опден Камп. И действительно, в сотрудничестве с Томасом Барендсом, кристаллографом из MPI Heidelberg, было обнаружено, что метанолдегидрогеназа содержит неизвестный минеральный компонент.

Метанолдегидрогеназы других бактерий содержат кальций, но кристаллографический анализ показал, что этот элемент слишком мал, чтобы уместиться в доступном пространстве фермента. Оставался вопрос, какой минеральный элемент заменяет кальций? Микробиологи продолжили поиск возможных кандидатов.

Тайна раскрыта через шесть летОп ден Камп: «Я даже принесла из дома витамины и минеральные препараты, все без каких-либо стимулирующих эффектов. Наконец, металл-анализ очищенной метанолдегидрогеназы показал, что лантаноиды были элементами, берущими на себя роль кальция.

Лантаноиды — это набор из пятнадцати металлов, также называемых редкоземельными металлами. «Мы протестировали несколько лантаноидов и смогли показать, что церий оказывает наибольшее стимулирующее воздействие на рост. Добавляя лантаноиды в водопроводную воду Неймегена, мы могли имитировать воду из вулканической грязи, которая нам нужна для поддержания хорошего роста. Тайна была раскрыта более чем через шесть лет ».Чтобы открыть новые бактерии

Оп ден Камп: «Совершенно особенным является то, что церий оказался важным элементом для жизни наших вулканических бактерий, но это открытие также может помочь в открытии новых, до сих пор неизвестных бактерий. В прошлом, когда мы пытались выращивать бактерии, лантаноиды никогда не добавляли в качестве минералов, которые могли бы предотвратить рост бактерий, которым необходимы эти соединения. Тестирование образцов из многих различных экосистем, в настоящее время в среде с лантаноидами, может привести к открытию многих до сих пор неизвестных бактерий ».Применение в биомайнинге

Редкоземельные металлы, такие как церий, используются в небольших, но значительных количествах в электронных продуктах, таких как сотовые телефоны и экраны телевизоров. Применение бактерий, использующих металлы, может помочь в добыче металлов.

По словам Оп ден Кампа, до этих применений еще далеко: «Бактериям нужно очень небольшое количество металлов. Для применения в биодобыче необходимо значительное увеличение поглощения, и поэтому мы сначала должны понять задействованные транспортные системы ».

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.