Jacob Hoover
0 
1973
203
Stro in goud veranderen is een oude hoed: een bizarre bacteriesoort beoefent elke keer dat het ademt een vorm van alchemie.
De bodemlevende, staafvormige bacterie Cupriavidus metallidurans is biologisch gezien beroemd omdat het in staat is om enorme doses giftige metalen te overleven. Nu onthult nieuw onderzoek dat speciale enzymen in de bacteriën verantwoordelijk zijn voor het veranderen van giftige versies van goud in inert massief goud, waardoor miniatuur goudklompjes ontstaan..
"Wanneer ze worden geconfronteerd met steeds meer goud, zijn sommige bacteriële cellen volledig omhuld met goud", vertelde studieleider Dietrich Nies, een moleculair microbioloog aan de Martin Luther Universiteit in Duitsland. Deze gouden schelpen zijn hoogstens slechts micrometers groot, zei Nies, maar ze kunnen zich samenvoegen tot brokken van zandkorrels. [Extreem leven op aarde: 8 bizarre wezens]
Zwaar metaalproblemen
C. metallidurans overleeft in bodems vol zware metalen, die typisch giftig zijn voor biologische organismen. Nies en zijn collega's ontdekten in 2009 dat de bacterie vast goud in zijn directe omgeving kon afzetten, maar ze wisten niet hoe.
Nu hebben ze een antwoord. De bacteriën zijn omgeven door twee membranen, zei Nies, met daartussen een ruimte genaamd het periplasma. Ze hebben sporen van koper nodig om hun metabolische processen uit te voeren, maar het koper is giftig in grote doses; dus de bacteriën hebben een speciaal enzym genaamd CupA dat overtollig koper vanuit het binnenste van de cel naar het periplasma kan pompen, waar het geen kwaad kan doen.
Het probleem doet zich voor wanneer de bacteriën goudionen tegenkomen, dit zijn goudmoleculen die een of meer van hun elektronen hebben verloren en dus onstabiel zijn. Deze ionen worden gemakkelijk via beide celmembranen naar het binnenste van de cel geïmporteerd, waar ze op eigen kracht schade kunnen veroorzaken. De ionen remmen ook de CupA-pomp die overtollig koper verwijdert en als zodanig schade kan verergeren door koperionen die in de cellen terechtkomen.
Gelukkig voor de bacteriën hebben ze een oplossing: een ander enzym genaamd CopA. Dit enzym steelt elektronen van de koper- en goudionen en zet ze om in stabiele metalen die niet gemakkelijk door het binnenmembraan van de cel kunnen gaan..
"Zodra de metallische gouden nanodeeltjes [zijn] gevormd in het periplasma, zijn ze geïmmobiliseerd en minder giftig", zei Nies.
Goud poepen
Zodra het periplasma is gevuld met inert metaal, splitst het buitenste membraan zich en morst de glanzende klompjes eruit, zei Nies.
Het begrijpen van het proces is volgens Nies en zijn collega's belangrijk, omdat de bacteriën in wezen massief goud omzetten in een zeer oplosbare goudverbinding en dan weer terug. Als mensen het proces zouden kunnen nabootsen, zou het mogelijk zijn erts te nemen met een zeer laag percentage goud, het edelmetaal om te vormen tot een in water oplosbare versie van zichzelf, het uit de rots op te lossen en het dan - voila - weer om te vormen tot de glanzend massief goud dat in alles wordt gebruikt, van sieraden tot elektronica. Op dit moment is de enige manier om dat te doen, kwik te gebruiken, dat erg giftig is.
De onderzoekers rapporteerden hun bevindingen in januari in het tijdschrift Metallomics.
Origineel artikel over .