CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

Các nhà nghiên cứu Đức và Úc vừa hiểu được cách vi khuẩn C. metallidurans có thể tiêu thụ kim loại độc hại và tiết ra những hạt vàng tự nhiên nhỏ xíu như trên hình (Ảnh: Đại học công nghệ  Munich)

C. metallidurans tự chọn cho mình một nơi trú ngụ nhỏ xíu thú vị trong đất chứa đầy các kim loại nặng vốn độc với hầu hết các vi sinh vật khác. Nhưng vi khuẩn này đã tiến hóa một cơ chế phòng vệ để giúp nó không chỉ sống sót mà còn phát triển mạnh dưới các điều kiện đó và khả năng biến các hợp chất độc thành vàng đủ nổi tiếng để từng giành cho nó một chỗ trong công trình sắp đặt mỹ thuật giả kim.

“Ngoài các kim loại nặng độc hại, điều kiện sống trong dạng đất đó không tệ. Có đủ hydro để bảo quản năng lượng và gần như không có sự cạnh tranh. Nếu một sinh vật lựa chọn sống ở đây, nó sẽ tìm ra được một cách để tự bảo vệ nó khỏi các hóa chất độc hại này”, tác giả của nghiên cứu mới Dietrich H. Nies cho biết.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Martin Luther  Halle-Wittenberg (MLU), Đại học công nghệ Munich (TUM) và Đại học Adelaide vừa xác định được cách C. metallidurans cần đồng để sống và để tách nguyên tố vết đó ra khỏi môi trường xung quanh, vi khuẩn này chuyển đổi nó thành một dạng dễ “nhập” hơn.

Nhưng cũng có một vài vấn đề. Hàm lượng đồng cao gây độc và đó không phải là kim loại nặng duy nhất trong đất. Các hợp chất vàng cũng được “nhập” vào cơ thể nó thông qua quá trình đó. Dạng vàng tự nhiên này không chỉ khá độc mà độc tính của nó thậm chí còn mạnh hơn khi được trộn lẫn với đồng.

Để giải quyết vấn đề đầu tiên, C. metallidurans có một enzyme tên CupA vốn bơm đồng dư thừa ra ngoài. Khi cả vàng và đồng được nạp vào, vi khuẩn tắt enzyme đó và bật một enzyme khác có tên CopA. Enzyme này chuyển đổi vàng và đồng trở thành các dạng khó tiêu hóa ban đầu của chúng, giải quyết hiệu quả vấn đề thứ 2.

“Điều này đảm bảo rằng ít hợp chất vàng và đồng hơn đi vào bên trong tế bào. Vi khuẩn bị ngộ độc ít hơn và enzyme bơm đồng ra ngoài có thể loại bỏ đồng dư thừa một cách dễ dàng. Một kết quả khác: các hợp chất vàng khó hấp thu biến đổi ở khu vực bên ngoài tế bào thành các hạt vàng vô hại kích thước chỉ vài nanomet”, Nies cho biết.

Thông qua quá trình này, C. metallidurans có lẽ đã chịu trách nhiệm cho một “nguồn vàng phụ” tự nhiên của trái đất. Vàng chính ám chỉ các mỏ trầm tích vàng cổ hình thành do địa chất trong khi vàng phụ trẻ hơn nhiều, gần với bề mặt hơn và thường được phát hiện ở dạng quặng vàng. Điều này thường là kết quả của việc nước ngầm hòa tàn vàng chính và vận chuyển chúng đi lên phía trên nhưng một số loài vi khuẩn cũng có thể “nhai” vàng chính mà sau đó sẽ di chuyển lên bề mặt. Ở đó, C. metallidurans có thể chuyển đổi nó thành vàng phụ, sẵn sàng dành cho một người thăm dò may mắn.

Các nhà nghiên cứu cho hay hiểu biết bổ sung về chu kỳ này rốt cuộc có thể cho phép vàng được tách ra từ các quặng ít giàu hơn mà không cần các loại hóa chất độc như thủy ngân.

LH (New Atlas)