Tecnologia e Scienza

Mangiare metalli tossici ed evacuare oro. Ecco come fanno i batteri…

Da qualche anno si conosce l’esistenza di batteri che riescono a digerire metalli tossici e ad espellere microscopiche pepite d’oro. Adesso, sono stati scoperti i meccanismi alla base di questo straordinario fenomeno.

Non esiste sul nostro pianeta nessuna altra forma di vita che si sia infiltrata con la stessa efficacia dei batteri. Queste minuscole singole cellule svolgono molteplici ruoli nella vita della Terra ma, fino a poco tempo fa, non si sapeva che fossero anche in grado di purificare i metalli, rendendoli preziosi.

Un team internazionale di ricercatori ha scoperto come un batterio, il Cupriavidus Metallidurans, riesce ad ingerire composti metallici tossici senza subirne alcun danno e, come effetto collaterale, a produrre minuscole pepite d’oro. Proprio come molti altri elementi, l’oro può muoversi attraverso il cosiddetto ciclo biogeochimico, cioè può essere dissolto, spostato e infine ri-concentrato nei sedimenti terrestri.

In ogni fase di questo processo entrano in gioco i microbi e, proprio per questo motivo, gli scienziati si domandavano come fosse possibile che questi organismi non finissero avvelenati dai composti altamente tossici che gli ioni d’oro di solito formano nel terreno.

Escrementi d’oro

Le capacità del batterio Cupriavidus Metallidurans di evacuare oro, erano state osservate per la prima volta nel 2009. Fu allora che gli scienziati scoprirono che questo microorganismo riusciva ad ingerire composti tossici dell’oro e a convertirli nella forma metallica dell’elemento, senza alcun evidente pericolo per l’organismo stesso. I risultati di questo studio indicavano che questi batteri erano coinvolti nella disintossicazione dei complessi auriferi che portano alla formazione di biominerali auriferi.

Oggi, dopo anni di ricerche, i ricercatori hanno capito il meccanismo preciso di come il batterio riesce in questa incredibile impresa di evacuare oro.

Il Cupriavidus Metallidurans prospera in terreni che contengono idrogeno e alcuni metalli pesanti tossici. Ciò significa che il batterio non è in compagnia di altri organismi perchè quest’ultimi morirebbero in un ambiente tanto avvelenato.

Come sopravvivere in ambienti tossici

Come spiegano i microbiologi della Martin Luther University Halle-Wittenberg (Germania), se un organismo sceglie di sopravvivere in un simile ambiente, deve trovare un modo per proteggersi da queste sostanze tossiche. E, a quanto pare, il Cupriavidus Metallidurans ha un meccanismo di protezione abbastanza ingegnoso, che coinvolge non solo l’oro, ma anche il rame.

I composti contenenti entrambi questi elementi possono facilmente entrare nelle cellule del batterio. Una volta all’interno, interagiscono in modo tale che gli ioni di rame e i complessi auriferi vengono trasportati all’interno del batterio, dove potrebbero potenzialmente devastarlo. Per affrontare questo problema, i batteri impiegano enzimi per spostare i metalli incriminati dalle loro cellule, come nel caso del rame, per il quale c’è l’enzima chiamato CupA. Ma la presenza di oro complica le cose, dal momento che questi composti sopprimono l’enzima CupA, lasciando i composti tossici all’interno della cellula.

Ma, per sua fortuna, il Cupriavidus Metallidurans, ha un altro enzima nella manica, chiamato dagli scienziati CopA. Con questa molecola, il batterio può convertire i composti di rame e oro in forme che sono meno facilmente assorbite dalla cellula. Perciò, questo assicura che un minor numero di composti di rame e oro entrano all’interno del batterio. Quindi, subendo un avvelenamento minore, l’enzima che pompa il rame può smaltire il rame in eccesso senza impedimenti.

Questo processo permette al microbo di riversare all’esterno il rame indesiderato, oltre alle piccole nanoparticelle di oro che si formano sulla superficie batterica.

I risultati di questa ricerca, pubblicati su Metallomics, danno una visione sorprendente sul funzionamento di questo strano batterio, che potrebbe essere utilizzato per estrarre metallo giallo da minerali che ne contengono solo piccole quantità. Ma questa è una storia ancora da scrivere…

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