بكتيريا الذهب

تتمكن بكتيريا التربة من تحمل التعرض للمعادن السامة عن طريق إفراز شذرات الذهب Cupriavidus metalliduras

تلتهم هذه البكتيريا المعادن السامة و تتغوط شذرات ذهب

بقلم: ستيفاني باباس

ترجمة: إبراهيم عبدالله العلو

تمارس إحدى أنواع البكتيريا الغريبة نوعا من السيمياء(تحويل المعادن إلى ذهب) في كل مرة تتنفس . اشتهرت هذه البكتيريا التي تعيش في التربة والتي تشبه العصا كوبريافيدوس ميتاليدورانس بمقدرتها على تحمل جرعات هائلة من المعادن السامة

وبينت الأبحاث الحديثة أن أنزيمات خاصة ضمن البكتيريا تتولى تغيير الأنواع السامة من الذهب إلى ذهب صاف خال من السموم وتولد شذرات ذهبية متناهية الصغر

يقول الدكتور ديتريش نيس وهو أخصائي في الميكروبيولوجيا الجزيئية في جامعة مارتن لوثر في ألمانيا : عندما تواجه هذه البكتيريا مع ذهب أكثر تتغطى بعض الخلايا البكتيرية بشكل كامل بالذهب

وغالباً ما تكون هذه القشور الذهبية ذات حجم يقارب ميكرومتر واحد ولكنها قد تتجمع إلى شذر بحجم حبات الرمل

مشاكل المعادن الثقيلة

تعيش هذه البكتيريا في التربة المترعة بالمعادن الثقيلة والتي تكون ضارة بالكائنات البيولوجية

إكتشف نيس وزملائه في عام 2009 أن البكتيريا تستطيع ترسيب الذهب في محيطها المباشر ولكنهم لم يعرفوا كيف

واليوم وجدوا الجواب

يحيط بالبكتيريا غشائين مع وجود فراغ بينهما يسمى الجبلة المحيطية. وتحتاج إلى كميات ضئيلة للغاية من النحاس لتسيير عملياتها الاستقلابية ولكن النحاس يصبح ساماً بتراكيز مرتفعة لذا تمتلك البكتيريا إنزيم خاص يسمى كوب أ يستطيع ضخ النحاس الزائد من داخل الخلية إلى الجبلة المحيطية حيث يصبح عديم الضرر

تحدث المشكلة عندما تواجه البكتيريا شوارد الذهب وهي جزيئات ذهب فقدت إلكترون أو أكثر وبالتالي تكون غير مستقرة. ويتم إستجلاب هذه الشوارد بسهولة عبر الأغشية الخلوية إلى داخل الخلية حيث تسبب الضرر. وتكبح الشوارد مضخة كوب أ التي تتخلص من النحاس الفائض وبالتالي تراكم الضرر من شوارد النحاس التي تسلك طريقها إلى الخلايا

ولحسن طالع البكتيريا لديها حل بديل: إنزيم آخر اسمهه كوب ا. Cop A

يقوم هذا الإلكترون بسرقة الإلكترونات من شوارد النحاس والذهب وتحولها إلى معادن مستقرة لا تستطيع المرور عبر الغشاء الداخلي للخلية

يقول نيس: عندما تتشكل الجزيئات النانوية الذهبية في الجبلة المحيطية تصبح مثبتة وأقل سمية

تغوط الذهب

عندما تمتلئ الجبلة المحيطية بالمعدن الخامد ينفلق الغشاء الخارجي ويدلق الشذرات البراقة

صورة لشذرات الذهب التي يبلغ حجمها واحد ميكرومتر التي تخلفها البكتيريا أثناء تنظيف نفسها من المعادن الثقيلة. ويمكن أن تتراكم لتصبح بحجم حبات الرمل. الصورة من جامعة ميونيخ التقنية

يقول نيس وزملائه أن تفهم هذه العملية مهم لأن البكتيريا تقوم بتحويل الذهب الصلب إلى مركب ذهبي ذواب وبالعكس

وإذا إستطاع البشر محاكاة هذه العملية يمكن إستخدام ركاز ذهب خام ذو نسبة متدنية من الذهب وتحويل المعدن الثمين إلى نموذج ذواب بالماء وتذويبه من الصخر وبالتالي تحويله إلى الذهب الصلب اللامع المستخدم في كل شئ من المجوهرات إلى الإلكترونيات. وحالياً لا يمكن القيام بذلك إلا عن طريق استخدام الزئبق الشديد السمية

المصدر

These Bacteria Eat Toxic Metal, Poop Gold Nuggets

By Stephanie Pappas, Live Science Contributor

February 20, 2018