Mikrobi, ki žvečijo kovine, bi nam lahko pomagali v boju proti naslednji pandemiji

Skupina znanstvenikov, pokopana globoko v rudniku bakra v Braziliji, je odkrila nov mikroorganizem, ki bi lahko spremenil nevaren način pridobivanja kovin, kot je baker, po vsem svetu.



Ta nova vrsta Bacil bakterija dobesedno poje bakrene ione za zajtrk, hkrati pa na svojem mestu ustvari visoko cenjen in stabilen enoatomski baker, ki ga lahko uporabimo za ustvarjanje protimikrobnih prevlek za medicinsko opremo ali napajanje elektronike, kot je superprevodniki , med množico drugih aplikacij.

Ti mikrobi se lahko celo izkažejo za nadarjene, je dejal starejši avtor študije in profesor civilnega in okoljskega inženirstva, Debora Rodrigues , pove Inverzno. To pomeni, da so mikrobi, ki izkoriščajo redke zemeljske kovine, ki se uporabljajo v elektroniki, na primer lantan, morda že tik pred vrati.

Ta ugotovitev odpira nova vrata za raziskave biosinteze te in drugih monoatomskih kovin kot nove zelene kemijske poti, pravi Rodrigues.



The ugotovitve so bili objavljeni v petek v reviji Znanstveni napredek .

kdaj izidejo nove epizode dobrega mesta

Ko so bile bakterije iz rudnika bakra izpostavljene mediju iz bakrovega sulfata, so ga hitro preoblikovale v atome bakra, uporabne v aplikacijah, kot sta medicinska oskrba in elektronika. Znanstveni napredek

Kaj je novega - Baker, ista kovina, ki da penijem (če je le zunaj) bleščeč, jantarjev odtenek, je velik rudarski posel po vsem svetu, saj nekateri največji rudniki prebivajo v Čile in Peru . Toda surove kovine, pridobljene iz teh rudnikov, niso nujno pripravljene za komercialni prvenec v trenutku, ko postanejo nad zemljo. Namesto tega te kovine pogosto prehajajo skozi strupeni postopek sinteze, ki jim pomaga pretvoriti jih v bolj uporabne oblike, kot je enoatomski baker.



Dokazano je, da baker uničuje viruse v manj kot 4 urah.

Odkritje v tej študiji mikroba, ki lahko dokonča postopek sinteze brez strupenih kemikalij, bi lahko imelo pomembno vlogo pri spodbujanju varnosti in številčnosti te vrste stabilnega bakra, pravi Rodrigues.

Menimo, da je ta študija preboj na področju (zelene) kemije in znanosti o materialih, saj so trenutno dostopni pristopi k sintetizaciji monoatomskega kovinskega bakra kemično neugodni, pravi.

Poleg tega sedanji postopek sinteze tovrstnega atoma zahteva inertne ali reduktivne pogoje, pa tudi uporabo strupenih reagentov s sintetičnimi sredstvi. Nasprotno pa pri biosintezi teh delcev mikroorganizem lahko med aerobnimi razmerami hitro in enostavno proizvede sorazmerno velike količine enoatomskega ničelnega bakra ... hitro in enostavno.



Zakaj je to pomembno - Rodrigues pravi, da bo lažji in bolj trajnosten način predelave bakra povzročil valove tako v javno zdravje kot v potrošniške izdelke.

Rodrigues poleg tega, da se uporablja v sončnih celicah, superprevodnikih in celo prevodnem črnilu, pravi, da bi lahko imeli protibakterijske bakrene prevleke tudi veliko vlogo pri naslednji pandemiji.

Inženirji in okoljski znanstveniki bodo lahko baker, ki ga pridobijo ti mikroorganizmi, uporabili za protimikrobne procese, kot je preprečevanje virusnih in bakterijskih okužb, vključno s preprečevanjem pandemije Covid-19, z ustvarjanjem novih oblog za maske (ali) površin ali mikrobnih izdelkov, pravi. Dokazano je, da baker uničuje viruse v manj kot 4 urah.

Baker po vsem svetu kopajo za elektroniko, tudi v rudniku Kennecott v notranjosti Aljaske. Cweimer4 / E + / Getty Images

Tu je ozadje - ko gre za boj proti bakterijam ali virusom, zaradi katerih bi lahko zboleli, baker odlično zaustavi mnoge od teh storilcev - luknjanje lukenj skozi svoje celične stene in tako ne morejo zlahka mutirati z uničevanjem njihovo DNA in RNA.

Natančen razlog za to lastnost še preiskujejo, vendar so protimikrobne lastnosti znane že nekaj časa, še preden smo vedeli, kaj je mikrob. Baker so v preteklosti uporabljali že stari Egipčani in Babilonci, še danes pa ga uporabljajo v medicinskih pripomočkih, kot so IUD.

Kaj so storili - Da bi ugotovili, ali je mogoče postopek sinteze bakra, ki so ga opazili v brazilskih rudnikih, zanesljivo ponoviti, je skupina bakterije 48 ur izpostavila rastnemu gojišču (v bistvu bakterijskem bazenu) bakrovega sulfata.

Avtorji pišejo, da je preoblikovanje tipične zelene barve bakrovega sulfata v jantarno z vnosom bakterij dokaz, da so bakterije sulfat uspešno preoblikovale v samo bakrove atome. Rodrigues pojasnjuje, da so bili ti zaželeni bakreni atomi nato v bakterijskih celicah povsod.

kalkulator pokemonskega meča in ščita iv

Da bi preverili, ali so ti nastali atomi bakra vdihani s teoretičnimi pričakovanji glede njihove velikosti, je skupina preučila 13.000 atomov pod natančnim očesom prenosne elektronske mikroskopije (mikroskop, ki z elektroni prikazuje izjemno majhne stvari, kot so atomi).

Poleg ugotovitve, da je bila velikost vseh atomov enaka teoretičnim pričakovanjem, je ekipa uspela tudi 11 posameznih beljakovin - od 102 edinstvenih beljakovin, ugotovljenih v reakciji - v bakterijah, ki so bile odgovorne za biosintezo in stabilizacijo atomi bakra.

Rodrigues pravi, da bi zoženje teh posebnih beljakovin lahko pomagalo raziskovalcem bolje ponoviti to reakcijo tudi v večjem obsegu, morda celo v bioreaktorjih za množično proizvodnjo.

Kaj je naslednje - To odkritje je le začetek tega, kar lahko storijo ti bakterijski atomi, pravi Rodrigues. V prihodnosti bi lahko te bakterije imele okolju prijazno vlogo pri bioremediaciji območij, onesnaženih s težkimi kovinami, in jih morda celo uporabili za sintezo drugih materialov.

Povsem možno je, da delujejo na druge kovine, vključno z redkimi zemeljskimi kovinami. Pravi, da imajo mikroorganizmi vsestranski metabolizem in lahko biotransformirajo več vrst kovin. Vendar tega še nismo raziskali.

Povzetek: Kemična sinteza monoatomskega kovinskega bakra je neugodna in zahteva inertne ali reduktivne pogoje in uporabo strupenih reagentov. Tu poročamo o okoljski ekstrakciji in pretvorbi ionov CuSO4 v enoatomski ničelni baker (Cu0) z bakroodporno bakterijo, izolirano iz rudnika bakra v Braziliji. Poleg tega je s proteomično analizo predlagan biosintetski mehanizem proizvodnje Cu0. Ta mikrobiološka pretvorba se izvaja naravno v aerobnih pogojih, pri čemer se odstranijo strupena topila. Eden najnaprednejših komercialno dostopnih sistemov za prenosno elektronsko mikroskopijo na trgu (NeoArm) je bil uporabljen za prikaz obilne znotrajcelične sinteze enoatomskega ničelnega bakra s to bakterijo. Ta ugotovitev kaže, da lahko mikrobi v drenažah iz rudnikov kislin naravno izločijo kovinske ione, kot je baker, in jih spremenijo v dragoceno blago.