Цивилизация
По легенде, фригийский царь Мидас обладал даром превращать все, к чему прикасается, в золото. Этот дар он получил в подарок от бога Диониса за то, что спас его учителя. Правда, после этого царь был не в восторге: в золото превращались также его еда и питье, так что замечательная способность была пагубной (он в результате от нее и отказался). Однако теперь
ученые обнаружили «Мидас-бактерии», для которых способность к обращению вещества вокруг себя в золото не только не пагубна, но даже полезна и жизненно необходима.
Речь идет о бактериях Delftia acidovorans. Они живут в тонких пленках, которые формируются на поверхности золотых отложений. Металлическое золото, как известно, крайне химически неактивно (за что и считается «благородным» металлом, одна из немногих сред, растворяющих его — царская водка, смесь азотной и соляной кислот), чего не скажешь об ионах золота. Они и представляют опасность для бактерий: микроорганизмы погибают при контакте с ними.<3>
Чтобы защитить себя, бактерии «разработали» собственную систему детоксикации среды: ионы золота они переводят в безопасные для себя наночастицы золота.
Работа, в которой рассказывается об этом механизме самозащиты бактерий, опубликована учеными из Макмастерского университета в Гамильтоне (провинция Онтарио, Канада) в журнале Nature Chemical Biology.
«Эти бактерии обладают потенциалом использования в золотоизвлечении. Можно использовать как сами бактериальные клетки, так и вещество, которое они выделяют», — полагает Натан Магарвей, руководивший исследованием.
Он считает, что таким образом можно не только выделять растворенное золото, но и создать сенсоры, которые будут определять золотоносные ручьи и реки.
Защиту от ионов золота бактерии обеспечивает специальный белок, получивший название дельфтибактин А. Микроорганизм выделяет его в окружающую среду, когда «чувствует» присутствие ионов золота. Белок восстанавливает ионы до металлического золота, которое собирается в наночастицы размерами 25–50 нм. По мере роста бактерии вокруг нее образуются «очаги» золота.
Ученым удалось подтвердить важность этого механизма для защиты бактерий с помощью генной инженерии.
Когда ген, кодирующий дельфтибактин А, искусственно выключили, бактерии погибали в среде хлорида золота. А добавление туда белка извне спасало ситуацию.
Бактерии, изученные Магарвеем и его коллегами, принадлежат к одному из двух видов, живущих в золотых средах. И те и другие открыли около десяти лет назад в группе Фрэнка Рейта из Университета Аделаиды (Австралия). В 2009 году Рейт обнаружил, что
второй вид бактерий — Cupriavidus metallidurans (для него ионы золота тоже смертоносны), выживает с помощью несколько более рискованной стратегии: ионы золота переводятся в металлическое состояние внутри клеток, а не вне, как в случае Delftia acidovorans.
«Если дельфтибактин селективен по золоту, он может быть полезен для выделения золота или как биосенсор. Но трудно сказать, сколько золота он может обнаруживать и перерабатывать», — отметил Рейт.
Интересно, что наночастицы золота из-за малого размера выглядят совсем не так, как большие частицы. В частности, вода, насыщенная ими, совсем не выглядит как золотой поток — ее цвет ярко-фиолетовый.