重金屬污染無藥可解?科學(xué)家從細(xì)菌身上發(fā)現(xiàn)一種有毒到無毒的全新轉(zhuǎn)換機(jī)制
細(xì)菌教會了科學(xué)家如何更好得處理重金屬。
重金屬是指比重大于5的金屬(一般來講密度大于4.5克每立方厘米),包括金、銀、銅、鐵、鉛等,對于地球上的生物來說,重金屬是有毒的,并且它們很難被降解,所以很容易通過食物鏈傳遞和擴(kuò)散,最后進(jìn)入人體。
目前,對于污水、土壤,甚至食品中的重金屬問題,各國都在采用特定的處理方案,究其本質(zhì),這些方法大多都是采用化學(xué)處理方法。而科學(xué)家一直希望能夠通過一種更加自然的方式解決它。
近日,馬丁路德大學(xué)、慕尼黑理工大學(xué)和澳大利亞阿德萊德大學(xué)的研究人員通過從分子層面分析出了C.metallidurans細(xì)菌在含有重金屬的土壤中的生存機(jī)制,并找到了重金屬二次合成的關(guān)鍵。這將有利于科學(xué)家基于該細(xì)菌找到全新的金屬轉(zhuǎn)換機(jī)制。
“除了有毒的重金屬外,這些土壤的生活條件也不錯,有足夠的氫氣來節(jié)約能源,幾乎沒有競爭,如果有機(jī)體選擇在這里生存,就必須找到一種方法來保護(hù)自己免受這些有毒物質(zhì)。”微生物學(xué)家Dietrich H. Nies教授分析道。
基于這一理論的推理,他們很容易就找到了C.metallidurans細(xì)菌,一種生活在重金屬土壤中的生物,并對這一細(xì)菌處理重金屬的方式進(jìn)行了細(xì)致的研究。
研究中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)當(dāng)銅(或金)與細(xì)菌接觸時,會發(fā)生一系列化學(xué)過程,而這一過程會使得難以被吸收的重金屬轉(zhuǎn)化為該細(xì)菌可以吸收的物質(zhì)形式。接下來,隨著細(xì)菌體內(nèi)重金屬的積累,細(xì)菌會開始激活一種名為CupA的酶,這種酶將體內(nèi)攝入的重金屬轉(zhuǎn)化成細(xì)胞不會吸收的形式,讓其不受阻礙的被排出。
在被排出的金屬中,研究人員通過分析驚奇的發(fā)現(xiàn),這些被排出的重金屬(銅、黃金等)和礦物質(zhì)的物質(zhì)組成形式是相同的,這也就意味著排出的金屬物質(zhì)已經(jīng)是一種無毒的物質(zhì),就像是金塊。
為了更加細(xì)致的理解這一過程,研究人員表示將進(jìn)一步研究其中物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程的細(xì)節(jié),未來這一研究成果不僅有助于對重金屬污染進(jìn)行很好的處理,更能將有毒重金屬直接提煉為有用的礦物質(zhì)。
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