Группа канадских ученых обнаружила новый механизм нейтрализации бактериями токсичных для них ионов золота. Оказалось, что бактерии Delftia acidovorans, обитающие на поверхности золотых самородков, выделяют специальное вещество, переводящее ионы золота из раствора в частицы металлического золота. Это вещество — пептид дельфтибактин — избирательно связывается с ионами золота даже если в среде обитания бактерий много ионов других металлов. В отличие от своих собратьев по среде обитания — бактерий Cupriavidus metallidurans, которые нейтрализуют ионы золота, накапливая его внутри клетки, бактерии Delftia acidovorans выделяют дельфтибактин во внешнюю среду, в результате чего золото образуется вне клетки.
Рис. 1. Электронная микрофотография комплекса дельфтибактина с золотом. Дельфтибактин добавили к раствору солей золота за 10 минут до того, как была сделана микрофотография. На микрофотографии видны коллоидные частицы золота (синяя стрелочка) и октаэдрические частицы золота (красная стрелочка), образовавшиеся под действием дельфтибактина. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Chemical Biology
Микроорганизмы приспособились к существованию в практически любых условиях, встречающихся на нашей планете. При этом многие из них не просто «терпят» неблагоприятную среду, а «подстраивают» ее под себя. Для этого они выделяют во внешнюю среду специальные вещества (так называемые вторичные метаболиты), чтобы воздействовать на нее и сделать ее более комфортной. Иногда такие вещества могут оказаться полезными и для человека. Хороший пример — антибиотики, которые синтезируются многими микроорганизмами, чтобы избавляться от конкурентов, претендующих на ценные ресурсы. Многие из этих природных соединений нашли применение в медицине в качестве антибактериальных агентов.
При исследовании организмов, населяющих экстремальные для жизни местообитания (экстремофилов), ученых прежде всего интересуют механизмы приспособления этих организмов к условиям внешней среды. Например, благодаря открытию термофильных бактерий Thermus aquaticus, обитающих в горячих источниках при температурах выше 55°C, биологи добавили в свой арсенал ДНК-полимеразу из этого организма, способную работать при высоких температурах (до 96°C). Теперь этот фермент имеется в любой биологической лаборатории, поскольку он незаменим для ПЦР — реакции, позволяющей синтезировать большое количество копий определенной ДНК.
Экстремофилы, способные обитать в окружающей среде с высокими концентрациями тяжелых металлов и их солей, называются металлотолерантными организмами. Для бактерий, населяющих поверхность золотых самородков, характерным условием среды является высокая концентрация ионов золота Au3+, которые токсичны для живых организмов. Поэтому каждый вид таких бактерий обладает механизмом защиты от присутствующих в больших количествах токсичных ионов золота. Так, для грамотрицательной бактерии Cupriavidus metallidurans, одного из двух преобладающих видов микроорганизмов в биопленках на золоте, механизм защиты уже был известен: эти организмы поглощают ионы Au3+ и обезвреживают их, превращая в нетоксичное нерастворимое золото, гранулы которого накапливаются в цитоплазме бактерии (то есть происходит его биоминерализация).
Подробности...
