Bacteria recién descubierta convierte la materia en oro de 24 kilates

Un equipo de la Universidad de Michigan descubrió una bacteria, Cupriavidus metallidurans, que soporta niveles muy altos de toxicidad y que puede convertir compuestos naturales en oro de 24 kilates. El proceso se conoce como alquimia microbial.

El equipo fue liderado por Kazem Kashefi, profesor de micobiología y genética molecular, y Adam Brown, profesor de arte electrónico. Juntos combinaron la investigación con una instalación de arte llamada “The Great Work of the Metal Lover”, que presenta una combinación de biotecnología, arte y alquimia. La escultura es un laboratorio portátil que produce una barrita de oro enfrente de la audiencia.

Este proceso es tardado y a larga escala sería demasiado costoso. Por esto, Brown prefirió que el trabajo se utilizara para “realizarse preguntas sobre la avaricia, la economía y el impacto al medio ambiente, enfocándose en la ética relacionada con la ciencia y la ingeniería de la Naturaleza”.

“El Arte tiene la habilidad de preguntar el impacto de la ciencia en el Mundo y ‘The Great Work of the Metal Lover’ habla directamente a estas preocupaciones científicas”, dijo Brown.

Actualización

Al igual que muchos otros elementos, el oro posee un ciclo biogeoquímico: se disuelve, se desplaza y eventualmente se reconcentra en los sedimentos de la Tierra. En este proceso, los microbios desempeñan un rol, lo cual ha llevado a los científicos a preguntarse por qué no se envenenan con los compuestos altamente tóxicos que los iones de oro suelen depositar en el suelo.La bacteria C. metallidurans ya era conocida desde el 2009, cuando se descubrió que producía oro como excreta.

En aquel momento los científicos descubrieron que de alguna manera la bacteria lograba ingerir compuestos de oro tóxicos y convertirlos en la forma metálica del elemento sin ningún peligro aparente para el organismo en sí.

“Los resultados de este estudio apuntan a su participación en la desintoxicación activa de complejos de oro que conducen a la formación de biominerales de oro”, dijo en 2009 el investigador principal, geomicrobiólogo Frank Reith.

Reith y sus colegas finalmente conocen el mecanismo preciso de cómo la bacteria logra esta sorprendente hazaña. C. metalidurans prospera en suelos que contienen tanto hidrógeno como una gama de metales pesados tóxicos.

Esto significa que la bacteria no tiene mucha competencia de otros organismos que pueden envenenarse fácilmente en dicho entorno.”Si un organismo opta por sobrevivir aquí, tiene que encontrar una manera de protegerse de estas sustancias tóxicas”, dice el coautor del último estudio, el microbiólogo Dietrich H. Nies de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg en Alemania.Como resultado, la bacteria tiene un mecanismo de protección bastante ingenioso, que involucra no solo oro, sino también cobre.

Los compuestos que contienen estos dos elementos pueden entrar fácilmente en las células de la C. metalidurans. Una vez dentro, interactúan de tal forma que los iones de cobre y los complejos de oro se transportan a lo profundo de la bacteria, donde podrían causar estragos.Para lidiar con este problema, las bacterias emplean enzimas que desplazan los metales ofensivos de sus células; para el cobre, hay una enzima llamada CupA.

Pero la presencia de oro causa un nuevo problema. “Cuando los compuestos de oro también están presentes, la enzima se suprime y los compuestos tóxicos de cobre y oro permanecen dentro de la célula”, explica Nies.En este punto, otras bacterias podrían simplemente darse por vencidas e irse a vivir a un lugar menos tóxico, pero la C. metallidurans puede producir otra enzima, que los científicos han etiquetado CopA. Con esta molécula, la bacteria puede convertir los compuestos de cobre y oro en formas que la célula absorbe con menos facilidad.

“Esto asegura que menos compuestos de cobre y oro entren en el interior celular”, explica Nies. “La bacteria se envenena menos y la enzima que bombea el cobre puede eliminar el exceso de cobre sin impedimentos”.

Pero este proceso no solo permite que la bacteria elimine todo el cobre no deseado, sino que también da como resultado diminutas nanopartículas de oro en la superficie bacteriana.

Los resultados de esta investigación, que se basa en el trabajo previo del mismo equipo, no solo significa que los científicos dieron un paso adelante para entender el intricado ciclo biogeoquímico del oro; sino que podrían tener aplicaciones en la minería. La C. metallidurans podría usarse para refinar el metal precioso de minerales que solo contienen pequeñas cantidades de metal, algo que es muy difícil en la actualidad.

VIa: ecoosfera [inhabitat]


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