Mikrob metana memakan logam nadir bumi

Buat pertama kali para penyelidik menemui sebuah organisma yang memerlukan logam nadir bumi untuk bertahan hidup

Dari kolam lumpur gunung berapi ini di Itali datang mikroba Radboud University Nijmegen
membaca dengan kuat

Untuk pertama kalinya, penyelidik telah menemui bentuk kehidupan yang memerlukan logam nadir bumi untuk bertahan hidup: mikroba yang memakan metana dari kolam gunung berapi yang panas dan asidik hanya boleh tumbuh jika ia mendapat cukup cerium. Unsur nadir bumi ini digunakan dalam banyak proses teknikal. Walau bagaimanapun, ia juga diserap oleh organisma adalah benar-benar baru, seperti yang dilaporkan penyelidik dalam jurnal "Mikrobiologi Alam Sekitar".

Semuanya bermula dengan masalah budaya: mikroba yang ditemui di lubang lumpur vulkanik di Itali tidak mahu berkembang pada medium nutrien biasa. Penyelidik Belanda mempunyai Methylacidiphilum fumariolicum, nama bakteria, yang sebelum ini diselamatkan dari kolam volkanik yang sangat panas dan berasid. Penyelidikan awal dengan cepat menunjukkan bahawa mikroba yang sangat tahan adalah "pemakan metana" - salah satu daripada mikroorganisma yang mengoksidakan dan mengeluarkan metana daripadanya.

Cari item yang hilang

Tetapi walaupun para penyelidik menawarkan bakteri semua yang diperlukan untuk bertahan hidup, pada mulanya ia tidak berjaya mengekalkannya dalam budaya. Ini hanya berfungsi apabila medium nutrien dicampur dengan air dari kolam lumpur di Itali. Tetapi mengapa? Komponen mana yang dalam air sangat penting untuk mikrob? "Pencarian jawapannya menjadi projek enam tahun, " jelas pemimpin pengajian Huub Op den Camp dari University of Nijmegen.

Pertama, penyelidik menguji sama ada ia adalah komponen organik atau tidak organik dengan sangat memanaskan air. "Selepas itu, kesan merangsang air masih ada - menunjukkan bahawa ia harus menjadi mineral bukan organik, " kata Op den Camp. Tetapi yang mana? Untuk mengetahui, penyelidik bersama-sama dengan Thomas Barends dari Institut Max Planx untuk Penyelidikan Perubatan di Heidelberg menganalisis enzim penting bakterium: metanol dehidrogenase. Ia bertanggungjawab untuk langkah penting dalam pengoksidaan metana dan oleh itu untuk pertumbuhan mikrob.

Model enzim dengan ion cerium pusat. © Radboud University Nijmegen

Cerium logam nadir bumi sebagai "makanan"

Ia menunjukkan bahawa enzim ini mengandungi komponen mineral luar biasa. Pemakan metana lain mempunyai kalsium sebagai unsur anorganik pada ketika ini. Tetapi dengan Methylacidiphilum ia jelas berbeza. Dan bekalan unsur misteri yang mantap ini nampaknya diperlukan untuk enzim untuk berfungsi dan bagi mikroba untuk terus berkembang. Selepas penyelidik telah mencuba semua bahan yang mungkin, akhirnya mereka mendapati tempat yang luar biasa: lanthanides. Antaranya diringkaskan 15 logam milik kumpulan logam nadir bumi. Oleh kerana ciri-ciri khas mereka kini digunakan dalam banyak komponen elektronik. paparan

"Kami kemudian menguji lanthanoid yang berbeza dan mendapati bahawa cerium terbaik merangsang pertumbuhan mikroba, " kata laporan Op den Camp. Sekiranya mereka meletakkan unsur ini ke dalam air paip normal, yang sebelumnya degil pada bakterinya "DiItaly Itali" mula tumbuh dengan tiba-tiba.

Oleh itu, mikrofon Methylacidiphilum fumariolicum bukan sahaja bakterium pertama yang telah terbukti memerlukan logam nadir bumi untuk kelangsungan hidupnya. Ia juga merupakan kali pertama bahawa logam nadir bumi membuktikan penting kepada organisma, seperti yang dijelaskan para penyelidik. "Penemuan ini boleh membantu menemui seluruh kelas bakteria yang tidak diketahui sebelum ini, " kata Op den Camp. Setakat ini, hanya sebahagian kecil daripada mikrob dari persekitaran yang melampau berjaya mengusahakannya di makmal. Oleh itu, sebahagian besar daripada mereka belum diterangkan atau diketahui. "Tetapi itu mungkin kerana setakat ini tiada siapa yang datang dengan idea untuk memperkayakan medium nutrien dengan lanthanides, " kata para penyelidik. (Mikrobiologi Alam Sekitar, 2013; doi: 10.1111 / 1462-2920.12249)

(Radboud University Nijmegen, 06.09.2013 - NPO)