V dnešní době, kdy jsme se už jakžtakž ponořili do nenápadného, ale o to pozoruhodnějšího světa bakterií, nás už jen tak něco nerozhází. Ovšem bakterie s umělecky znějícím jménem Cupriavidus metallidurans i přesto budí v odborných kruzích němý úžas.
Je to zdánlivě nevýrazná tyčinkovitá bakterie z linie beta proteobakterií. V příbuzenstvu kupriaviduse jsou tedy známé celebrity jako třeba původce kapavky (Neisseria gonorrhoeae) nebo Burkholderia cepacia, význačný patogen napadající plíce lidí s cystickou fibrózou.
Ve skutečnosti je to ale nesmírně zajímavý mikroorganismus, který v sobě spojuje unikátní soubor vlastností, díky nimž ho vědci bedlivě sledují. Není to patogen, a tudíž se s ním mohou relativně snadno provádět různé experimentální kousky. Zároveň je ale blízce příbuzný bakterii Ralstonia solanacearum, která agresivně napadá spoustu planě rostoucích i užitkových rostlin. Kupriavidus je i významný v krajinném měřítku, protože je to zřejmě nejběžnější bakterie v prostředí o normální teplotě, ve kterém se vyskytují těžké kovy. Vzhledem ke svému metabolismu je kupriavidus aerobním chemolitoautotrofem, jinými slovy má rád kyslík a zároveň si vyrábí energii z chemicky redukovaných minerálů, aniž by potřeboval uhlík organického původu. Dovede zpracovat celou řadu komplikovaných chemických sloučenin, a také ho průmyslově využívají například při odstraňování těžkých kovů.
Asi moc nepřekvapí, že molekulární detektivové už kompletně přečetli jeho genom. Je to nepochybně velmi napínavý román. Mimo jiné víme, že jeho takřka nadpřirozenou odolnost vůči těžkých kovům nesou dva megaplazmidy pMOL28 a pMOL30, které má kupriavidus začleněné uvnitř svého kruhového genomu. Zlatokopy by jistě zajímalo, že je to podle všeho právě kupriavidus, kdo má na svědomí vznik zlatých nuget, tu a tam se vyskytujících kousků zlata, které bývají původcem epidemií zlaté horečky. Vědci vlastně už před lety našli kupriaviduse na povrchu takových kousků zlata, až do teď ale nebylo příliš jasné, co tam vlastně dělá.
Frank Reith z australské University of Adelaide spolu s mezinárodním týmem kolegů zjistil, že zázračný kupriavidus svižně mineralizuje ošklivě toxické chemické komplexy s atomy zlata a vytváří z nich biominerály.
Pozorovali ho přímo při činu v laboratorních experimentech. Kupriavidus šikovně zneškodní toxické komplexy se zlatem a vytvoří nanočástice kovového zlata, které jsou pak zřetelně vidět v jeho buňkách. Právě z těchto nanočástic pak zřejmě postupně rostou tolik ceněné zlaté nugety.
Badatelé ke studiu kupriaviduse využili nejen klasické molekulární technologie, ale i synchrotrony, čili urychlovače částic v zařízeních European Synchrotron Radiation Facility ve francouzském Grenoble a Advanced Photon Source v americké Argonne National Laboratory. Zmíněná studie kupriaviduse poprvé přímo dokládá, že se bakterie mohou aktivně angažovat v přeměnách drahých kovů, jako je právě zlato. Podle odborníků je to významný krok na cestě k technologii bakteriálních biosenzorů. V horizontu tří až pěti let bychom prý už měli pátrat po nových ložiscích zlata s pomocí geneticky upravených bakterií.
Americký synchrotron Advanced Photon Source. Kredit: ANL.
Pramen:
ScienceDaily 9.10. 2009, Wikipedia (Beta Proteobacteria, Cupriavidus metallidurans)