Že desetletja je znano, da nekateri organizmi, ki jih najdemo predvsem globoko v tleh in pod vodnimi telesi, lahko razgradijo strupene snovi, ki jih ustvarjajo številne industrije. Ti mikrobi, ki preprečujejo onesnaževanje, so bili uporabljeni za zdravljenje stvari, kot so onesnaženje podzemne vode in razlitje nafte Deepwater Horizon, v procesu, znanem kot bioremediacija. Toda metoda se ni ravno začela - reproducirati dovolj teh organizmov za zdravljenje in nadaljnje študije je bilo težko, zato znanstveniki niso povsem razumeli, kako organizmi dejansko razgrajujejo te zapletene kemikalije.
Sorodne vsebine
- Hawk najden v Vancouvru "Zmaga" najbolj onesnaženo ptico na svetovni nagradi
Raziskovalci z univerze v Manchestru pa so šele odkrili, da ti mikroskopski organizmi uporabljajo skupni vitamin B12 za razgradnjo strupenih stranskih produktov in ugotovitev bi lahko kmalu privedla do močnih novih tehnik čiščenja. Njihova študija, ki je bila nedavno objavljena v reviji Nature, pojasnjuje, kako so uporabili rentgensko kristalografijo, postopek, ki meri lomljenje rentgenskih žarkov, da ustvarijo podrobne 3D slike atomskih struktur, priča o tem, kako proces deluje v organizmih prvič.
Z rentgensko kristalografijo so raziskovalci pokazali, da nekatere vrste bakterij zavzemajo strupene organohalide skozi tanko vodoodporno režo (zeleno) in jo vsebujejo v žepu (vijolično), ki vsebuje vitamin B12, ki ločuje atome halogena in tako zmanjšuje oz. nevtraliziranje strupenosti. (Znanost) (znanost) Organohalidi (poimenovani po njihovih kovalentno vezanih halogenskih atomih) so grdi stranski produkti izdelave stvari, kot so ponve s protilepkanjem, topilo za kemično čiščenje in industrijski razmaščevalci. V majhnih količinah jih oddajajo tudi vulkani in strele. Nekateri organizmi v tleh, ki ljubijo toksine, dejansko "vdihnejo" molekule organohalida, tako da v procesu ločijo nekatere ali vse molekule halogena, enako kot ljudje vdihujejo kisik in izpuščajo ogljikov dioksid. Glede na nedavni članek Science, ti organizmi spustijo toksine, ki vsebujejo halogen, skozi tanko vodoodbojno odprtino in jih držijo v žepu, ki vsebuje določeno vrsto vitamina B12, skupaj z encimi, ki katalizirajo proces redukcije halogena. Vitamin B12 je ključen za postopek, saj vsebuje reaktivni atom kobalta, ki razbija ogljikovo in halogensko vez. Tudi ko postopek ne odstrani vseh strupov, še vedno poveča topnost molekule, kar ji omogoča hitrejše razprševanje in razpad. Ekipa tudi trdi, da je premagala izziv, da organizme proizvede v veliki količini, tako da je genetsko spremenila druge, hitreje rastoče organizme, da bi ustvarili ključne encime, ki uničujejo onesnaževanje.
David Leys, eden izmed avtorjev prispevka, že 15 let deluje na razumevanju tega procesa razstrupljanja. Po njegovem mnenju organizme, ki jih skupaj imenujemo reduktivne dehalogenaze, pogosto najdemo na mestih onesnaženja s haloogljiki, kot so vodna telesa v bližini tovarn, ki proizvajajo industrijske kemikalije. Leys dodaja, da nekateri od teh organizmov vsebujejo več kot 35 različnih encimov, ki zmanjšujejo halogen, kar pomeni, da je veliko možnosti za izboljšanje procesa strupenih čiščenj, a še veliko več za študij.
"Lahko bi začeli poskušati napovedati, katere spojine lahko določena bakterija / encim [kombinacija] uporabi iz zaporedja genomov, " pravi Leys. Prav tako pravi, da bo znanje, pridobljeno z raziskavo, znanstvenikom omogočilo, da so organizme in njihove kemijske procese usmerili v specifične strupe, ki jih je ustvaril človek.
Poleg izboljšanega strupenega čiščenja bi moral preboj voditi k boljšemu odkrivanju organohalidov v zalogah hrane in okolju. Sistemi, ki iščejo halogene bakterije, se lahko povežejo s sistemom, ki proizvaja fluorescentno zeleno beljakovino, kar ustvarja viden marker v prisotnosti toksinov. Lahko pa uporabimo elektrode za spremljanje aktivnih encimov za specifične signale, ki jih organizmi oddajajo v prisotnosti organohalidov.
Ni natančno, kako ali kdaj bo to novo znanje drastično spremenilo postopek čiščenja kemičnih onesnaževal, saj je treba še veliko dela. Toda natančno poznavanje, kako postopek deluje, bi moralo spodbuditi napredek.
