Bakteriális pumpával tüntetnék el a radioaktív anyagot

Workers wearing protective gear rest on a road at the Fukushima Dai-ichi nuclear power plant in Okuma, Fukushima Prefecture, northeastern Japan on November 12, 2014. The final obstacle to restarting two nuclear reactors in Japan was removed on November 7 when local politicians granted approval for a plant to go back online, more than three years after the Fukushima disaster. AFP PHOTO / POOL / Shizuo Kambayashi

Japán kutatók olyan új molekuláris pumpát fedeztek fel, amellyel összegyűjthető és tárolható a cézium. Ez azért fontos, mert ez a radioaktív anyag volt az egyik fő szennyező a fukisimai reaktorbalesetnél.

A japán NITech (Nagoyai Műszaki Intézet) kutatói a Tokiói Egyetem munkatársaival együttműködve egy baktériumokban található pumpamechanizmust alakítottak át úgy, hogy alkalmas legyen a cézium szállítására. A folyamat működéséhez csupán fényre van szükség.

A fukusimai erőmű Forrás: TEPCO

Kulcs a rodopszin

A felfedezés kikövezheti az utat olyan új módszerek kidolgozásához, amellyel sikerül kivonni a környezetből a céziumot. Ez felgyorsíthatja például azokat az erőfeszítéseket, amelyekkel a 2011-es fukusimai nukleáris katasztrófa után

a környezetbe került radioaktív cézium okozta szennyezést próbálják felszámolni.

A The Journal of Physical Chemistry Letters legújabb számában közzétett tanulmány a rodopszinokra koncentrál. Ezek a fény hatására aktiválódó fehérjemolekulák megtalálhatók az emberi szemben éppúgy, mint a baktériumokban.

A rodopszinokról már korábban kiderült, hogy képesek ionokat pumpálni a sejtbe be, illetve onnan ki. Ez a tevékenység fontos szerepet játszik sokféle sejtfunkció fenntartásában.

Védőmunkások a fukusimai erőműnél Forrás: AFP/Shizuo Kambayashi

A mostani tanulmányban a kutatócsoport tengeri baktériumokból származó rodopszinokkal dolgozott. Ezek normál körülmények között nátriumot és lítiumot pumpálnak át a sejtmembránon.

A természetben nincs céziumpumpa

Korábbi tanulmányok már meghatározták azokat az alapvető építőelemeket a pumpa közepén, amelyek ahhoz fontosak, hogy csak ezeket az ionokat szállítsa a rendszer. Az információ felhasználásával sikerült „rávenni” a pumpát arra, hogy

nátrium helyett káliumot szállítson.

Ezt a vonalat folytatva a kutatóknak most sikerült céziumpumpát létrehozniuk. Ez nagy áttörés, mivel a természetben nem létezik fény által működtetett céziumpumpa.

A kutatók optimisták abból a szempontból, hogy az eredményeket fel lehet használni a gyakorlatban is működő alkalmazásokban.

A céziumpumpa vázlatos működése Forrás: NITech

„A pumpa felhasználása radioizotópok összegyűjtésére a környezetből igazán jelentős” – mondta Konno Masae, a cikk vezető szerzője. „Például jelentős mennyiségű cézium-137 szabadult fel a fukusimai nukleáris katasztrófa után. Ezeknek a radioaktív izotópoknak a felezési ideje 30 év. A pumpafehérje termelésének ipari méretben nagyon sokat segíthet a szennyezett területek megtisztításában.”