Megtalálták az első atombaktériumot

Amerikai kutatók két olyan mikrobát vizsgáltak, amelyek jól boldogulnak a legtöbb élőlény számára halálos, uránban gazdag környezetben. A kísérletek során felmerült, hogy ezek a lények az urán kinyerésére is felhasználhatók. 

A kutatók egyre több olyan szervezetet fedeznek fel, amelyek rendkívül mostoha - például szélsőségesen forró, hideg, savas, lúgos, sós vagy akár radioaktív - körülmények között élnek. Ezeket a szélsőséges (extrém) körülményeket elviselő, sőt kedvelő élőlényeket extremofil szervezeteknek nevezik. Többségük egyszerű szerveződési szintű, sejtmaggal nem rendelkező élőlény: baktériumok és úgynevezett archaeák (a baktériumokhoz hasonló, de külön csoportba sorolt, ősi eredetű egysejtűek).

Az Észak-Karolinai Állami Egyetem kutatói azt vizsgálták, hogyan birkózik meg a mérgező hatású nehézfémekkel két, uránban gazdag környezetben előforduló archea. Kiderült, hogy a két közeli rokon egysejtű szervezet egészen más taktikát választ, annak ellenére, hogy genetikailag 99,99 százalékban megegyeznek egymással.

NASA/Wikimedia

A Vezúv az űrből

Az egyik élőlény, a Metallosphaera sedula a Vezúv közelében lévő hőforrásokban él, és közvetlenül győzi le az urán mérgező hatását: bekebelezi a nehézfémet és energiát nyer belőle anyagcseréje folyamán. Ez önmagában is meglepő volt a kutatók számára, mert ez az első alkalom, amikor kimutatták egy szervezetről, hogy képes közvetlenül felhasználni az uránt energiaforrásként. (Az uránt közvetett energiaforrásként használó élőlényekről már korábban is tudtak.)

Az M. sedula genetikai ikertestvére, az M. prunae egészen másképp viselkedik. Németország egyik elhagyott uránbányájának meddőhányóján fordul elő, és közvetetten veszi fel a harcot a mérgező uránnal. Amikor a környezetében túlságosan megnő az urán mérgező szintje, lényegében leállítja a sejtfolyamatait és egyfajta sejtkómába kerül, amelyből "feltámad" a körülmények javulásakor (azaz újraindítja sejtfolyamatait és visszatér normális állapotába).

Az amerikai tudományos akadémia folyóiratában (PNAS) megjelent beszámolójukban azt írják a szerzők, hogy még ezeknek az egyszerű, sejtmag nélküli élőlényeknek a tanulmányozásával is rendkívül sokat tanulhatunk a környezethez való alkalmazkodás különféle mechanizmusairól. Mint Robert Kelly, a kísérletek vezetője elmondta, mindkét archea rendkívül savas és forró (70 Celsius-foknál melegebb) környezetben él.

Az archeák rendkívüli változatosságot mutatnak az anyagcseréjükben előforduló kémiai reakciók tekintetében, és sokféle energiaforrást használnak. Ezeket a reakciókat táplálkozási csoportokba sorolják az energia- és a szénforrástól függően. Egyes archeák szervetlen vegyületekből, például kénvegyületekből vagy ammóniából nyerik az energiát. Most van egy újabb, amely uránt használ energiaforrásként. Ennek gyakorlati haszna is lehet.

"Ez új módja lehet az uránbányászatnak: mikroorganizmusokat használhatnának a fém ércből való felszabadítására" - mondta Kelly. "Ezt a folyamatot hívják biológiai kilúgozásnak."

Wikimedia

Egy hévforrás a Yellowstone-parkban

Kelly elmondta, hogy az eredményeknek jelentősége lehet az antibiotikum-rezisztencia kialakulásának megértésében is. "Egy új modellre bukkantunk, ami megmutatja, hogyan tanulják meg az élőlények, hogy életben maradjanak a számukra egyébként halálos környezetben."

Kelly azt is hozzáfűzte, hogy a tanulmány megkérdőjelezi azt a módot is, ahogy a tudósok a "genomkor" előtt osztályozták az élőlényeket. "Hogyan osztályozzuk most ezeket a mikroorganizmusokat, amelyeknek oly könnyen összehasonlíthatjuk a genomját?" - teszi fel a kérdést Kelly. "A klasszikus definíció szerint nem különálló fajok, mivel a genomjaik gyakorlatilag teljesen megegyeznek egymással, de mégis nagyon eltérő a fenotípusuk vagy életmódjuk, amikor nehézségekkel kerülnek szembe."