Эффективность бактерий в обезвреживании токсичного селена
Исследование под руководством доктора Кэролин Пирс (Университет Манчестера, Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория) показало, что разные бактерии по-разному превращают токсичный, подвижный селен в менее опасную, неподвижную форму. Работа была опубликована на обложке журнала Environmental Technology в ноябре 2009 года.
Хотя человеческому организму необходимы следовые количества селена, его высокие концентрации в определённых формах токсичны. Бактерии в почве могут предотвратить попадание опасных форм селена в сельскохозяйственные культуры, преобразуя их в форму, недоступную для растений.
Ход исследования:
- Учёные использовали три чистых штамма бактерий: Geobacter sulfurreducens, Shewanella oneidensis и Veillonella atypica.
- Все три микроорганизма превращали токсичный оксианион селена — селенит (SeO32−) — в менее опасный элементарный селен (Se0). Этот процесс восстановления происходит за счёт переноса электронов от донора к селениту.
- С помощью синхротронного излучения и расчётов команда определила скорость превращения и форму получающихся наночастиц элементарного селена (сферы или кристаллы).
Ключевые результаты:
- Наиболее эффективной в трансформации селенита оказалась бактерия Veillonella atypica.
- Veillonella atypica использует иной механизм, чем Geobacter и Shewanella: она не создаёт промежуточной кристаллической формы селена.
- Добавление электронного медиатора (химического посредника) ускоряло реакции для всех трёх микробов.
- В процессе были задействованы c-тип цитохромы — белки, расположенные на поверхности бактерий. Ранее эти белки связывали с аналогичными реакциями восстановления урана бактерией Shewanella.
Значение и перспективы:
Как отметила Кэролин Пирс, такие исследования важны для понимания судьбы селена в окружающей среде: «Если в почве доминирует Geobacter, вы получите один тип реакции, но другой — с Shewanella».
В настоящее время Пирс изучает, как микробы могут остановить миграцию в грунтовых водах побочных продуктов ядерной промышленности — технеция и урана. Понимание взаимодействия микробов и минералов — ключевой шаг для создания безопасных и эффективных технологий очистки.