В природе белки собирают наночастицы в кучки
Учёные из нескольких учреждений, включая Национальную лабораторию им. Лоуренса в Беркли (Министерство энергетики США), обнаружили в затопленной шахте в Висконсине бактерии, которые выделяют белки, собирающие металлические наночастицы в неподвижные скопления. Это открытие может привести к инновационным способам очистки подземных вод от токсичных металлов.
Исследование, опубликованное 15 июня 2007 года в журнале Science, показывает, что белки распространяются далеко от производящих их микробов и затем собирают наночастицы металлов в скопления, слишком крупные, чтобы их могла унести подземная вода. Как и зачем бактерии осуществляют эту "уборку", остаётся загадкой, но это указывает на потенциальную ключевую роль белков в стратегиях биоремедиации для улавливания вредных металлов, таких как мышьяк, свинец, уран и плутоний.
Ключевые выводы:
- В биоплёнке из шахты, богатой сульфидом цинка (ZnS), наночастицы размером около 1 нм были организованы в плотные агрегаты диаметром в несколько микрометров.
- С помощью трансмиссионной электронной микроскопии, инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье и масс-спектрометрии вторичных ионов (NanoSIMS) учёные обнаружили, что внутри этих агрегатов присутствуют белки и полипептиды.
- Белки покрывают поверхности наночастиц и заполняют промежутки между ними, подобно клею, способствуя агрегации.
- Этот процесс происходит на расстоянии до сотен микрометров от клеток, что необычно для биоминерализации.
Значение открытия:
- Биоремедиация: Понимание механизма агрегации может позволить контролировать подвижность наночастиц токсичных металлов в подземных средах, добавляя вещества, стимулирующие их слипание.
- Поиск жизни: Сочетание сульфидных наночастиц с белками может служить надёжным биосигнатором (признаком жизни) при изучении древних земных пород или других планет, например, Марса.
Гипотезы:
Бактерии могут выделять белки для секвестрации своего токсичного сульфидного "отхода", чтобы он не накапливался и не "погребал" их. Также белки могут высвобождаться после гибели клеток и случайно связываться с сульфидом цинка.
Источник: Национальная лаборатория им. Лоуренса в Беркли