De bacterie Geobacter sulfurreducens gebruikt elektrisch geleidende uitsteeksels om uraniumionen te kunnen reduceren zonder er zijn endoplasma aan te branden. Dat verklaart een hoop en biedt tevens commercieel interessante perspectieven, suggereren Gemma Reguera (Michigan State University) en collega’s deze week in PNAS.

De ontdekking volgt op een publicatie in Nature Nanotechnology van een maand geleden, waarin werd onthuld dat die uitsteeksels (‘pili’) elektrisch geleidend zijn. Zelfs zo geleidend dat ze een signaal kunnen doorgeven over afstanden in de ordegrootte van een centimeter.

Hoe deze 'elektromicrobiologie' op moleculaire schaal werkt, is overigens nog een raadsel. Het is nog niet gelukt om de eiwitten, waaruit die pili bestaan, te laten uitkristalliseren. Je kunt er dus ook nog geen röntgenkristallografie op loslaten om de 3D-structuur te achterhalen.

In die eerste publicatie stond ook niet waar de bacterie die geleidende pili nu precies voor nodig heeft. Dat wordt nu dus wèl duidelijk: hij benut ze om overtollige elektronen te dumpen in metaalionen die hij niet binnen zijn celmembraan kan halen zonder zichzelf te vergiftigen.

O daar achter te komen hebben de onderzoekers de bacterie eerst zo ver moeten krijgen dat hij in vitro überhaupt pili vormde. Dat blijkt hij namelijk alleen te doen onder enigszins barre omstandigheden.

Het voordeel voor de bacterie is dat hij zo van zijn elektronen af komt en zo de redoxreacties binnen zijn metabolisme rond kan breien. Het voordeel voor de mensheid is dat het gereduceerde uranium stukken slechter oplost in het grondwater, en zich dus ook veel moeilijker in het milieu kan verspreiden.

Reguera droomt intussen al hardop van het synthetiseren van ‘losse’ geleidende pili, als onderdeel van een niet-levend systeem dat radio-isotopen zou kunnen laten neerslaan in de wateren rond Fukushima. Niet-levend, omdat het stralingsniveau ter plekke veel te hoog is voor bacteriën. Hoe zo’n systeem er dan precies zou moeten uitzien, heeft ze overigens nog niet uitgewerkt.

bron: naturenews

Onderwerpen