Po celá desetiletí je známo, že určité organismy, které se nacházejí především hluboko v zemi a pod vodními útvary, mohou rozkládat toxické látky vytvořené mnoha průmyslovými odvětvími. Tyto mikroby, které pohlcují znečištění, se používají k léčbě věcí, jako je kontaminace podzemní vody a únik ropy Deepwater Horizon, v procesu známém jako bioremediace. Metoda se však přesně neodstranila - dostatečná reprodukce těchto organismů pro ošetření a další studium byla obtížná a vědci zcela nechápali, jak tyto organismy skutečně tyto komplexní chemikálie rozebírají.
Související obsah
- Hawk nalezen ve Vancouveru „Vyhraje“ nejvíce znečištěného ptáka na světě Award
Vědci z University of Manchester však právě zjistili, že tyto mikroskopické organismy používají běžný vitamín B12 k rozkladu toxických vedlejších produktů a toto zjištění by mohlo brzy vést k novým výkonným technikám čištění. Jejich studie, nedávno zveřejněná v časopise Nature, vysvětluje, jak používají rentgenovou krystalografii, což je proces, který měří deflekci rentgenového záření k vytvoření podrobných 3D obrazů atomových struktur, svědky toho, jak tento proces funguje v organismech poprvé.
Pomocí rentgenové krystalografie vědci prokázali, že určité typy bakterií přijímají toxické organohalidy tenkou vodoodpudivou štěrbinou (zelená) a obsahují ji v kapse (fialová) obsahující vitamín B12, která odděluje atomy halogenu, čímž redukuje nebo neutralizační toxicita. (Věda) (Věda) Organohalidy (pojmenované pro jejich kovalentně vázané atomy halogenu) jsou ošklivé vedlejší produkty při výrobě věcí, jako jsou nepřilnavé pánve na smažení, rozpouštědla pro chemické čištění a průmyslové odmašťovadla. Sopky a údery blesku je emitují také v malém množství. Některé organismy milující toxiny žijící v zemi skutečně „dýchají“ organohalidové molekuly, oddělují některé nebo všechny halogenové molekuly v procesu, stejně jako lidé vdechují kyslík a vylučují oxid uhličitý. Podle nedávného článku ve vědě tyto organismy nechaly toxiny obsahující halogeny proniknout tenkým otvorem odpuzujícím vodu a držely je v kapse, která obsahuje specifický typ vitaminu B12, spolu s enzymy, které katalyzují proces redukce halogenu. Vitamín B12 je klíčový pro tento proces, protože obsahuje reaktivní atom kobaltu, který narušuje uhlíkovou a halogenovou vazbu. I když tento proces neodstraňuje všechny toxiny, stále zvyšuje rozpustnost molekuly, což jí umožňuje rychleji se rozptylovat a rozkládat. Tým také tvrdí, že překonal problém produkce organismů ve velkém množství, a to genetickou modifikací jiných, rychle rostoucích organismů tak, aby produkovaly klíčové enzymy ničící znečištění.
David Leys, jeden z autorů článku, pracuje na pochopení tohoto procesu detoxikace již 15 let. Organismy, souhrnně nazývané reduktivní dehalogenázy, se říká, že se často nacházejí na místech kontaminace halogenovanými uhlovodíky, jako jsou vodní útvary poblíž továren, které produkují průmyslové chemikálie. Leys dodává, že některé z těchto organismů obsahují více než 35 různých enzymů redukujících halogeny, což znamená, že existuje spousta příležitostí ke zlepšení procesu toxických čištění, ale také mnohem více ke studiu.
"Mohli bychom se začít snažit předpovídat, jaké sloučeniny může určitá bakterie / enzym [kombinace] použít z genomové sekvence, " říká Leys. Také říká, že znalosti získané z výzkumu umožní vědcům navrhnout organismy a jejich chemické procesy tak, aby se zaměřily na specifické toxiny způsobené člověkem.
Kromě zlepšeného toxického čištění by průlom měl vést k lepší detekci organohalidů v potravinách a životním prostředí. Systémy pro vyhledávání halogenu v bakteriích by mohly být spojeny se systémem, který produkuje fluorescenční zelený protein a vytváří viditelný marker v přítomnosti toxinů. Alternativně by mohly být použity elektrody ke sledování aktivních enzymů na specifické signály, které organismy emitují v přítomnosti organohalidů.
Není jasné, jak nebo kdy tyto nové znalosti drasticky změní proces čištění chemických znečišťujících látek, protože je toho ještě mnoho práce. Ale přesně vědět, jak tento proces funguje, by mělo podnítit pokroky.
