细菌吃掉有毒金属并排出黄金

地球上没有任何一种生命形式能像微小的细菌细胞一样成功地渗透到各种环境中。据研究表明，在地球上的生命中，有些细菌除了扮演着多种角色外，还拥有提炼贵金属的能力。科学警报。

与许多其他元素一样，金可以经历生物地球化学循环，包括分解、迁移，最终在地球沉积物中重新富集。微生物参与了这一过程的所有步骤，这引发了科学家们的思考，它们是如何避免被土壤中金离子形成的剧毒化合物所毒害的。

2009年，澳大利亚阿德莱德大学的弗兰克·里斯（Frank Reith）及其同事首次发现了一种能够排出黄金的杆状细菌——耐金属链球菌（C. metallidurans）。这种细菌能够吞噬有毒的金化合物，并将其转化为金属形式的金，且不会对人体造成任何危害。经过多年的研究，里斯终于弄清了耐金属链球菌究竟是如何做到这一点的。该研究成果于1月2日发表在《金属组学》（Metallomics）杂志上。

C. metallidurans 在含有氢和一系列有毒重金属的土壤中茁壮成长。这意味着 C. metallidurans 不会面临来自其他生物的太多竞争。“如果一个生物决定在那里生存，它就必须找到一种方法来保护自己免受这些有毒物质的侵害，”德国马丁路德大学哈勒-维滕贝格分校（MLU）的微生物学家迪特里希·H·尼斯（Dietrich H. Nies）说道。

C. metallidurans 细菌拥有一种巧妙的防御机制，不仅与金有关，还与铜有关。含有这两种元素的化合物很容易进入 C. metallidurans 细胞。当铜离子和金复合物深入细胞内部时，它们会对细菌造成毁灭性的影响。

为了解决这个问题，耐金属铜细菌利用 CupA 酶将铜转运出细胞。但金的存在带来了新的问题。“在金化合物存在的情况下，CupA 酶受到抑制，导致铜和金的化合物留在细菌细胞内，”Nies 说。

此时，许多其他细菌会放弃生存，去往毒性更低的地方生存，但耐金属链球菌（C. metallidurans）不会。这种细菌体内还有另一种名为CopA的酶，可以帮助细菌将金和铜的化合物转化为不易被细胞吸收的形式。

“这确保了更少的铜和金化合物进入细菌细胞。细菌受到的毒性较小，酶可以帮助去除多余的铜，不会造成任何问题，”Nies 解释道。

这一过程不仅能帮助耐金属链球菌去除不需要的铜，还能在细菌表面形成微小的金纳米颗粒。了解耐金属链球菌如何排出金，将使科学家们更接近揭开金的生物地球化学循环的奥秘。未来，这些见解或许能用于从仅含微量金属的矿石中提炼贵金属。

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