{"id":49847,"date":"2018-02-06T07:29:18","date_gmt":"2018-02-06T06:29:18","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=49847"},"modified":"2018-02-02T13:38:58","modified_gmt":"2018-02-02T12:38:58","slug":"neue-studie-der-uni-halle-diese-bakterien-verdauen-giftige-metalle-und-bilden-dabei-gold","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/neue-studie-der-uni-halle-diese-bakterien-verdauen-giftige-metalle-und-bilden-dabei-gold\/","title":{"rendered":"Neue Studie der Uni Halle: Diese Bakterien verdauen giftige Metalle und bilden dabei Gold"},"content":{"rendered":"

\"pic_20180126115149_010396ca8a\"<\/a>F\u00fcr die meisten Lebewesen sind gr\u00f6\u00dfere Mengen von Schwermetallen, wie Kupfer oder Gold, giftig. Nicht f\u00fcr das Bakterium C. metallidurans<\/em>: Es hat einen Weg gefunden, aus einem Schwermetall-Gemisch wertvolle Spurenelemente zu beziehen, ohne sich dabei selbst zu vergiften. Ein interessanter Nebeneffekt: Dabei bildet es winzige Goldnuggets. Welche molekularen Prozesse dabei in den Bakterien ablaufen, hat nun ein Forscherteam der Martin-Luther-Universit\u00e4t Halle-Wittenberg (MLU), der Technischen Universit\u00e4t M\u00fcnchen (TUM) und der australischen Universit\u00e4t Adelaide herausgefunden. Ihre Ergebnisse stellt die Gruppe in der renommierten Fachzeitschrift “Metallomics” der Royal Society of Chemistry vor.<\/strong><\/p>\n

Das st\u00e4bchenf\u00f6rmige Bakterium C. metallidurans<\/em> lebt vor allem in B\u00f6den, die mit zahlreichen Schwermetallen angereichert sind. Im Lauf der Zeit verwittern einige Mineralien im Boden und geben dabei giftige Schwermetalle und Wasserstoff an ihre Umgebung ab. “Wenn man von den giftigen Schwermetallen absieht, sind die Lebensbedingungen in diesen B\u00f6den aber nicht schlecht: Es gibt gen\u00fcgend Wasserstoff zur Energiespeicherung und nahezu keinerlei Konkurrenz. Will ein Organismus hier \u00fcberleben, muss er jedoch eine M\u00f6glichkeit finden, sich gegen diese Gifte zu sch\u00fctzen”, sagt Prof. Dr. Dietrich Nies, Professor f\u00fcr Mikrobiologie an der MLU. Gemeinsam mit seinem australischen Kollegen Prof. Dr. Frank Reith von der Universit\u00e4t Adelaide konnte er bereits 2009 nachweisen, dass C. metallidurans<\/em> auf biologischem Weg Gold ablagern kann. Welche genauen Prozesse dabei jedoch ablaufen und warum sie das tun, war bislang unbekannt. Dem sind die Forscher nun auf die Schliche gekommen.<\/p>\n

\"pic_20180126115110_dbd2699e8e\"<\/a>
Das Bakterium C. metallidurans<\/em> bildet winzig kleine Gold-Nuggets. (Foto: American Society for Microbiology)<\/figcaption><\/figure>\n

Gold gelangt auf demselben Weg wie Kupfer in das Innere der Bakterien. Kupfer ist f\u00fcr C. metallidurans einerseits ein lebenswichtiges Spurenelement, andererseits ist es in gr\u00f6\u00dferen Konzentrationen giftig. Kommen die Kupfer- und Goldteilchen in Ber\u00fchrung mit den Bakterien, laufen vielf\u00e4ltige chemische Prozesse ab. Dabei wird Kupfer, das eigentlich in einer schwerer aufnehmbaren Form vorliegt, in eine f\u00fcr das Bakterium wesentlich leichter aufnehmbare Form umgewandelt und so gelangt es in das Zellinnere. Das Gleiche passiert auch mit den Gold-Verbindungen.<\/p>\n

Wenn sich im Inneren der Bakterie zu viel Kupfer befindet, wird es normalerweise durch das Enzym CupA wieder nach au\u00dfen abgepumpt. “Wenn im Inneren der Bakterie aber zus\u00e4tzlich Gold-Verbindungen vorhanden sind, kann das Enzym seine Wirkung nicht entfalten – die giftigen Kupfer- und Gold-Verbindungen bleiben im Zellinneren. In Kombination sind Kupfer und Gold sogar noch giftiger als alleine”, sagt Dietrich Nies. Um dieses Problem zu l\u00f6sen, aktivieren die Bakterien noch ein weiteres Enzym: CopA. Es kann die Kupfer- und Gold-Verbindungen wieder in die urspr\u00fcnglichen, schwerer aufnehmbaren Formen umwandeln. “Dadurch gelangen weniger Kupfer- und Goldverbindungen in das Innere der Zelle, das Bakterium wird weniger vergiftet und das Kupfer-Abpump-Enzym kann ungehindert \u00fcbersch\u00fcssiges Kupfer entsorgen. Eine weitere Folge: Die schwerer aufnehmbaren Gold-Verbindungen verwandeln sich im Au\u00dfengebiet der Zelle in wenige nanometerkleine, harmlose Goldnuggets”, fasst Nies zusammen.<\/p>\n

In der Natur spielt C. metallidurans<\/em> eine zentrale Rolle bei der Bildung von sogenanntem sekund\u00e4ren Gold, das im Anschluss an die Verwitterung von prim\u00e4ren, geologisch entstandenen alten Golderzen entsteht. Es wandelt die bei der Verwitterung entstandenen, giftigen Goldteilchen in harmlose Goldpartikel um und bildet so Goldnuggets.<\/p>\n

Die deutsch-australische Forschergruppe liefert mit ihrer Publikation wichtige Erkenntnisse \u00fcber die zweite H\u00e4lfte des bio-geochemischen Gold-Zyklus. Bei diesem wird prim\u00e4res Gold-Metall durch andere Bakterien in mobile und giftige Gold-Verbindungen umgewandelt, die in der zweiten H\u00e4lfte des Zyklus wieder in sekund\u00e4res, metallisches Gold r\u00fcckgewandelt werden. Wird der gesamte Zyklus verstanden, k\u00f6nnte Gold ohne – wie bisher \u00fcblich – giftige Quecksilberbindungen auch aus Erzen mit einem nur geringen Goldanteil gewonnen werden.<\/p>\n

 <\/p>\n

Zur Publikation in “Metallomics”<\/h3>\n

B\u00fctof, L., N. Wiesemann, M. Herzberg, M. Altzschner, A. Holleitner, F. Reith and D. H. Nies (2018). “Synergetic gold-copper detoxification at the core of gold biomineralisation in Cupriavidus metallidurans<\/em>.” Metallomics: in press, doi:\u00a010.1039\/c7mt00312a<\/a><\/p>\n

Die Forscher haben k\u00fcrzlich eine weitere Studie \u00fcber die sich verst\u00e4rkende Giftwirkung von Gold und Kupfer in C. metallidurans<\/em> ver\u00f6ffentlicht:
\nWiesemann, N., L. B\u00fctof, M. Herzberg, G. Hause, L. Berthold, B. Etschmann, J. Brugger, G. Martin\u00e9z-Criado, D. Dobritzsch, S. Baginski, F. Reith and D. H. Nies (2017). “Synergistic toxicity of copper and gold compounds in Cupriavidus metallidurans<\/em> ” Appl Environ Microbiol 83: e01679-17. doi: 10.1128\/AEM.01679-17<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

F\u00fcr die meisten Lebewesen sind gr\u00f6\u00dfere Mengen von Schwermetallen, wie Kupfer oder Gold, giftig. Nicht f\u00fcr das Bakterium C. metallidurans: Es hat einen Weg gefunden, aus einem Schwermetall-Gemisch wertvolle Spurenelemente zu beziehen, ohne sich dabei selbst zu vergiften. Ein interessanter Nebeneffekt: Dabei bildet es winzige Goldnuggets. Welche molekularen Prozesse dabei in den Bakterien ablaufen, hat […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[5838],"supplier":[5036,19585,4538],"class_list":["post-49847","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-bioeconomy","supplier-ludwig-maximilians-universitaet-muenchen","supplier-martin-luther-universitat-halle-wittenberg-mlu","supplier-university-of-adelaide"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/49847","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=49847"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/49847\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=49847"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=49847"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=49847"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=49847"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}