Bí mật loài vi khuẩn chuyên “ăn” kim loại và bài tiết ra vàng

Làm thế nào một loài vi khuẩn lại có thể “đói” tới mức ăn cả những miếng kim loại cứng rắn, độc hại để rồi bài tiết ra những cục vàng nguyên chất?

Nếu có gà đẻ trứng vàng ngoài đời thực thì trong tự nhiên cũng có sinh vật làm được điều tương tự như vậy. Đó là C. metallidurans – loại vi khuẩn có thể ăn kim loại và đào thải ra những viên vàng nhỏ. Nhưng làm thế nào nó có thể làm được như vậy? Và đây là những lý giải từ các nhà khoa học người Đức và Úc khi nhìn sâu vào bên trong vi sinh vật và tìm ra cơ chế đó.

C. metallidurans là một loài vi khuẩn kì lạ, thường sống trong vùng đất chứa các kim loại nặng, độc hại đối với hầu hết các vi sinh vật khác. Vi khuẩn này đã phát triển một cơ chế bảo vệ để giúp nó không chỉ tồn tại mà còn phát triển mạnh trong những điều kiện đó. Và khả năng biến các hợp chất kim loại thành vàng cũng chỉ là một trong những khả năng sinh tồn thích nghi của loài vi khuẩn trên.

Các nhà nghiên cứu của Đức và Australia đã xác định được loài vi khuẩn đã hoạt động dưới cơ chế như thế nào. C. metallidurans cần đồng để sống và để chiết xuất ra các nguyên tố vi lượng từ môi trường xung quanh, vi khuẩn tự chuyển nó thành một hình thức dễ dàng hơn để “tiêu thụ”.

Nhưng có một vài vấn đề. Mức đồng quá cao cũng rất độc hại cho cơ thể, và đồng cũng không phải là kim loại nặng duy nhất trong đất. Các hợp chất vàng được nhập khẩu vào cơ thể của nó thông qua quá trình tương tự. Vàng tự nhiên cũng rất độc hại, nhất là khi nó được kết hợp với đồng, vì vậy vi khuẩn sẽ phải đưa những thứ có hại này ra khỏi cơ thể của nó. Và nó đã làm thế nào?

Để giải quyết các vấn đề đó, C. metallidurans có một enzyme gọi là CupA sẽ giúp bơm ra lượng đồng dư thừa. Khi cần ngăn cả vàng và đồng xâm nhập, vi khuẩn sẽ tắt enzyme này và đốt cháy một loại khác có tên là CopA. Loại enzym mới sẽ chuyển đổi vàng và đồng trở lại dạng ban đầu, khó tiêu hóa hơn, và lưu giữ chúng ở bên ngoài thành những hạt có kích thước vài nanomet.

Các nhà nghiên cứu cho rằng sự hiểu biết về cơ chế này của vi khuẩn sẽ cho phép tách vàng khỏi những quặng ít giàu mà không cần các hóa chất độc hại như thuỷ ngân.

Sơn Tùng