Na počátku byl výzkum geobakterií a jejich výjimečných schopností přežívat v extrémně drsných prostředích, na první pohled neslučitelných s životem. Geobakterie jsou známy od roku 1987, kdy byly poprvé objeveny. Jde o vysoce odolné mikroorganismy, které ke svému životu nepotřebují vzdušný kyslík, neboť k přežití využívají tzv. anaerobního dýchání.
Oxidace a redukce
Pomocí svých vodivých nanovláken jsou schopny přenášet elektrony z minerálů, kovů či organických látek do svého vnitřku a naopak. Získávají tak energii potřebnou k životu.
V podstatě jde o náhradu oxidačně redukčních dějů, které využívají ostatní živé organismy. Díky těmto nevšedním schopnostem dokážou geobakterie stabilizovat nestabilní atomy, například uranu. V celém procesu fungují jako katalyzátory.
"Geobakterie jsou drobné mikroorganismy, které hrají hlavní roli při asanaci znečištěných oblastí po celém světě," tvrdí Gemma Reguerová z Michigenské státní univerzity, která se studiem geobakterií zabývá.
"Ke kontaminaci uranem může dojít v podstatě kdykoli během výroby jaderného paliva, a tento proces bezpečně brání jeho dalšímu šíření a snižuje riziko radiačního nebezpečí."
V hlavní roli nanovlákna
Že jsou geobakterie schopny "neutralizovat" uran se vědělo již dříve, ovšem nikdo netušil proč. Na to se přišlo až nyní, a to zásluhou amerických vědců. Ti zjistili, že za všechno mohou proteinová nanovlákna, kterými se bakterie obalují a která vykazují během "čištění prostředí" elektrickou aktivitu.
"Výsledky našeho zkoumání jasně ukázaly, že při redukci uranu působí jako primární katalyzátory nanovlákna," vysvětluje Reguerová.
"V podstatě fungují jako přírodní verze zařízení na elektrolytické pokovování uranem, účinně odstraňují radioaktivní materiál, a brání tak jeho prosakování do spodních vod."
Díky tomu mohou geobakterie absorbovat radiační energii nestabilních uranových atomů a přeměňovat ji v elektrickou energii.
Podle Reguerové tedy za přežívání v toxických prostředích geobakterie vděčí především nanovláknům. Její tým v laboratorních podmínkách zkoumal chování geobakterie zvané G. Sulfurreducens. Opakovaně ji vystavoval účinkům extrémních prostředí, v nichž by běžné mikroorganismy jen stěží přežily, nebo spíš vůbec nepřežily.
Během pokusů se G. Sulfurreducens vždy obalila mnoha nanovlákny, která se, když bylo potřeba, rychle prodlužovala, a vytvářela tak její ochranný štít.
Výroba elektřiny plus lepší životní prostředí
Své závěry vědci potvrdili při experimentu v reálných podmínkách při čistění odpadu jedné z továren na zpracování uranu. Geobakterie odvedla dokonalou práci, její populace zdárně rostla a velice účinně zbavovala hlušinu radioaktivního uranu.
Ani to Reguerové nestačilo. Její tým poté zkoušel pozměnit genetickou informaci geobakterie a "vypěstovat" bakterie s ještě lepšími vlastnostmi. Geneticky modifikovaná geobakterie odbourávala radioaktivní uran s ještě větší rychlostí.
Proto se Reguerová domnívá, že by její objev mohl vést k vývoji mikrobiálních palivových článků, které by kromě výroby elektřiny navíc mohly sloužit jako čističky kontaminovaného životního prostředí.
Výsledky studie jejího týmu byly nedávno uveřejněny ve specializovaném vědeckém časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.
Zdroj:www.msu.edu
