Svampebakterie har vist sig at indkapsle arsen hentet fra miljøet

Arsen er den førende ferskvandsforurening på planeten, påvirker millioner af mennesker verden over og forårsager et utalligt antal dødsfald hvert år. Fjernelse af arsen fra grundvand og ferskvand er en stor udfordring, som forskere og politikere stadig står over for. Nu er en ny undersøgelse fra Tel Aviv University offentliggjort i Naturkommunikation kaster lys over en unik biologisk model for arsenafgiftning.

Ifølge den nye forskning, det Entotheonella bakterie, der lever i Theonella swinhoei svamp er et af de eneste kendte tilfælde af en bakterie, der beskytter sin vært mod metalforgiftning. Entotheonella beskytter disse svampe mod farerne ved arsen og et andet almindeligt toksin, barium.

"Denne særlige svampeart, som er blandt de ældste dyr, der lever på jorden i dag, er hjemsted for en meget forskelligartet, meget overfyldt antal mikroorganismer, "sagde prof. Micha Ilan fra Institut for Zoologi ved TAU's fakultet for biovidenskab, der ledede undersøgelsen. "Disse stillesiddende dyr udviklede sig til at indeholde et internt arsenal af kemikalier og tilhørende mikrobiota til at håndtere rovdyr og patologier."

Et mærkeligt fund

Mens jeg studerede svampens biologi, der bor i Det Røde Hav og Indo-Stillehavet, Prof. Ilan og hans kollega Dr. Boaz Mayzel opdagede disse svampes besynderlige evne til at akkumulere og koncentrere en million gange mere arsen end den, der findes i havvand. Resultaterne af denne undersøgelse blev offentliggjort i PLOS One i 2014.

Dr. Ray Keren, også fra TAU's afdeling for zoologi og medforfatter af den nye forskning med Dr. Mayzel, mistanke om, at en bakterie var involveret i afgiftningen. Ja, efter omfattende test, en enkelt bakterieart blev fundet at drive ophobningen af ​​både arsen og barium.

"Vi har ikke kun opdaget, at en enkelt bakterieart var akkumulator af både arsen og barium. Vi har også fundet ud af, at denne bakterie mineraliserer de giftige grundstoffer, at omdanne dem til inerte produkter i dets celler på en kontrolleret måde, "sagde Dr. Keren." Svampe spises af skildpadder og orme, og selvom de eksploderer med arsen, bakterierne gør dem ugiftige. De bliver biologisk inerte. Det er en meget unik biologisk model. "

TAU -forskerne, i samarbejde med Prof. Boaz Pokroy fra Technion Institute of Science og Dr. Sirine Fakra fra Advanced Light Source i Lawrence Berkeley National Lab, udnyttet den nyeste teknologi til at validere deres første fund, som blev anskaffet ved hjælp af backscatter -tilstanden i et scanningselektronmikroskop. "Prof. Pokroy tog en prøve af Entotheonella til European Synchrotron Radiation Facility inden for en uge efter at have set det første billede, "sagde Dr. Keren." Der, han så, at barium er mineraliseret som barit, og arsen dannede mindre toppe af et ukendt mineral. "

"Mere arbejde skal udføres"

Efterfølgende diffraktionsanalyse afslørede, at mineralet, krystallinsk arsen, var faktisk calciumarsenat. Dr. Fakra validerede derefter tilstedeværelsen af ​​disse mineraler under krydende betingelser under frysning.

"For at gøre denne unikke detox -metode gældende for andre situationer, vi skal på en eller anden måde slippe af med svampen, "sagde prof. Ilan." Med andre ord, der er meget mere arbejde, der skal udføres, før vi, mennesker, kan udnytte dette. "

Forskerne forsker i øjeblikket i den mekanisme, bakterien bruger til at kontrollere mineraliseringen af ​​grundstofferne. "Når vi identificerer de enzymer, der er involveret i processen, vi kan enten lede efter dem i bakterier i forurenet vand eller finde en måde at vokse på Entotheonella i forurenede områder, sagde Dr. Keren.