Міжнародна група дослідників з’ясувала, що бактерії, які харчуються метанолом, здатні рости на деяких рідкоземельних і навіть радіоактивних металах. Дослідження опубліковано в журналі Angewandte Chemie International Edition.
Лантаніди належать до рідкоземельних елементів, широко використовуваних в електроніці та енергетиці. За одним винятком (прометій) вони не радіоактивні, їх багато в земній корі, а деякі з цих металів, наприклад лантан і неодим, навіть відіграють вирішальну роль у бактеріальному метаболізмі.
Інша група таких металів – актиноїди, до яких відносяться уран і плутоній. У земній корі вони майже не зустрічаються, і довгий час вчені вважали, що їх радіоактивне випромінювання смертельно небезпечно для всіх живих організмів, включаючи бактерії.
Однак міжнародній групі хіміків з Німеччини, Нідерландів і США вдалося довести, що деякі актиноїди можуть замінювати незамінні лантаніди в метаболізмі метилотрофних бактерій Methylacidiphilum fumariolicum і Methylobacterium extorquens. Ці бактерії, які використовують метанол як субстрат для росту, включають лантаніди в молекулу ферменту, що окислює спирт, і вчені помітили, що вони цілком можуть «переплутати» іони різних металів, особливо якщо вони приблизно однакового розміру та ступеня окислення.
Більш того, якщо бактеріям надавали в якості субстрату суміш лантаноїдів і актиноїдів, вони в деяких випадках віддавали перевагу звичним металам актиноїди америцій і кюрій, включаючи їх в свої молекули ферментів. При цьому “радіоактивні” ферменти не менш ефективно окислювали метанол, забезпечуючи бактерії поживними речовинами, і колонії таких мікроорганізмів бурхливо росли.
І америцій, і курій демонструють стабільний ступінь окислення +3, що виявилося вирішально важливим. Наприклад, якщо вчені надавали бактеріям в якості єдиного металу плутоній, у якого ступеня окислення більш високі, мікроорганізми припиняли рости, а їх ферменти не окисляли метанол.
Таким чином, бактерії спокійно росли навіть на радіоактивних металах (і америцій, і курій відносяться до них), що може бути корисно при добуванні певних металів із сумішей або ліквідації радіоактивного зараження — наприклад, в стічних водах.