El mecanismo de las bacterias productoras de oro

Una alta concentración de metales pesados, como cobre y oro, resulta tóxica para la mayoría de criaturas vivas. Ese no es sin embargo el caso para la bacteria C. metallidurans, que ha encontrado una forma de extraer elementos traza valiosos a partir de un compuesto de metales pesados sin envenenarse. Ello tiene un interesante efecto secundario: la formación de diminutas pepitas de oro. Un equipo de investigadores de la Universidad Martín Lutero de Halle-Wittenberg en Alemania, la Universidad Técnica de Múnich (TUM) en Alemania y la Universidad de Adelaida en Australia ha descubierto los procesos moleculares que tienen lugar dentro de dichas bacterias para permitir esa proeza.

La bacteria C. metallidurans, con aspecto de barra, vive principalmente en suelos que son ricos en numerosos metales pesados. Con el paso del tiempo, algunos minerales se descomponen en el suelo y liberan metales pesados tóxicos e hidrógeno en su entorno. Aparte de los metales pesados tóxicos, las condiciones de vida en estos suelos no son malas. Hay suficiente hidrógeno para conservar energía y apenas competición por parte de otros seres vivos. Sin embargo, para sobrevivir ahí, el organismo ha de ser capaz de protegerse de las sustancias tóxicas.

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El equipo internacional de Dietrich H. Nies y Frank Reith consiguió probar en 2009 que la C. metallidurans es capaz de depositar oro de forma biológica. Por qué lo hace y el proceso exacto que tiene lugar no eran conocidos. Ahora, los investigadores han conseguido finalmente resolver el misterio.

El oro entra en la bacteria de la misma manera que el cobre. El cobre es un elemento traza vital para la C. metallidurans, aunque resulta tóxico en grandes cantidades. Cuando las partículas de cobre y de oro entran en contacto con las bacterias, suceden una serie de procesos químicos: el cobre, que normalmente se halla en una forma que es difícil de asimilar, es convertido en una forma que resulta considerablemente más fácil de absorber para la bacteria, y por tanto, logra alcanzar el interior de la célula. Lo mismo sucede con los compuestos de oro.

La C. metallidurans puede producir pequeñas pepitas de oro. (Foto: American Society for Microbiology)

Cuando se ha acumulado demasiado cobre dentro de las bacterias, este es normalmente bombeado hacia el exterior por la enzima CupA. No obstante, cuando también están presentes compuestos de oro, la enzima es anulada y se produce una situación en que compuestos de oro y cobre permanecen dentro de la célula, provocando en esta efectos tóxicos. El cobre y el oro combinados son en realidad más tóxicos que cuando aparecen en solitario. Para resolver este problema, las bacterias activan otra enzima, la CopA. Esta enzima transforma tales compuestos en sus formas originales, difíciles de absorber. Ello reduce la cantidad de esos compuestos que entra dentro de la bacteria, con la consiguiente y oportuna disminución de la toxicidad que sufre. Además, la enzima que bombea hacia fuera el cobre puede eliminar sin impedimentos el exceso de este. Otra consecuencia es que los compuestos de oro que son difíciles de absorber se transforman en el área exterior de la célula en pepitas de oro inofensivas, de solo unos pocos nanómetros de diámetro.

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