Alte concentrazioni di metalli pesanti, come rame e oro, sono tossici per la maggior parte delle creature viventi. Questo non è il caso del batterio C. metallidurans, che ha trovato un modo per estrarre preziosi oligoelementi da un composto di metalli pesanti senza avvelenarsi. Un interessante effetto collaterale:la formazione di minuscole pepite d'oro. Un team di ricercatori della Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), la Technical University of Munich (TUM) e l'Università di Adelaide in Australia hanno scoperto i processi molecolari che avvengono all'interno dei batteri. Il gruppo ha presentato i propri risultati sulla rinomata rivista metallomica , pubblicato dalla Royal Society of Chemistry.

Il batterio a forma di bastoncino C. metallidurans vive principalmente in terreni arricchiti con metalli pesanti. Nel tempo alcuni, i minerali si decompongono nel terreno e rilasciano nell'ambiente metalli pesanti tossici e idrogeno. "A parte i metalli pesanti tossici, le condizioni di vita in questi terreni non sono male. C'è abbastanza idrogeno per risparmiare energia e quasi nessuna concorrenza. Se un organismo sceglie di sopravvivere qui, deve trovare un modo per proteggersi da queste sostanze tossiche, " spiega il professor Dietrich H. Nies, un microbiologo presso MLU. Insieme al suo omologo australiano, Professor Frank Reith dell'Università di Adelaide, è stato in grado di dimostrare nel 2009 che C. metallidurans è in grado di depositare oro biologicamente. Perché lo fa e i processi esatti che avvengono sono rimasti sconosciuti. Ora, i ricercatori sono finalmente riusciti a risolvere il mistero.

L'oro entra nei batteri allo stesso modo del rame. Il rame è un oligoelemento vitale per C. metallidurans, tuttavia è tossico in grandi quantità. Quando le particelle di rame e oro entrano in contatto con i batteri, avvengono una serie di processi chimici:rame, che di solito si presenta in una forma difficile da assumere, viene convertito in una forma notevolmente più facile da importare per il batterio e quindi in grado di raggiungere l'interno della cellula. Lo stesso accade anche ai composti dell'oro.

Quando troppo rame si è accumulato all'interno dei batteri, viene normalmente pompato dall'enzima CupA. "Però, quando sono presenti anche composti auriferi, l'enzima viene soppresso ei composti tossici di rame e oro rimangono all'interno della cellula. Il rame e l'oro combinati sono in realtà più tossici di quando appaiono da soli, " dice Dietrich H. Nies. Per risolvere questo problema, i batteri attivano un altro enzima:CopA. Questo enzima trasforma i composti di rame e oro nelle loro forme originariamente difficili da assorbire. "Questo assicura che meno composti di rame e oro entrino all'interno della cellula. Il batterio viene meno avvelenato e l'enzima che pompa il rame può smaltire il rame in eccesso senza impedimenti. Un'altra conseguenza:i composti dell'oro che sono difficili da assorbire si trasformano all'esterno dell'area della cellula in innocue pepite d'oro delle dimensioni di pochi nanometri, "dice Nies.

In natura, C. metallidurans svolge un ruolo chiave nella formazione del cosiddetto oro secondario, che emerge a seguito del crollo del primario, geologicamente creato, antichi minerali d'oro. Trasforma le particelle d'oro tossiche formate dal processo di invecchiamento in particelle d'oro innocue, producendo così pepite d'oro.

Lo studio condotto dal team di ricerca congiunto tedesco-australiano fornisce importanti spunti sulla seconda metà del ciclo biogeochimico dell'oro. Qui, l'oro primario viene trasformato da altri batteri in mobili, composti tossici dell'oro, che si ritrasforma in oro metallico secondario nella seconda metà del ciclo. Una volta compreso l'intero ciclo, l'oro può anche essere prodotto da minerali contenenti solo una piccola percentuale di oro senza richiedere legami tossici di mercurio come avveniva in precedenza.