Con la capacità di risucchiare metalli pesanti dall'ambiente e digerire un potente gas serra, i batteri metanotrofi svolgono il doppio compito quando si tratta di ripulire l'ambiente.

Ma prima che i ricercatori possano esplorare potenziali applicazioni di conservazione, devono prima comprendere meglio i processi fisiologici di base dei batteri. Amy C. Rosenzweig della Northwestern University ha recentemente costruito un'altra sezione del puzzle. Il suo laboratorio ha identificato due proteine ​​mai studiate prima, chiamati MbnB e MbnC, come parzialmente responsabile del funzionamento interno dei batteri.

"I nostri risultati si estendono ben oltre i batteri metanotrofi, " disse Rosenzweig, il Distinguished Professor of Life Sciences della famiglia Weinberg e professore di bioscienze molecolari e chimica al Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern. "Queste due proteine ​​si trovano in una serie di altri batteri, compresi i patogeni umani".

Il giornale esce domani, 23 marzo nel diario Scienza .

batteri metanotrofi, o più semplicemente "metanotrofi, "prendere il rame dall'ambiente per installarlo nel macchinario molecolare che metabolizza il metano, trasformandolo in metanolo per alimenti. Per acquistare rame, molti metanotrofi secernono un peptide chimicamente modificato chiamato metanobactina, che si lega strettamente agli ioni di rame per trascinarli nella cellula. Fino ad ora, il meccanismo cellulare che guida la formazione di metanobactina è stato poco compreso.

Il team di Rosenzweig ha scoperto che due proteine, MbnB e MbnC, sono parzialmente responsabili della produzione di metanobactina. Insieme, queste proteine ​​formano un complesso enzimatico contenente ferro che converte un amminoacido in due gruppi chimici organici. Questa chimica si traduce in metanobactina, che recluta il rame nella cellula. Rosenzweig e il suo team hanno anche scoperto che queste due proteine ​​guidano la produzione di metanobactina in tutte le famiglie di specie produttrici di metanobactina, compresi i non metanotrofi.

"Il coinvolgimento di un enzima che richiede metalli nella formazione di questi tipi di gruppi chimici non ha precedenti, e nessuna delle due proteine ​​è stata studiata in precedenza, " ha detto Rosenzweig. "Inoltre, enzimi simili sembrano essere prodotti in altri contesti, suggerendo che questa chimica è importante al di là della produzione di metanobactina".

Questa scoperta rende più facile per i ricercatori studiare la metanobactina perché possono lavorare con le proteine ​​nelle provette piuttosto che manipolare interi microrganismi viventi. Inoltre, avvicina il mondo alle promettenti applicazioni dei metanotrofi. Molte persone immaginano di utilizzare filtri costruiti dai batteri per rimuovere il metano dall'atmosfera o per aiutare a rimuovere il metano dalle riserve di gas naturale. Ma Rosenzweig crede che a causa della produzione di metanobactina, i metanotrofi hanno applicazioni che vanno oltre la pulizia dell'ambiente.

Poiché la metanobactina lega il rame così strettamente, è stato studiato come trattamento per la malattia di Wilson, una rara malattia genetica in cui i corpi dei pazienti non possono eliminare il rame che ingeriscono nel cibo, quindi si accumula nel cervello e nel fegato. Alcuni ricercatori ritengono inoltre che la metanobactina abbia proprietà antibatteriche e potrebbe essere utilizzata in una nuova classe di antibiotici.

"Ora che sappiamo quali geni microbici e proteine ​​cercare, e ora che sappiamo cosa fanno alcune delle proteine ​​chiave, possiamo prevedere efficacemente quali specie produrranno metanobactine nuove e diverse, " ha detto Rosenzweig. "E possiamo testare quei composti per le bioattività".

Lo studio è intitolato "La biosintesi della metanobactina".