Бактерии используют редкоземельные металлы в качестве питания

Для некоторых бактерий, которые участвуют в переработке метана, необходимы металлы-лантаноиды. Несмотря на свое название, редкоземельные металлы распространены в земной коре и даже превосходят платину и золото, но они равномерно распределены, что препятствует их выгодной добыче. Существует всего несколько мест, где металлы можно извлечь из крупных месторождений. Однако в живых организмах такие металлы найти еще сложнее, потому как им сложно придать растворимое состояние и в метаболизме они не используются, разве что за исключением бактерий.

Ученые из Нидерландов обнаружили бактерию, которой требуется сразу четыре редкоземельных металла: неодим, празеодим, церий и лантан. Эти бактерии являются экстремофилами, так как обитают в кислой среде при температуре 50 градусов. Они способны выдерживать даже рН = 1, который соответствует серной кислоте. Микробы в качестве энергии используют метан, способствуя его превращению в метанол. Чтобы осуществлять работу, этому ферменту требуются металлы. Часть бактерий, которые имеют такой фермент, используют ионы кальция, но не бактерия M. Fumariolicum. Ученые отметили, что этот вид микробов выживает только в том случае, если в среду обитания добавлена вода из того водоема, где он был обнаружен. После анализа состава жидкости выяснилось, что редкоземельные элементы в ней присутствуют в избыточном количестве. Благодаря проведению структурного исследования, удалось выяснить. Что вместо иона кальция бактериям требуются редкоземельные металлы, поскольку их атом имеет больший радиус, чем у кальция и подходит для работы в белке. Помимо этого, белок отличается от ферментов других бактерий и позволяет поместиться крупному атому металла в белке.

Ученые отметили, что бактерии M. Fumariolicum поглощают намного больше редкоземельных металлов, чем это требуется для доставки всем молекулам фермента кофактора, поэтому, скорее всего, эти бактерии, оснащены избыточным количеством таких элементов. Кроме того, ученым удалось обнаружить другие виды бактерий, в которых присутствует ген метанолдегидрогеназы, напоминающий M. Fumariolicum, эти бактерии обитают в прибрежных водах. Исследователи предполагают, что для таких бактерий растения являются своеобразными поставщиками редкоземельных элементов, которые распределены по почве. Для бактерий, которые обитают на берегу, поставщиком элементов является песок.