Ana sayfa 71. Sayı Bakteriler mineralleri elektriksel olarak dönüştürebiliyorlar

Bakteriler mineralleri elektriksel olarak dönüştürebiliyorlar

Bilim Gündemi

118
PAYLAŞ

Derleyen: Anıl Cebeci

Molekül seviyesinde temizliğe ihtiyaç duyulan karışık bir temizlik sorununuz mu var? Nanoteknoloji yerine, hazır bir şekilde bekleyen becerikli bakterileri bu iş için kullanmaya ne dersiniz? Shewanella adlı kayaları yaşam ortamı olarak kullanan bakteri türünü araştıran bilim insanları, organizmaların nasıl küçük elektrik akımları ile mineralleri tahrip ederek onları dönüştürebildiklerini açıklığa kavuşturdular. Bu keşif, elektrik üretimi için yeni yakıt hücrelerine, daha iyi çevre temizlik teknolojilerine ve hatta belki de organik yapılı yeni nesil malzemelere yol gösterici olabilir.

Bakteriler, okyanusların en derin çukurlarından Himalayalar’ın en yüksek doruklarına kadar dünya üzerinde neredeyse her türlü ortamda yaşarlar. Belki de bunun için esas neden mükemmel uyumlarıdır.  Metabolizmalarının bir parçası olarak oksijen kullanırlar. Ama bazı mikroplar, yarım yüzyıldır bilim insanlarını şaşırtacak şekilde oksijenin yokluğunda da gelişebiliyorlar. Bilim insanları en sonunda organizmaların elektronlardan kurtulmak için oksijen yerine kayaları kullandıklarını keşfetseler de, böyle bir metabolik olayı mümkün kılan kesin moleküler mekanizmayı hâlâ ortaya koyamamışlardı.

Şimdi, ABD ve İngiltere’deki laboratuvarlarda 5 yıl süren çalışmalardan sonra, anlaşılması zor olan bu süreç açıklığa kavuşturuldu. Buna göre, Shewanella hücre yüzeyinde yer alan proteinlerden bir kısmını, iç ortam ve dış ortam arasında bir elektrik kablosu gibi fonksiyon görecek şekilde kullanabilmektedir. Deka-hem C Sınıfı Sitokromlar olarak adlandırılan bu proteinler, kaya molekülleri ile bağ kurarlar ve normal olarak yalıtkan gibi fonksiyon gören bir yapı oluşturarak elektronları hücre zarı dışına iletirler. Bu süreç, grubun Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde açıkladıkları üzere, kayanın kimyasal yapısını da değiştirerek demir ve mangan gibi elementleri açığa çıkartmaktadır.

Pensilvanya Eyalet Üniversitesi’nden yardımcı yazar Susan Brantley “Bir yerkimyacı olarak, mikropların elektronların hareketi için ‘ne kadarlık bir mekanizma’ inşa ettiğini görmek, benim için sürpriz oldu” diyor. Ona göre bu mekanizma, elektrik üretimi ve petrol sızıntısının temizlenmesi gibi olaylarda Shewanella ve akrabalarının kullanımı için bir anahtar rolü üstlenebilir. Laboratuvar çalışmaları, diğer tür bakterilerin elektrik akımı yaratabildiklerini göstermiş durumdalar. Aynı şekilde, bakteriler zaman içersinde petrol sızıntılarını temizleyecekler. Brantley’nin açıkladığı yeni araştırma, bakterinin metabolizmasının ayarlanması ile bu iki işlemin yapılmasında daha ucuz ve etkili yollara olanak sağlayabilir.

İngiltere Doğu Anglikan Üniversitesi’nden biyokimyacı ve başyazar David Richardson, “Gerçek şu ki Shewanella doğal olarak toprak altında yaşamaktadır, bu da onları çevresel temizlik görevleri için ideal adaylar yapmaktadır. Onların biyokimyalarını anlamak, temizlik bölgelerindeki aktivitelerini harekete geçirmek için stratejilerin oluşturulmasında yardımcı olabilir.” diyor.

Madison Viskonsin Üniversitesi’nden yerkimyacı Eric Roden, “Sonuç olarak, bulgular bu tür metabolik tepkimelerin nasıl oluştuğunu açıklayan etkin biyokimyasal bilgiler sağlayacaktır. Bu, birçok disiplinde yer alan insanların beklediği tam bir açıklama olacaktır.” diyor.

(Kaynak: 17 Aralık 2009 tarihli ScienceNOW Günlük Haberler)