【細菌鍊金術】德國揭鍊金細菌原理,點石成金指日可待!

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黃金,象徵著永恆不渝,尊貴無匹,而自古以來,不同文明對鍊金盡皆趨之若鶩,甚至認為黃金是逮至長生不老的必要元素。然而,近代化學的興起,發現黃金是一種元素,難以以合成方式創造,只有核裂變或核聚變才能製造出黃金。然而,該方式耗用能量極大,得不償失。而有一種細菌卻能吸收土壤中的重金屬,然後排出砂金,變相鍊金。

背景

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2009年,一種名為耐金屬貪銅菌( Cupriavidus metallidurans )細菌被發現。該細菌能在重金屬土壤中生存並吸收土壤中的重金屬,排出砂金,明符其實的「點石成金」。而近日,德國哈雷-維騰貝格大學( Martin Luther University Halle-Wittenberg )的研究團隊則成功研究出該細菌「點石成金」背後的原理機制。

黃金只是副產品?

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耐金屬貪銅菌生存在佈滿具生物毒性的有毒重金屬的環境之下,並排出副產品砂金以作為抵禦機制面對重金屬環境,以避免被捕食者捕食,確保能更好的生存。而論文作者迪特里斯·尼斯( Dietrich H. Neis )說:「如果生命選擇在這種環境生存,其必須演化出能夠抵禦有毒物質的機制。」

原理

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耐金屬貪銅菌顧名思義是一種以銅元素為食的一種細菌。而在進食吸收的時候,會順帶吸收含金化合物。但過多的重金屬被吸收累積過多時,細菌會受到傷害。因此,貪銅菌一種稱為 CupA 的酶( Cu-efflux pump )此時會將具毒性的一價銅移出細胞,而餘下的一價及三價金卻會阻礙此 CupA 運作,因此貪銅菌同時演化出一種稱為 CopA 的銅氧化酶( periplasmic Cu(I)-oxidase ),將三價金經一價金還原回金原子,排出體外,產下砂金,「點石成金」。

未來應用

Photo by moodboard/Corbis

科學家能以此進一步丟了解黃金在生物地球化學( biogeochemical )中的循環方式,並有望成為新的黃金提煉方式,避免現今氰化法及電解法所造成的環境污染。

資料來源:Tomorrow Science,Metallomics,Science Alert

Text By Fortune Insight

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