Un equipo de investigadores de la Universidad Martín Lutero de Halle-Wittenberg en Alemania, la Universidad Técnica de Munich y la Universidad de Adelaida en Australia, descubrieron los procesos moleculares que tienen lugar dentro de la bacteria C. metalidurans, una versión de alquimista microbiano que se distingue por su capacidad de digerir metales tóxicos y producir oro.
En un estudio realizado en el año 2009, los científicos pudieron demostrar que la bacteria C. metalidurans puede producir oro biológicamente; pero las razones y los procesos exactos involucrados permanecieron desconocidos. Ahora, luego de años de investigación finalmente han podido resolver el misterio.
La bacteria C. metallidurans vive principalmente en suelos que están enriquecidos con numerosos metales pesados. Con el tiempo, algunos minerales se descomponen y liberan metales pesados tóxicos e hidrógeno en su entorno.
Al respecto, el investigador Dietrich H. Nies, profesor de microbiología molecular en la UML y autor principal del estudio, explica:
Además de los metales pesados tóxicos, las condiciones de vida en estos suelos no son malas. Hay suficiente hidrógeno para conservar energía y casi no hay competencia. Si un organismo opta por sobrevivir aquí, tiene que encontrar una manera de protegerse de estas sustancias tóxicas; la bacteria C. metallidurans lo ha hecho.
El oro ingresa a la bacteria de la misma manera que el cobre. El cobre es un elemento traza vital para C. metallidurans, sin embargo es tóxico en grandes cantidades. Cuando las partículas de cobre y oro entran en contacto con la bacteria, se produce una variedad de procesos químicos: el cobre, que generalmente se presenta en una forma difícil de absorber, se convierte en una forma considerablemente más fácil de introducirse en la bacteria, y así puede llegar al interior de la célula. Lo mismo sucede con los compuestos de oro.
Cuando se acumula demasiado cobre dentro de la bacteria, normalmente es bombeado por la enzima CupA. Sin embargo, cuando los compuestos de oro también están presentes, la enzima se suprime y los compuestos tóxicos de cobre y oro permanecen dentro de la célula.
Para resolver este problema, las bacterias activan otra enzima: CopA, la cual transforma los compuestos de cobre y oro en sus formas originalmente difíciles de absorber. Esto asegura que menos compuestos de estos metales entren en el interior celular. La bacteria se intoxica menos y la enzima CupA puede eliminar el exceso de cobre. Pero en el proceso hay otra consecuencia conexa: los compuestos de oro que son difíciles de absorber se transforman en el área exterior de la célula en pepitas de oro de sólo unos pocos nanómetros de tamaño.
En la naturaleza, la bacteria C. metallidurans juega un papel clave en la formación del llamado oro secundario, que se origina después de la descomposición de minerales de oro primarios, geológicamente creados. El estudio llevado a cabo por el equipo de investigación conjunto germano-australiano proporciona información importante sobre el ciclo biogeoquímico del metal precioso.