何十年もの間、主に地中深く、水域下で見つかった特定の生物が、多くの産業で生成された有毒物質を分解できることが知られています。 これらの汚染を食い物にする微生物は、バイオレメディエーションとして知られるプロセスで、地下水汚染やディープウォーターホライズンの油流出などの処理に使用されてきました。 しかし、この方法は正確には行われていません。治療やさらなる研究のためにこれらの生物を十分に生産することは難しく、科学者は生物がこれらの複雑な化学物質を実際に分解する方法を完全に理解していません
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しかし、マンチェスター大学の研究者は、これらの微視的生物が一般的なビタミンB12を使用して有毒な副産物を分解することを発見しました。この発見はすぐに強力な新しい浄化技術につながる可能性があります。 Nature誌に最近発表された彼らの研究は、X線結晶構造学、X線の回折を測定して原子構造の詳細な3D画像を作成するプロセス、 プロセスが生物で初めてどのように機能するかを目撃します。
X線結晶構造解析を使用して、研究者は、特定の種類の細菌が薄い耐水性スリット（緑色）を通して有毒有機ハロゲン化物を取り込み、それをハロゲン原子を分離するビタミンB12を含むポケット（紫色）に収容することを示したため、中和毒性。 （科学）（科学） 有機ハロゲン化物（共有結合したハロゲン原子にちなんで名付けられた）は、焦げ付き防止のフライパン、ドライクリーニング溶剤、工業用脱脂剤などの製造の厄介な副産物です。 火山と落雷も少量でそれらを放出します。 地上に生息する毒素を好む生物は、人間が酸素を吸い込んで二酸化炭素を排出するのと同じように、実際に有機ハロゲン化物分子を「呼吸」し、プロセス中のハロゲン分子の一部またはすべてを分離します。 Scienceの最近の記事によると、これらの生物は、薄くて撥水性の開口部からハロゲン含有毒素を取り込み、特定のタイプのビタミンB12を含むポケットにそれらを保持します。 ハロゲン還元プロセスを触媒する酵素とともに。 ビタミンB12は、炭素とハロゲン結合を破壊する反応性コバルト原子を含むため、プロセスの鍵となります。 このプロセスですべての毒素が除去されない場合でも、分子の溶解性が向上するため、より迅速に分散して分解できます。 チームはまた、他の成長の速い生物を遺伝的に改変して主要な汚染破壊酵素を生産することにより、生物を大量生産するという課題を克服したと主張しています。
論文の著者の1人であるDavid Leysは、この解毒プロセスの理解に15年間取り組んでいます。 総称して還元デハロゲナーゼと呼ばれる生物は、工業用化学物質を生産する工場の近くの水域などのハロカーボン汚染サイトでしばしば見られると彼は言います。 Leys氏は、これらの生物の一部には35を超える異なるハロゲン還元酵素が含まれていると付け加えています。
「特定の細菌/酵素[組み合わせ]が使用できる化合物をゲノムシーケンスから予測しようとすることができました」と、Leys氏は言います。 彼はまた、研究から得られた知識により、科学者は特定の人工毒素を標的とする生物とその化学プロセスを設計できるようになると述べています。
有毒な浄化の改善とは別に、突破口は食料と環境中の有機ハロゲン化物のより良い検出につながるはずです。 バクテリアのハロゲン探索システムは、緑色蛍光タンパク質を生成するシステムと組み合わせて、毒素の存在下で目に見えるマーカーを作成できます。 あるいは、電極を使用して、有機ハロゲン化物の存在下で生物が発する特定の信号について活性酵素を監視することもできます。
まだやるべきことがたくさんあるので、この新しい知識が化学汚染物質の浄化プロセスをどのように、またはいつ劇的に変えるかは明確ではありません。 しかし、プロセスがどのように機能するかを正確に知ることは、進歩を促進するはずです。
