Nowy gatunek bakterii „magnetycznych” odkryty został w wodach jednego z amerykańskich jezior. Jego specyficzne właściwości mogą znacznie przyspieszyć rozwój biotechnologii i nanotechnologii, także w zastosowaniach medycznych.

Zjawisko magnetotaksji (lub inaczej: magnetotropizmu) znane jest już od wielu lat. Część mikroorganizmów wyczuwa pole magnetyczne Ziemi wykorzystując je między innymi do orientacji w terenie. Podobnymi zdolnościami dysponują również niektóre ptaki wędrowne, a nawet – ryby.

Zasada działania zjawiska jest dość prosta. Organizmy „magnetyczne” wytwarzają tak zwane magnetosomy złożone zwykle z kryształków magnetytu (Fe3Fe4) lub greigitu, czyli odmiany siarczku żelaza (Fe3S4). Ciąg jednakowo spolaryzowanych kryształków tworzy coś w rodzaju igły kompasu. Otulona złożona z fosfolipidów i białek błoną jest ona częścią żywego organizmu i – dzięki właściwościom magnetycznym wskazując kierunek znajdowania się bieguna magnetycznego – pomaga mu obrać właściwy kierunek.

Bakterie „magnetyczne” nie tylko nie są same w sobie nowym odkryciem, ale też z powodzeniem są hodowane w warunkach laboratoryjnych. Już w 2008 roku na Uniwersytecie w Edynburgu pod kierunkiem dr Sarah Staniland  czyniono próby wykorzystania ich w walce z nowotworami. Również nanotechnolodzy badają możliwości ich zastosowań. Nowe bakterie odkryte w Badwater Basin (dosł.: Basen Zła Woda) w rezerwacie słynnej Doliny Śmierci (ang. Death Valley) w Nevadzie są jednak dość specyficzne i dotąd nie znano podobnych.

Większość organizmów magnetotropicznych posiada jeden zestaw magnetosomów. Tymczasem bakterie – oznaczone roboczym kodem BW-1 – posiadają dwa zestawy genów odpowiadających za wytwarzanie magnetosomów i mogą jednocześnie „produkować” zarówno magnetyt, jak i greigit.

Co więcej – bakterie posiadające zdolność wytwarzania greigitu nigdy dotąd nie były wyizolowane, wobec czego produkowane przez nie kryształy nie były jeszcze zbadane pod kątem ewentualnych zastosowań biomedycznych i innych wykorzystujących właściwości magnetosomów.

„Odkrycie bakterii mogącej syntetyzować jednocześnie magnetyt i greigit – oraz to, że wzajemne proporcje tych minerałów zmieniają się zależnie od środowiska chemicznego -  jest bardzo znaczące.” – twierdzi Enriquetta Barrera z amerykańskiej Narodowej Fundacji Naukowej, która jest jednym z fundatorów badań.

Bakterie odkrył zespół naukowców, któremu przewodzi Dennis Bazylinsky z Uniwersytetu Nevady w Las Vegas. Jak sam mówi – „Greigit jest siarczkiem żelaza, który w przypadku wielu zastosowań może sprawdzić się znacznie lepiej, niż magnetyt – ze względu na nieco inne właściwości fizyczne i magnetyczne.”.

Zespołowi udało się po raz pierwszy na świecie rozpocząć hodowlę nowoodkrytych bakterii w warunkach laboratoryjnych. Zdaniem badaczy osiągnięcie to może niebawem zrewolucjonizować nano- i biotechnologię. Nowe zastosowania właściwości magnetosomów i precyzyjniejsze sterowanie podawaniem leków lub na przykład zachowaniem nanorobotów wydają się być polem, na którym greigit sprawdzi się doskonale.

Co ciekawe – bakteria odkryta przez naukowców z Nevady, stanowi zupełnie nową, całkowicie dotąd nieznaną grupę bakterii oddychających siarczkami. „Przy całej obecnej wiedzy na temat tego rodzaju mikroorganizmów, fakt, że nikt jeszcze nie opisał tej grupy jest po prostu zdumiewający” – podsumowuje Bazylinsky

oprac. Adam Czajczyk

źrodła: ScienceDaily, antoranz.net