Tình cờ phát hiện ra vi khuẩn ăn kim loại “huyền thoại” sau hơn 100 năm

Các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ California (Caltech), đã phát hiện ra loài vi khuẩn có thể chuyển hóa mangan trở thành nguồn năng lượng chính của chúng.

Mangan chính là một trong những nguyên tố phong phú nhất trên bề mặt Trái đất,

Mangan oxit có thể làm tắc nghẽn hệ thống nước.

Vi khuẩn có thể sử dụng kim loại và tạo ra năng lượng để duy trì và phát triển trong môi trường tối thiểu nhất. Mặc dù các nhà khoa học dự đoán nó trong hơn một thế kỷ, đây là vi khuẩn đầu tiên được phát hiện có thể sử dụng mangan trong quá trình tổng hợp hóa học.

Giáo sư Jared Leadbetter, giáo sư vi sinh tại Viện Công nghệ California (Caltech), cho biết ông đã thực hiện khám phá này một cách tình cờ. Sau khi rời khỏi văn phòng trong vài tháng và để lại một bình chứa đầy mangan cùng nước máy từ một thí nghiệm trước đó.

Khi vị giáo sư quay trở lại đã rất bất ngờ khi tìm thấy chiếc bình được phủ một chất màu đen. Ông tin rằng nó có thể là kết quả của vi khuẩn huyền thoại có thể chuyển hóa mangan, và nhóm của ông ngay lập tức bắt đầu thử nghiệm sản phẩm còn lại trong bình.

Họ phát hiện ra hai loài vi khuẩn mới sống trong nước máy đang sử dụng mangan còn sót lại làm thực phẩm, tạo ra sản phẩm phụ màu đen sau đó được xác định là mangan oxit.

Một số vi khuẩn được biết là oxy hóa mangan, tạo ra mangan oxit được tìm thấy dọc theo lớp vỏ Trái đất, nhưng chúng chưa bao giờ cho thấy sử dụng nó trong quá trình trao đổi chất. Trao đổi chất là điều cần thiết cho sự tăng trưởng. Phát hiện ra rằng một số loài có thể sử dụng kim loại làm thức ăn cho tăng trưởng là một bước đột phá được chờ đợi từ lâu.

“Đây là những vi khuẩn đầu tiên được tìm thấy sử dụng mangan làm nguồn nhiên liệu của chúng. Một khía cạnh tuyệt vời của vi khuẩn trong tự nhiên là chúng có thể chuyển hóa các vật liệu dường như không thể như kim loại mang lại năng lượng hữu ích cho tế bào”, giáo sư Leadbetter nói.

“Có cả một bộ tài liệu kỹ thuật môi trường về các hệ thống phân phối nước uống bị tắc nghẽn bởi mangan oxit. Nhưng làm thế nào và vì lý do gì mà vật liệu như vậy được tạo ra vẫn còn là một bí ẩn. Rõ ràng, nhiều nhà khoa học đã cho rằng vi khuẩn sử dụng mangan làm năng lượng có thể chịu trách nhiệm, nhưng bằng chứng ủng hộ ý tưởng này chưa được chứng minh cho đến phát hiện mới nhất”, giáo sư ông Leadbetter cho biết thêm.

Mặc dù có những hạn chế gây tắc đường ống, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy mangan oxit đóng vai trò quan trọng trong việc giảm các chất ô nhiễm trong nước ngầm. Các loài vi khuẩn chính sử dụng nó trong một quá trình gọi là xử lý sinh học để làm giảm và loại bỏ các chất ô nhiễm. Do đó, có thể có liên kết trực tiếp đến việc xử lý sinh học thành công trong việc cung cấp nước.