Berlin Aus Gift Gold machen – über diese erstaunliche Fähigkeit verfügt das Bakterium Cupriavidus metallidurans. Die Mikrobe, das haben Wissenschaftler schon vor einiger Zeit herausgefunden, ist in der Lage, aus einem giftigen Schwermetall-Cocktail wertvolle Spurenelemente zu gewinnen – und dabei winzige Goldnuggets zu produzieren. Wie genau die Bakterien das machen, haben Wissenschaftler der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) gemeinsam mit Kollegen aus München und Australien jetzt ermittelt.
C. metallidurans lebt bevorzugt in Böden, die mit Schwermetallen wie etwa Kupfer oder Gold angereichert sind – und damit als Lebensraum für die meisten Organismen ausscheiden. Denn im Lauf der Zeit verwittern einige Mineralien im Boden und geben dabei giftige Schwermetalle sowie Wasserstoff an ihre Umgebung ab.
Abgesehen von diesen Giften seien die Lebensbedingungen in solchen Böden aber gar nicht so schlecht, erläutert Dietrich Nies, Professor für Mikrobiologie an der MLU: „Es gibt genügend Wasserstoff zur Energiespeicherung und nahezu keinerlei Konkurrenz.“
Allerdings muss sich, wer hier überleben will, wirkungsvoll gegen die Schwermetall-Gifte schützen. Um dieses Problem zu lösen, aktiviert C. metallidurans ein Enzym namens CopA. Es wandelt die leicht aufnehmbaren Schwermetall-Verbindungen im Boden in schwerer konsumierbare Formen um.
So kann sich das Bakterium einerseits ausreichend mit dem lebenswichtigen Spurenelement Kupfer versorgen, andererseits gelangen weniger der schädlichen Kupfer- und Goldverbindungen in das Innere der Mikrobe. „Das Bakterium wird weniger vergiftet, zudem kann es über ein spezielles Kupfer-Abpump-Enzym ungehindert überschüssiges Kupfer entsorgen“, so Nies.
Spannend ist aber vor allem, was bei diesem Prozess mit den gelösten Gold-Verbindungen geschieht: Das Edelmetall lagert sich als harmlose, nur wenige Nanometer große Nuggets im Außenbereich der bakteriellen Zelle an. Im Laufe der Zeit kann sich das Edelmetall so im Boden zu größeren Lagerstätten anreichern. In der Natur spielt C. metallidurans damit eine zentrale Rolle bei der Bildung von sekundärem Gold, das im Anschluss an die Verwitterung von primären, geologisch entstandenen Golderzen entsteht.
Doch nicht nur diese Erkenntnis ist für die Forscher wertvoll. In Zukunft könnten ihre Ergebnisse auch helfen, die Goldgewinnung insgesamt umweltfreundlicher zu machen. Etwa, indem statt des heute üblichen giftigen Quecksilbers Bakterien-Enzyme genutzt werden, um das Edelmetall auch aus Erzen mit einem nur geringen Goldanteil zu gewinnen.
