Лантаниды для бактерий вулкана

О форме жизни, зависящей от редкоземельных металлов, получили первые доказательства нидерландские исследователи. Полученные результаты могут использоваться для поиска других неизвестных форм жизни или для разработки добычи редкоземельных металлов биологическим способом.

Получить красный цвет в мониторах, телевизорах помогают лантаноиды. С их помощью создают катализаторы, которые понижают уровень вредных веществ, выбрасываемых двигателями внутреннего сгорания, создают оптически-волоконные кабеля. Но о роли редкоземельных металлов в обмене веществ никто даже не догадывался.

По данным ученых лантаноиды  используются бактериями-метанотрофами для продолжения жизни. Найдены такие бактерии в Италии в вулканических котлах. Проводились исследования по изучению причин различия реально измеренного и предсказанного содержания метана в газах вулкана. От биологических видов, известных на сегодня один из метановых потребителей отличался коренным образом. Первые исследования показали, что размножаются данные организмы в почве, отобранной из грязевых котлов.

Вначале ученые не могли ничего сказать о грязевом компоненте,  позволяющем разрастаться микроорганизмам. В экспериментальном порядке витамины, органические соединения были исключены сразу. Биохимики занялись изучением неорганических веществ. И обнаружили, что после добавления в питательную среду церия, лантана, празеодима, неодима, начинается интенсивное размножение бактерий.

При дальнейших исследованиях было обнаружено, что ионы лантаноидов встраиваются бактериями в фермент, который отвечает за окислительную стадию метана и обеспечивающий бактерии энергией для роста и размножения. Ключевым металлом для метанотрофов считается кальций. Рентгеноструктурный анализ  развеял все подозрения биохимиков. Большой размер полости центра фермента не может обеспечить идеальное стерическое состояние иона кальция. Активный карман фермента идеально соответствует иону церия.

По мнению ученые из университета Саутгемптонга, полученные результаты, могут стать полезными для изучения других метанотрофов, которые получают энергию при переработке метанола или метана. В природе новый тип фермента может получить большое распространение, в отличии от классической кальций содержащей метанолдегидрогеназы. В первую очередь это распространиться на области с высокой концентрацией редкоземельных элементов.