Una nueva bomba bacteriana transportadora de cesio desarrollada por investigadores del NITech podría ser beneficiosa en los esfuerzos de descontaminación por radioactividad. Estos hallazgos se informaron recientemente en The Journal of Physical Chemistry Letters .
El equipo dirigido por NITech, en colaboración con colegas de la Universidad de Tokio, indujo con éxito una bomba molecular que se encuentra en bacterias para transportar cesio. El proceso simplemente requiere la presencia de luz para que funcione. El hallazgo podría allanar el camino paraun nuevo medio para extraer cesio del medio ambiente, lo que podría acelerar los esfuerzos de descontaminación luego de las consecuencias radiactivas del desastre nuclear de Fukushima Daiichi en 2011.
Este trabajo se centró en las rodopsinas, que son moléculas activadas por la luz que se encuentran en el ojo humano y en las bacterias. Se ha encontrado que las rodopsinas son capaces de bombear aniones o cationes dentro o fuera de las células, respectivamente, actividad importante para mantener varias célulasfunciones.
En este estudio, el equipo trabajó en una rodopsina de una bacteria marina, que normalmente bombea sodio, así como litio, a través de la membrana celular. Estudios anteriores habían identificado los bloques de construcción particulares en el medio de esta bomba que son vitales parapara transportar solo los iones que está destinado a transportar. Trabajos posteriores aplicaron esta información para inducir el bombeo de potasio en lugar de sodio. Un mayor progreso a lo largo de esta línea de estudio ha llevado a la producción de una bomba de cesio. Este es un gran avance.-no se han encontrado bombas de cesio accionadas por la luz en la naturaleza.
"Pudimos introducir un rango de mutaciones en dos posiciones dentro de la proteína rodopsina de Krokinobacter eikastus que se sabe que son importantes por su actividad de bombeo ", explica el autor principal Masae Konno, del Departamento de Materiales Fronterizos de NITech." Cuando la proteína mutada se expresó en E. coli pudimos ver las concentraciones de diferentes iones en las soluciones en las que se suspendieron. Los cambios en estas concentraciones indicaron una actividad de bombeo exitosa y podrían usarse para cuantificar la eficiencia de bombeo ".
El equipo de investigación también pudo identificar el mecanismo exacto de la orientación y el transporte de la bomba de iones particulares. Descubrieron que las dos posiciones mutadas corresponden a la parte más estrecha del canal a través del cual pasan los iones. Cuando se introducen aminoácidos voluminosos enEn estas posiciones, el ancho del canal ya no corresponde al tamaño de los iones de sodio, y en su lugar se transportan iones de cesio.
Los autores son optimistas sobre el potencial para usar este hallazgo en aplicaciones del mundo real. "Poder usar la bomba para recolectar radioisótopos del ambiente es realmente significativo", dicen. "Por ejemplo, una cantidad sustancial de cesio-137 fue liberado después del desastre nuclear de Fukushima. Este isótopo radiactivo tiene una vida media de 30 años. La producción a gran escala de esta proteína sería de gran ayuda para descontaminar las áreas afectadas ".
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Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Nagoya . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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