Vědci objevili hladové bakterie, kterým chutnají věčné chemikálie

Až doposud si lidstvo nedokázalo poradit s problémem takzvaných věčných chemikálií, které se šíří po celé planetě. Teď biologové zjistili, že se jeden druh bakterií naučil tyto látky konzumovat.

Nejlepším spojencem lidstva proti prakticky nezničitelným „věčným chemikáliím“ by se mohly stát bakterie. Umí z nich totiž udělat jen „chemikálie“. Nový mezinárodní výzkum prokázal, že existují mikroorganismy, které dokáží rozkousat i extrémně pevné vazby v látkách označovaných zkratkou PFAS.

Perfluorované a polyfluorované alkylové látky (PFAS), které zahrnují více než 4700 chemických sloučenin, představují skupinu široce používaných uměle vyrobených látek, které se v průběhu času hromadí v lidském těle a v životním prostředí. Jsou známy jako „chemické látky navždy“ nebo „věčné chemikálie“, neboť jsou extrémně perzistentní. Mohou vést ke zdravotním problémům, například poškození jater, onemocnění štítné žlázy, obezitě, neplodnosti či rakovině.

Více informací zde

V současné době nemá věda praktickou a využitelnou technologii, která by dokázala odstranit per- a polyfluorované alkylové látky z životního prostředí. Pokusy většinou spočívají ve snaze je v celku odstranit z přírody, ale stejně pak neexistuje řešení, co s nimi dál. Zjištění, že některé druhy bakterií dokáží rozbít silné chemické vazby, které umožňují těmto chemikáliím tak dlouho přetrvávat v životním prostředí, potenciálně může změnit nazírání na celý problém.

Rozbíječi PFAS

Tým vedený biochemiky z Buffalské univerzity našel kmen bakterií, který dokáže rozkládat nejméně tři typy PFAS. A nejen to, současně tyto mikroorganismy umí zničit i některé toxické vedlejší produkty procesu rozbíjení chemických vazeb.

Jedná se o bakterie Labrys portucalensis F11. Ty dokázaly metabolizovat – neboli zjednodušeně „sníst“ – více než 90 procent kyseliny perfluoroktansulfonové (PFOS) po pouhých 100 dnech. Právě PFOS je přitom jedním z nejrozšířenějších a současně nejtrvanlivějších typů PFAS. Vloni ji americká Agentura pro ochranu životního prostředí označila jako nebezpečnou.

Bakterie F11 po sto dnech rozložily také podstatnou část dalších dvou typů PFAS.

„Vazba mezi atomy uhlíku a fluoru v PFAS je velmi silná, takže ji většina mikrobů nemůže využít jako zdroj energie. Bakteriální kmen F11 si ale vyvinul schopnost fluor oddělit a uhlík spotřebovat,“ popsala mikroskopického ničitele věčných chemikálií ředitelka UB RENEW Institute Diana Agaová, která se na studii podílela.

Na své práci označila za opravdu přelomové především rozhodnutí zkoumat, co se děje s těmi chemickými látkami, které vznikají při samotném rozkladu. Většině starších studií, jež se věnovaly stejnému tématu, stačilo podívat se na samotný rozklad chemikálie. Jenže při něm mnohdy vznikají menší chemické řetězce, které jsou samotné toxické. Ale Agaová studovala i tyto zbytky – a zjistila, že bakterie F11 i z nich umí rozložit fluor, případně je rozloží na nepatrné, nedetekovatelné částečky.

Hlad mění evoluční chování

PFAS jsou skupinou všudypřítomných chemických látek, které se od 50. let 20. století hojně používají ve všech možných materiálech, od nepřilnavých pánví až po protipožární materiály, ale třeba také v oblečení. Existuje jich obrovské množství druhů, americká Agentura na ochranu životního prostředí jich uvádí 14 735, ale některé zdroje hovoří až o stovkách tisíc druhů látek.

Díky své povaze nejsou tyto látky oblíbenou pochoutkou pro žádnou bakterii. Je to stejné jako s lidmi: evoluce způsobila, že těžko stravitelné zdroje přitahují jen málokoho. Ale pokud nejsou k dispozici jiné zdroje, tak se organismus naučí žít i s nimi. A přesně to se podle vědců stalo i bakteriím, jako jsou F11: některé z těch, které žijí v kontaminované půdě, zmutovaly tak, že rozkládají i PFAS, aby mohly využít jejich uhlík jako zdroj energie.

„Pokud bakterie přežívají v drsném, znečištěném prostředí, je to pravděpodobně proto, že se přizpůsobily tak, že využívají okolní chemické látky jako zdroj potravy, aby prostě neměly hlad,“ vysvětluje Agaová. „Díky evoluci si některé bakterie dokázaly vyvinout účinné mechanismy, které jim pomáhají využívat chemické kontaminanty k růstu.“

Portugalský všežrout

Bakteriální kmen použitý v této studii vědci našli v půdě kontaminované průmyslové lokality v Portugalsku. Už dříve se u něj prokázala schopnost odstraňovat fluor z farmaceutických kontaminantů, ale netestoval se nikdy na schopnost ničit PFAS.

Autoři jsou z objevu nadšení. „Jako výhradu lze uvést, že v těchto vzorcích mohou být další metabolity tak nepatrné, že uniknou současným detekčním metodám,“ dodává Agaová. Věří ale, že přesto je možné využití těchto bakterií velmi široké.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Slovenští archeologové odkryli římský legionářský tábor. Zaskočilo je množství koster

Vědci z Archeologického ústavu Slovenské akademie věd (SAV) odkryli římský vojenský tábor z druhé poloviny druhého století, pravděpodobně z období markomanských válek (166 až 180 našeho letopočtu). Polní pochodový tábor objevili vědci v jižní části budoucího průmyslového parku Šurany, zabírá přibližně 7,4 hektaru.
před 7 mminutami

Bonobové dosahují míru pomocí mazlení a polibků

Doteky, objetí a polibky před stresujícími událostmi mohou být prastarým způsobem budování důvěry, domnívají se vědci, kteří studují velké primáty z řad nejbližších příbuzných lidí. Výzkumníci z Durhamské univerzity sledovali šimpanze učenlivé a šimpanze bonobo, jak se navzájem uklidňují fyzickým kontaktem.
před 2 hhodinami

Robot MRV nasadí družicím „batůžky“ s palivem. Už je na orbitě

Nová družice, kterou aktuálně vynesla do vesmíru raketa společnosti SpaceX, by měla být schopná zvýšit životnost důležitých satelitů na oběžné dráze Země.
před 18 hhodinami

Před tři čtvrtě stoletím poslali Sověti k hranici kosmu Cigana a Dezika

První živí tvorové, kteří se podívali na hranici vesmíru, byli psi na palubách sovětských raket. Absolutní prvenství patřilo dvojici „voříšků“, kteří se jmenovali Cigan a Dezik. Ti odstartovali 22. července 1951 z kosmodromu Kapustin Jar v raketě, kterou sovětští vědci vyvinuli na základě německé válečné V-2.
před 18 hhodinami

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.