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| De izquerda a derecha: Sam Webb, John Bargar y Juan Lezama-Pacheco |
Los investigadores descubrieron que las bacterias no necesariamente van directamente hacia el uranio, como se pensaba a menudo . La bacteria produce sus propios aliados, incluso más pequeño que nanopartículas de sulfuro de hierro. Entonces, trabajando juntos, las bacterias y las moléculas de sulfuro de hierro de agarre de una forma altamente soluble de uranio conocido como U (VI), o uranio hexavalente, y transformarlos en U (IV), una forma menos soluble que es mucho menos probable que difundir a través de la capa freática.
Según Bargar, esta asociación recién descubierto puede ser la base de un proceso global geoquímica que forma depósitos de mineral de uranio. Y todo se hace con uno de los tipos más básicos de las reacciones químicas conocidas: " Redox".La fotosíntesis implica reacciones redox, como lo hace la respiración celular. Hierro se oxida para formar óxido; baterías dependen de las reacciones redox para almacenar y liberar energía.
El estudio, publicado el lunes Proceedings of the National Academy of Sciences, se llevó a cabo en Old Rifle sobre el río Colorado,el cuál está contaminada con uranio y es el foco de los estudios de campo de biorremediación a cargo de un equipo más grande de los científicos del Lawrence Berkeley National Laboratory y financiado por el Departamento de Energía de la Oficina de Investigación Biológica y Ambiental. Como parte de su estudio, el equipo de LBNL añadió acetato - esencialmente vinagre - al acuífero de una serie de pozos de inyección para "alimentar a los bichos", como lo expresó Bargar, permitiendo que fluya a lo largo de acetato del acuífero alrededor de los pozos. El equipo de SLAC quería saber qué pasó con el uranio durante la biorremediación. "No quería estudiar uranio sólo en el laboratorio", dijo Bargar. "Queríamos comprender el comportamiento redox de uranio en un ser vivo, acuífero". Vieron un panorama más amplio, que incluye un molecular a escala micrométrica vista de lo ocurrido a los otros elementos del acuífero, como el azufre y el hierro.
Durante una serie de reacciones redox, los microbios se alimentaron en el acetato, y luego pasar electrones extra de su comida vinagre. Esto libera azufre de los sulfatos. Una mirada más cercana a la tierra, proporcionada por imágenes de microscopía de rayos X tomadas en el Stanford Synchrotron Radiation Lightsource e imágenes de microscopía electrónica registrada por sus colaboradores en el Instituto Suizo Federal de Tecnología en Lausanne, Suiza, reveló que el azufre se combina con el hierro en el suelo para formar nanopartículas de sulfuro de hierro, lo que hizo el trabajo de transformar el uranio. Al mismo tiempo, los polímeros orgánicos producidos por bacterias tomaron el uranio transformado y lo inmovilizaron. El descubrimiento de que las bacterias trabajen juntos para transformar los minerales de uranio fue una sorpresa, dijo Bargar. Dijo que el descubrimiento de que una variedad de procesos de inmovilizar el uranio arroja luz sobre las observaciones anteriores, aparentemente contradictorias, y también explica cómo el proceso puede continuar incluso cuando los insectos comiendo uranio son escasos. Una mejor comprensión de los métodos naturales para la concentración de uranio también podría conducir a métodos más eficientes y amigables con el ambiente para la minería de uranio. Pero como científico, que aprecia la visión que se le ha dado a la capacidad de la naturaleza para realizar múltiples tareas. "En un principio queríamos ver lo que pasó con uranio y cómo podría ayudar la tecnología de biorremediación para tener éxito", dijo. "Pero los resultados son científicamente mucho más profundo que eso." Y puesto que su hipótesis original se centró en bacterias solas, es un poco humillante, demasiado. "Como es habitual en la ciencia", dijo Bargar, "you learn your original ideas were a little naive, but finding out what's really going on is very exciting."
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