Bakır, prehistorik zamanlardan beri aranan bir hammadde. O tarihlerde bakır, tunç, ziynet ve para gibi ürünlerin temelini oluşturuyordu. Günümüzde ise bakır her şeyden önce iyi bir elektrik ve ısı iletkeni olduğu için elektronik ve teknik için önemli. Bakır, iletkenler, elektromıknatıslar, sensorlar, bakır boru, antibakteriyel kaplama ve alaşım için kullanılıyor. Fakat atomik bakır elde etmek hala çok zahmetli. Ayrıca karmaşık üretim süreçleri ve toksik kimyasallar da gerektiriyor. Gerçi saf bakır da bulunmuyor değil ama yataklardaki bakır genelde, kimyasal ekstraksiyon ile saflaştırılması gereken, bakır içerikli minerallerden oluşur.
Sao Paulo Üniversitesi’nden Louise Hase Gracioso ve ekibi şimdi çözünmüş bakır bileşiklerinden, biyolojik olarak monoatomik bakır üretebilen bir bakteri keşfetti. Araştırmacılar bu mikrobu Brezilya’daki bir bakır madeninin, çöktürme havuzundaki tortulda buldular. Ve mikropları bakır sülfat içeren bir ortamda kültüre aldıklarında bir sürprizle karşılaştılar: Yeşilimsi renkli besleyici madde 48 saat sonra turuncuya dönüştü. Bu renk değişimi bakır sülfatın (CuSO4), bakıra (Cu) dönüşmesini temsil eder. Elektron mikroskobu ve spektral analizlerle gerçekleştirilen incelemeler, besin çözeltisinde bakır atomlarının bulunduğunu kanıtladı.
Bakır madeninden yalıtılan bu bakteri, monoatomik bakır üretebilme yetisine sahip olduğunu gösterdi. Ayrıca bu bakteriyel dönüşüm doğal ve aerobik koşullarda, toksik çözücüler olmadan gerçekleşti.
Bakterinin bu dönüşümü ne şekilde gerçekleştirdiğini araştırmacılar proteom analiziyle ayrıntılı bir şekilde incelediler. Bunun için mikropların hangi proteinleri bakır içermeyen ve bakır sülfat içerikli besleyici maddeler içinde nasıl ürettikleri araştırıldı. Sonuca göre bakteride, sadece bakır bileşiği varlığında 145 protein bulunduğu saptandı. Bunlardan 105’i mikropların birincil karbon ve enerji metabolizmasına ait ve savunma ve anti-stres işlevleriyle ilgili. Bu da bakır ekspozisyonunun bakteri hücrelerini negatif etkilediği ve stresten kurtulmak için daha fazla enerji harcamaları gerektiğini gösteriyor.
Bakır sülfat, bakır madenciliğinin bir yan ürünüdür ve çoğu organizma için son derece zehirlidir. Çöktürme havuzunda hayatta kalabilmek için Bacillus mikroplarının özel adaptosyanlar geliştirmeleri gerekiyor. Ancak bakır dönüşümü için on beş diğer protein de önemli bir rol oynuyor. Bunlardan üçü bakırın alımı ve taşınmasıyla ilgili, on bir enzim ise bakır sülfatın, atomik bakıra indirgenmesini katalize ve stabilize ediyor. Bu sırada sülfattaki çift pozitif yüklü bakır iyonları, nötr bakır atomlarına dönüştürülebiliyor. Asitli maden sularındaki metal iyonları böylece değerli bir hammaddeye dönüştürebilirler. Araştırmacılara göre bu mikropların keşfi sadece kirlenmiş maden sularının temizlenip, yenilenmesini sağlamakla da kalmıyor. Bakterilerin atomik bakırı bu tür çözeltilerden ayrıştırma yetisi ayrıca bu tür bakır madenlerinden ilave bakır hammaddesi kazanma imkanını da sunabilir diyor araştırmacılar.
Nilgün Özbaşaran Dede
