O substanță care favorizează îmbogățirea mineralelor. Amplificatori de performanță și performanță musculară Acetilcolină și vis lucid

Un grup de oameni de știință canadieni a descoperit un nou mecanism prin care bacteriile neutralizează ionii de aur care sunt toxici pentru ei. S-a dovedit că bacteriile Delftia acidovorans, care trăiesc pe suprafața pepitelor de aur, secretă o substanță specială care transferă ionii de aur din soluție în particule de aur metalic. Această substanță, peptida delftibactin, se leagă selectiv de ionii de aur, chiar dacă există mulți ioni de alte metale în habitatul bacteriei. Spre deosebire de frații lor de habitat - bacteria Cupriavidus metallidurans, care neutralizează ionii de aur, acumulându-i în interiorul celulei, bacteriile Delftia acidovorans eliberează delftibactina în mediul extern, în urma căreia se formează aur în afara celulei.

Orez. 1. Micrografie electronică a complexului delftibactin cu aur. Delftibactin a fost adăugat la soluția de sare de aur cu 10 minute înainte de a fi luată micrografia. Micrografia prezintă particule de aur coloidal (săgeată albastră) și particule octaedrice de aur (săgeată roșie) formate sub influența delftibactinei. Figura din articolul discutat în Nature Chemical Biology

Microorganismele s-au adaptat pentru a exista în aproape orice condiții găsite pe planeta noastră. Mai mult, mulți dintre ei nu numai că „tolerează” un mediu nefavorabil, ci îl „ajustează” pentru a se potrivi. Pentru a face acest lucru, ei eliberează substanțe speciale (așa-numitele metaboliți secundari) în mediul extern pentru a-l influența și a-l face mai confortabil. Uneori, astfel de substanțe pot fi utile pentru oameni. Un bun exemplu sunt antibioticele, care sunt sintetizate de multe microorganisme pentru a scăpa de concurenții care luptă pentru resurse valoroase. Mulți dintre acești compuși naturali și-au găsit uz medical ca agenți antibacterieni.

Când studiază organisme care locuiesc în habitate extreme pentru viață (extremofile), oamenii de știință sunt interesați în primul rând de mecanismele de adaptare a acestor organisme la condițiile de mediu. De exemplu, datorită descoperirii bacteriilor termofile Thermus aquaticus, care trăiește în izvoarele termale la temperaturi de peste 55°C, biologii au adăugat la arsenalul lor o ADN polimerază din acest organism care poate funcționa la temperaturi ridicate (până la 96°C) . Acum, această enzimă este disponibilă în orice laborator biologic, deoarece este indispensabilă pentru PCR - o reacție care vă permite să sintetizați un număr mare de copii ale unui anumit ADN.

Extremofilii capabili să trăiască într-un mediu cu concentrații mari de metale grele și sărurile acestora se numesc organisme metalotolerante. Pentru bacteriile care locuiesc pe suprafața pepitelor de aur, o condiție de mediu caracteristică este o concentrație mare de ioni de aur Au3+, care sunt toxici pentru organismele vii. Prin urmare, fiecare tip de astfel de bacterii are un mecanism de apărare împotriva ionilor toxici de aur prezenți în cantități mari. Astfel, pentru bacteria gram-negativă Cupriavidus metallidurans, unul dintre cele două tipuri predominante de microorganisme în biofilmele pe aur, mecanismul de protecție era deja cunoscut: aceste organisme absorb ionii Au3+ și îi neutralizează, transformându-i în aur insolubil netoxic, granule din care se acumulează în citoplasma bacteriei (adică biomineralizarea acesteia).

Termenul de vis lucid a fost inventat de Frederic van Eijden. Luciditatea începe de obicei în mijlocul unui vis, când visătorul realizează că experiența nu are loc în realitatea fizică, ci este un vis. Adesea, această conștientizare este inițiată de visător atunci când observă un eveniment imposibil sau improbabil în vis, cum ar fi zborul sau întâlnirea cu o persoană moartă. Uneori, conștientizarea apare fără nicio indicație specifică într-un vis; o persoană poate realiza brusc că se află într-un vis. O minoritate de vise lucide (aproximativ 10% conform cercetărilor efectuate de Laberge și colegii) sunt rezultatul revenirii somnului REM (cu vise) imediat după trezirea cu conștientizare reflexivă continuă. Definiția de bază a visului lucid necesită pur și simplu să fii conștient că visezi. Cu toate acestea, calitatea mindfulness poate varia foarte mult. La un nivel ridicat de luciditate, o persoană este conștientă că tot ce se întâmplă într-un vis se întâmplă în mintea lui, că nu există niciun pericol real și că este în patul lui și se va trezi în curând. La un nivel scăzut de luciditate, o persoană poate fi conștientă într-o oarecare măsură că visează, ceea ce poate fi suficient pentru a începe să zboare sau pentru a schimba ceea ce face în vis, dar nu suficient pentru a înțelege că oamenii din vise sunt o manifestare. a visului că cel care doarme nu poate primi nici un rău fizic sau că este de fapt în pat.

Substanțe și vise

În circumstanțele descrise mai sus, este foarte recomandat în domeniu să dezvolte o modalitate sigură de a-i ajuta pe visători să atingă mai frecvent stări mai mari de luciditate în visele lor. Modulatori de neurotransmițători, cum ar fi inhibitorii de acetilcolinesterază, pot fi utilizați în acest scop. Au fost propuse mai multe substanțe pentru a crește probabilitatea visului lucid, de la vitamine la medicamente eliberate pe bază de rețetă. Există câteva studii științifice bune care susțin aceste afirmații. Visele lucide sunt foarte dependente de efectul placebo; a crede că ceva va stimula visul lucid este foarte eficient. Multe medicamente pe bază de prescripție medicală, precum și marijuana și alcoolul, modifică ciclul de somn, de obicei prin suprimarea somnului REM. Acest lucru are ca rezultat un fenomen numit „răspuns REM”, în care o persoană experimentează perioade intense și lungi de REM după ce substanța a încetat să mai funcționeze. Acest lucru se poate manifesta ca coșmaruri sau poate ca vise lucide, deoarece creierul este foarte activ în acest moment. Medicamentele din familia LSD, inclusiv psilocibina și triptaminele, stimulează de fapt somnul REM (în doze suficient de mici pentru a permite somnul), ducând la perioade mai lungi de REM. Datorită naturii potențial periculoase și ilegale a acestor substanțe, utilizarea lor este descurajată.

Acetilcolina și visele lucide

Este cunoscut în literatura științifică că acetilcolina și agonistul său, precum și acetilcolinesteraza și inhibitorii/antagoniștii săi, pot influența REM și procesul de somn în sine 14). J. A. Hobson, în cartea sa din 1988 The Dreaming Brain, spune: „Mecanismele colinergice din trunchiul cerebral induc somnul și visarea”. S-a descoperit, de asemenea, că microinjectarea carbacolului agonist al acetilcolinei în anumite regiuni ale creierului, cum ar fi pons, induce perioade lungi de somn REM și că mulți dintre neuronii critici pentru somnul REM răspund la acetilcolină. Nici Hobson, nici alți oameni de știință nu au discutat despre posibilitatea de a modifica nivelurile colinergice folosind inhibitori de acetilcolinesterază ca mijloc de îmbunătățire a recuperării memoriei și a conștientizării. Din punct de vedere istoric, au existat multe culturi în care se presupune că au fost descoperite substanțe naturale care modifică cumva luciditatea visului. O astfel de substanță, Calea casatecci sau „Buiana de vis”, este, conform unui articol din 1986 al lui Lilian Mayagoitia și colab. în Journal of Ethnopharmacology, „o plantă folosită de indienii din Mexic pentru a primi mesaje divine în vise”. Substanțele neuroactive din această plantă sunt lactone sesquiterpenice și, din câte se știe în prezent, nu sunt asociate cu inhibarea acetilcolinesterazei sau inhibitori ai acetilcolinesterazei.

Ierburi și plante

Atât tehnicile antice, cât și medicina populară modernă atribuie proprietăți „oneirogenice” sau „hipnotice” numeroaselor ierburi și altor substanțe naturale, inclusiv ierburi precum valeriana, pelinul, mullein, kava kava, kitta Krita, sunătoarea, Salvia divinorum, Scutellaria Indica. , rădăcină de lemn dulce, verbena, iasomie, caprifoi, varză, polen de albine, catnip, hamei, skulikap, mimoză, lavandă, damiana, Santania somnifera, floarea pasiunii, mușețel, cardamom, gotu kola, ginkgo biloba, ibogaină, verbenă, trandafir, scorțișoară, gălbenele, nucșoară, mentă, iluș, șoricel și anason. Există puține dovezi științifice care să susțină aceste pretinse efecte.

DMAE

Alte suplimente și/sau medicamente care pretind a fi asociate cu mindfulness includ vitaminele B, melatonina, DMAE și dextrometorfanul psihedelic. Unele dintre aceste substanțe pot crea dependență, otrăvitoare și/sau ilegale. Lotsof, în brevetul US nr. 4.499.096, eliberat la 12 februarie 1985, prezintă o „Metodă rapidă pentru întreruperea sindromului dependenţei de droguri” folosind medicamentul ibogaină. Potrivit brevetului, acest medicament induce „ameliorarea viselor sau efecte halucinatorii”. Acest efect „oneurogen” pretins se datorează faptului că induce un comportament de vis, în timp ce perspectiva ego-ului rămâne relativ intactă. După cum afirmă brevetul, acesta este mai degrabă un efect halucinant decât un efect de vis lucid. Cu toate acestea, din cauza acestor efecte halucinatorii și a altor efecte secundare, acest medicament este ilegal în Statele Unite și, prin urmare, nu este un mijloc de dorit de îmbunătățire a calității somnului. De asemenea, acest medicament nu este considerat a fi înrudit cu inhibitorii de acetilcolinesterază sau cu „medicamentele de îmbunătățire mentală”. DMAE (2-dimetilaminoetanol) este o substanță chimică care a fost propusă pentru a trata o serie de afecțiuni care afectează creierul și sistemul nervos central. Se crede că funcționează prin creșterea producției de neurotransmițător acetilcolină, deși acest lucru nu a fost dovedit. Se crede că DMAE îmbunătățește memoria și starea de spirit și îmbunătățește funcționarea intelectuală. Există mai multe studii clinice bune care susțin această afirmație. Astfel de substanțe sunt cunoscute sub denumirea de „colinergice” deoarece cresc nivelul de acetilcolină. Ele sunt utilizate în mod tradițional pentru a trata boli precum demența Alzheimer, diskinezia tardivă și coreea Huntington. Deoarece DMAE este considerat colinergic, a fost propus pentru tratamentul acestor tulburări, deși studiile controlate cu placebo au produs rezultate în esență negative. Există o dezbatere continuă cu privire la dacă DMAE crește nivelul de acetilcolină. Cu toate acestea, Sergio, W. a declarat în ediția din august 1988 a Medical Hypotheses într-un articol: „Utilizarea DMAE (2-dimetilaminoetanol) pentru a induce vise lucide” i-a permis subiectiv lui și soției sale să experimenteze o luciditate crescută în timpul somnului. Din articol nu este clar în ce măsură rezultatele pretinse rezultă dintr-un răspuns placebo sau vreun efect specific sau colinergic.

Alte dispozitive

Un brevet american este de asemenea bine cunoscut în domeniu. 5.507.716, acordat lui Laberge şi colab. la 16 aprilie 1996, pentru echipamente şi metode utilizate pentru a induce vise lucide la persoanele adormite. Acest brevet a implicat un dispozitiv pentru a ajuta oamenii să realizeze un vis lucid prin detectarea și monitorizarea mișcărilor ochilor și ale capului persoanelor adormite, unde activitatea mișcării ochilor în absența mișcării capului este utilizată pentru a indica prezența somnului REM. Aplicând stimuli senzoriali celor care dorm REM, îi puteți face conștienți că visează. Keith M. T. Hearne a ilustrat și descris aparatul său de măsurare a respirației în 1983 (Pat. No. 4.420.001). Dispozitivul său a detectat modificări ale temperaturii respirației unei persoane în căile respiratorii sau ale fluxului de aer în și în afara căilor respiratorii. Termistorii au fost folosiți într-un circuit electric pentru a detecta schimbările de temperatură în respirația umană. Când rata acestor schimbări de temperatură atingea un nivel predeterminat ridicat, semnalele create în circuitul electric ar iniția un sunet audibil pentru a ajuta la trezirea persoanei adormite dintr-un vis neplăcut, trezindu-l sau ajutându-l să intre într-o stare de vis lucid.

Inhibitori de etilcolinesteraza

Niciuna dintre descrierile de mai sus nu descrie o metodă de îmbunătățire a visului lucid care implică administrarea unei clase de inhibitori ai acetilcolinesterazei. Utilizarea agenților terapeutici pentru tratamentul bolii Alzheimer, cum ar fi donepizil (Aricept®), rivastigmină (Exelon®), galantamina (Reminyl®, Nivalin®), tacrină și huperzină, are ca rezultat o incidență scăzută a reacțiilor adverse, cum ar fi insomnia. și simptomele gastrointestinale, în același timp, aceste medicamente îmbunătățesc în mod semnificativ luciditatea viselor cognitive, claritatea, auto-reflecția, memorarea, controlul, capriciosul și vivacitatea vizuală. Noul brevet este în domeniul viselor lucide și îmbunătățirea amintirii viselor și a lucidității prin îmbunătățirea memoriei, inclusiv o clasă de substanțe care includ inhibitori de acetilcolinesterază (AChEls). Visul lucid implică un vis în care știi că visezi. Inhibitorii AChE (AChEl) inhibă inactivarea metabolică normală a acetilcolinei (ACh) prin inhibarea enzimei acetilcolinesterazei (AChE), ducând la acumularea de ACh. AchEl este cel mai adesea folosit pentru a îmbunătăți memoria, în special la pacienții care suferă de boala Alzheimer. Ach este, de asemenea, bine cunoscut că joacă un rol important în REM și, prin urmare, este sugerat pentru a îmbunătăți visarea și luciditatea. Într-un studiu care investighează eficacitatea donepizilului (Aricept®) ca tratament pentru îmbunătățirea viselor lucide și a clarității cognitive în timpul somnului REM la subiecți normali, a fost efectuat următorul experiment cu următoarele rezultate: un crossover randomizat, dublu-orb, controlat cu placebo. Studiul a fost efectuat pe zece voluntari normali, selectați datorită memoriei bune și interesului pentru visul lucid (7 bărbați, 3 femei cu vârsta cuprinsă între 22-55 de ani). Pacienții au fost obligați să colecteze date despre conținutul viselor și alte măsuri de auto-raportare pe parcursul a trei nopți separate de o perioadă de eliminare a medicamentelor de cel puțin o săptămână. La culcare, au luat capsule care conțin 0 (placebo), 5 sau 10 mg desepil, cu o ordine contrabalansată a celor trei doze. După fiecare trezire spontană timp de trei nopți, Ss a evaluat conținutul viselor pe o serie de măsuri, inclusiv ciudățenie, complexitate și intensitate, afect, conștientizare cognitivă, claritate și control. De asemenea, au evaluat calitatea somnului, insomnia și severitatea oricăror efecte adverse. Nouă din 10 Ss (90%) au raportat unul sau mai multe vise lucide în noaptea experimentală și doar un S a raportat un vis lucid în noaptea placebo. Claritatea cognitivă, conștientizarea, reamintirea, controlul, capriciul și intensitatea vizuală au fost semnificativ crescute de donepizil în comparație cu placebo. Efectele au fost în general asociate cu doza de 10 mg de doepisil, producând niveluri semnificativ mai mari ale acestor variabile decât doza de 5 mg, care la rândul său a produs creșteri semnificative în comparație cu placebo. Şansele de vis lucid pentru aceste trei afecţiuni au crescut de la 0,031 pentru placebo, la 0,429 pentru 5 mg dopilpil şi 0,754 pentru 10 mg pipetil. Odds ratio pentru doza de 10 mg comparativ cu placebo a fost de 24,3 (p<0,001). Донепизил также был связан со значительно повышенной частотой паралича сна и 40% -ным увеличением оценочного времени сна в ночное время (176 против 126 мин в течение ночи 9,0 ч, р <0,05). Частота нежелательных явлений, особенно легкой бессонницы и желудочно-кишечных симптомов, была низкой и, в основном, ассоциировалась с более высокой дозой (два пациента сообщили о тошноте и один – о рвоте). Таким образом, по сравнению с плацебо, дозы Donepizil 5 и 10 мг значительно улучшают самооценку когнитивной ясности, саморефлексии и осознанности во сне. Эти эффекты могут быть дополнительно усилены комбинацией ингибиторов ацетилхолинэстеразы с ацетилхолиновыми предшественниками, агонистами и / или вызывающими осознанность электронными устройствами. Помимо данных, полученных с помощью пипецила, мы имеем данные на Exelon® (ривастигмин, доза 6-12 мг) и Галантамин (Reminyl®, Nivalin® 8-16 мг). Оба препарата работают так же хорошо, как Aricept®), но имеют меньшее количество побочных эффектов. Также был протестирован гиперзин с многообещающими результатами, но до сих пор не разработали соответствие дозы с Aricept® (но 5 мг донепизила более эффективны, чем 150 мкг гиперзина).

Alte substante

În plus, există rapoarte privind utilizarea cu succes a plasturilor cu nicotină. Există, de asemenea, dovezi în literatura științifică care arată inițierea/creșterea somnului REM la administrarea de arecolină. Trebuie remarcat faptul că REM alterat, efecte care cresc gradul de conștientizare, pot fi cauzate de o serie de efecte neurofiziologice cauzate de aceste „nootropice”, în plus față de inhibarea acetilcolinesterazei. Acestea includ: 1. Utilizarea unui agonist colinergic (de exemplu, nicotină). 2. Utilizarea agonistului receptorului muscarinici: medicamente care imită efectul ACh asupra receptorilor muscarinici: Inc: agonişti muscarinici (M1), M2 şi nicotinici. (cum ar fi arecolina sau recolina, un agonist al receptorului muscarinic) 3. Utilizarea unui antagonist al receptorului presinaptic pentru a activa neuronii acetilcolinei rămași. (Adică, la șobolani, secvențe de oligonucleotide desensibilizante care blochează receptorii muscarinici M2 (dar nu M4), crescând nivelurile extracelulare de acetilcolină. Acest efect (secvențele de nucleotide desensibilizante sunt complementare secvenței de ARN mesager. Când desensibilizează ADN-ul sau ARN-ul se adaugă celulei). , se leagă cu o moleculă specifică de ARN mesager și o inactivează 4. Utilizarea modulatorilor alosterici (cum ar fi liganzii care potențează alosteric) ai acetilcolinei și ai receptorilor nicotinici (medicamente care interacționează cu receptorul prin situsuri de legare diferite de cele utilizate pentru acetilcolină și agonişti nicotinici. și antagoniști) Alte strategii pentru potențarea funcției acetilcolinei pentru a îmbunătăți luciditatea, inclusiv utilizarea altor clase de compuși care funcționează în mod similar, ar trebui să fie evidente pentru cei calificați în domeniu o serie de efecte neurofiziologice induse de aceste „substanțe nootrope”, pe lângă inhibarea acetilcolinesterazei. Ei includ:

Utilizarea unui agonist colinergic (de exemplu, nicotină).

Utilizarea agonistului receptorului muscarinici: medicamente care imită efectul ACh asupra receptorilor muscarinici: Inc: agonişti muscarinici (M1), M2 şi nicotinici. (cum ar fi arecolina sau recolina, un agonist al receptorului muscarinic)

Utilizarea unui antagonist al receptorilor presinaptici pentru a activa neuronii rămași de acetilcolină. (Adică, la șobolani, secvențe de oligonucleotide desensibilizante care blochează receptorii muscarinici M2 (dar nu M4), crescând nivelurile extracelulare de acetilcolină. Acest efect (secvențele de nucleotide desensibilizante sunt complementare secvenței de ARN mesager. Când desensibilizează ADN-ul sau ARN-ul se adaugă celulei). , se leagă cu o moleculă specifică de ARN mesager și o inactivează.

Agent de îmbogățire cu minerale

Prima literă este „o”

A doua litera „b”

A treia literă „o”

Ultima literă a literei este „b”

Răspuns la întrebarea „Substanță de îmbogățire fosilă”, 11 litere:
agent de îmbogățire

Întrebări alternative de cuvinte încrucișate pentru cuvântul îmbogățitor

O substanță sau o compoziție care sporește calitățile benefice ale ceva

Specialist prelucrare minerală

Culegere de poezie a scriitorului estonian, poetul Jaan Kross „... cărbune”

Definiția cuvântului îmbogățitor în dicționare

Dicționar explicativ al limbii ruse. D.N. Uşakov Semnificația cuvântului în dicționarul Dicționar explicativ al limbii ruse. D.N. Uşakov
îmbogățire, m. O persoană care a îmbogățit pe cineva. (vezi îmbogățirea în 1 și 2 sensuri; carte. învechit). Specialist în îmbogățirea fosilelor (vezi îmbogățire în 3 cifre; special). Inginer procesare. O substanță care contribuie la îmbogățirea mineralelor (vezi îmbogățirea în 3 cifre;...

Noul dicționar explicativ al limbii ruse, T. F. Efremova. Semnificația cuvântului în dicționar Noul dicționar explicativ al limbii ruse, T. F. Efremova.
m. Specialist în domeniul prelucrării mineralelor. m. Substanță care favorizează îmbogățirea mineralelor.

Dicționar explicativ al limbii ruse. S.I.Ozhegov, N.Yu.Shvedova. Semnificația cuvântului în dicționarul Dicționar explicativ al limbii ruse. S.I.Ozhegov, N.Yu.Shvedova.
-sunt special). Specialist în prelucrarea mineralelor. Inginer-o. O substanță sau o compoziție care sporește calitățile benefice ale ceva. Îmbogățitori de sol. adj. îmbogățire, -aya, -oe (la 1 valoare).

Exemple de utilizare a cuvântului îmbogățitor în literatură.

Costurile sunt prea mari pentru orbital agent de îmbogățire, și pentru transportul minereurilor.

Acest mod de viață conține cel mai mare bun simț, deoarece o persoană care trăiește conform inimii și în deplină armonie cu lumea sa interioară este întotdeauna un creator, agent de îmbogățire si artist.

Am oprit supapa agent de îmbogățireși s-a tratat cu o doză dublă de oxigen.

Am agățat în spațiu doi parsec-uri de la cea mai apropiată bază și am început încet să ne pregătim pentru tranziția către o altă lume, pentru că fără agent de îmbogățire plasma nu se pune problema de nimic altceva.

Orez. 1. Micrografie electronică a complexului delftibactin cu aur. Delftibactina a fost adăugată la soluția de sare de aur cu 10 minute înainte de efectuarea micrografiei. Micrografia prezintă particule de aur coloidal (săgeată albastră) și particule octaedrice de aur (săgeată roșie), formate sub influența delftibactrinei" border="0">

Un grup de oameni de știință canadieni a descoperit un nou mecanism prin care bacteriile neutralizează ionii de aur care sunt toxici pentru ei. S-a dovedit că bacteriile Delftia acidovorans, care trăiesc pe suprafața pepitelor de aur, secretă o substanță specială care transferă ionii de aur din soluție în particule de aur metalic. Această substanță, peptida delftibactin, se leagă selectiv de ionii de aur, chiar dacă există mulți ioni de alte metale în habitatul bacteriei. Spre deosebire de alte habitate - bacterii Cupriavidus metallidurans, care neutralizează ionii de aur, acumulându-i în interiorul celulei, bacterii Delftia acidovorans eliberează delftibactină în mediul extern, în urma căreia se formează aur în afara celulei.

Când studiază organisme care locuiesc în habitate extreme pentru viață (extremofile), oamenii de știință sunt interesați în primul rând de mecanismele de adaptare a acestor organisme la condițiile de mediu. De exemplu, datorită descoperirii bacteriilor termofile Thermus aquaticus, trăind în izvoare termale la temperaturi peste 55°C, biologii au adăugat în arsenalul lor o ADN polimerază din acest organism, capabilă să funcționeze la temperaturi ridicate (până la 96°C). Acum, această enzimă este disponibilă în orice laborator biologic, deoarece este indispensabilă pentru PCR - o reacție care vă permite să sintetizați un număr mare de copii ale unui anumit ADN.

Se numesc extremofilii capabili să trăiască într-un mediu cu concentrații mari de metale grele și sărurile acestora organisme tolerante la metale. Pentru bacteriile care locuiesc pe suprafața pepitelor de aur, o condiție de mediu caracteristică este o concentrație mare de ioni de aur Au 3+, care sunt toxici pentru organismele vii. Prin urmare, fiecare tip de astfel de bacterii are un mecanism de apărare împotriva ionilor toxici de aur prezenți în cantități mari. Deci, pentru o bacterie gram-negativă Cupriavidus metallidurans, unul dintre cele două tipuri predominante de microorganisme în biofilmele pe aur, mecanismul de protecție era deja cunoscut: aceste organisme absorb ionii Au 3+ și îi neutralizează, transformându-i în aur insolubil netoxic, ale cărui granule se acumulează în citoplasmă. a bacteriei (adică ea biomineralizare).

Când vorbesc despre biomineralizare, oamenii de știință se referă la capacitatea organismelor vii de a forma minerale, iar cuvântul „mineral” în acest context este înțeles destul de larg (vezi recenzia: Steve Weiner, Patricia M. Dove. O privire de ansamblu asupra proceselor de biomineralizare și a problemei efectul vital, PDF, 1,58 MB). Biomineralizarea include formarea biogenă de pepite, minereuri metalice etc. În ultimii ani au apărut numeroase studii interesante în acest domeniu, care se datorează parțial dezvoltării metodelor microscopice. Oamenii de știință au văzut că multe minereuri conțin rămășițe de celule bacteriene (vezi: Wang și colab., 2011. Biomineralizarea moleculară: spre o înțelegere a originii biogene a nodulilor polimetalici, a crustelor de munte submarine și a orificiilor hidrotermale), ceea ce poate indica originea biogenă a aceste minereuri (zăcăminte de nichel, cupru etc.) (vezi și știrea Zăcămintele de zinc au apărut datorită bacteriilor, „Elemente”, 19.06.07). Și s-au găsit pelicule bacteriene în creștere pe suprafața multor minereuri și pepițe.

O altă specie care trăiește pe aur este o bacterie gram-negativă Delftia acidovorans, - a fost până acum practic neexplorat și mecanismul de protecție a acestuia împotriva ionilor de aur în exces nu era cunoscut nici măcar în termeni generali. Oamenii de știință canadieni de la Universitatea din Western Ontario și de la Universitatea McMaster au început să studieze acest microorganism misterios.

În primul rând, a fost necesar să se afle unde are loc reducerea ionilor de aur: în exterior sau în interiorul celulelor. Pentru a face acest lucru, bacteriile studiate au fost crescute pe un mediu nutritiv și apoi umplute cu o soluție de săruri de aur Au 3+. În jurul bacteriilor s-a format un precipitat întunecat de aur insolubil, ceea ce a indicat că aceste microorganisme reduc ionii de aur în afara lor (Fig. 2). Când s-a făcut același experiment cu Cupriavidus metallidurans, în jurul bacteriilor nu s-a format aur insolubil, deoarece aceste microorganisme restaurează aurul în interiorul celulelor lor.

Din moment ce s-a dovedit că Delftia acidovorans restaurează aurul în afara celulelor sale, cercetătorii au sugerat că, în aceste scopuri, bacteria eliberează o substanță specială în mediul extern. A fost necesar să se identifice genele Delftia acidovorans, responsabil de sinteza acestei substanțe. Un indiciu important a fost că Cupriavidus metallidurans, care restabilește aurul în interiorul celulelor sale și, prin urmare, nu secretă substanțe speciale în exterior în acest scop, astfel de gene nu ar fi trebuit să existe.

De regulă, pentru a „ajusta” condițiile de mediu, bacteriile folosesc substanțe cu o structură specială cu un nivel molecular scăzut - fie policetide, fie peptide non-ribozomale. Polekidele sunt substanțe organice complexe care sunt sintetizate de enzime speciale din molecule mici de acizi organici. Peptidele non-ribozomale, spre deosebire de peptidele obișnuite, sunt sintetizate, după cum sugerează și numele, nu prin ribozomi, ci prin enzime speciale, fiecare dintre acestea putând sintetiza doar un singur tip de peptidă.

Presupunând că compusul reducător de aur are Delftia acidovorans aparține unuia dintre aceste tipuri de substanțe chimice, cercetătorii au început să caute gene care codifică enzime pentru sinteza lor. Utilizarea analizei computerizate a genomului Delftia acidovorans oamenii de știință au reușit să identifice un grup de gene care ar putea codifica enzime pentru sinteza polichetidelor sau enzime pentru sinteza peptidelor non-ribozomale. Pentru a determina dacă aceste gene au fost de fapt implicate în reducerea aurului, cercetătorii le-au oprit inserând bucăți mici de ADN în secvența genei.

S-a descoperit că, după „dezactivarea” uneia dintre genele care codifică peptida sintetaza non-ribozomală, această genă a fost numită delG- bacteriile încetează să formeze un sediment de aur insolubil în jurul lor, chiar dacă în jurul lor sunt mulți ioni de aur. Aceasta înseamnă că această peptidă, care a fost de obicei formată în timpul funcționării normale a genei care codifică peptida sintetazei, a fost cea care a restaurat aurul în jurul bacteriilor. Astfel, cercetătorii au descoperit o genă care protejează bacteriile Delftia acidovorans din excesul de ioni de aur. În timpul funcționării normale a acestei gene, se formează sinteza peptidelor non-ribozomale - o enzimă care sintetizează o peptidă eliberată de bacterie și transformă aurul din jurul acesteia într-o formă insolubilă, inofensivă.

Compararea conținutului de extracte din bacterii cu o genă „oprită” și „pornită” delG, cercetătorii au identificat o peptidă care este absentă în prima și prezentă în concentrații semnificative în cea din urmă. După izolarea și purificarea acestei peptide, structura sa a fost determinată prin spectrometrie de masă și RMN. Peptida a fost numită delftibactin (Fig. 3).

Pentru a confirma funcția de protecție a peptidei găsite, cercetătorii au crescut bacterii cu gene „dezactivate”. delG, a adăugat o soluție de săruri de aur, precum și delftibactină. Când a existat un exces de săruri de aur în mediu, creșterea bacteriană a fost suprimată, dar la ceva timp după adăugarea de delftibactină, creșterea bacteriană normală a fost restabilită, ceea ce indică faptul că efectele toxice ale ionilor de aur au fost eliminate.

Autorii au studiat proprietățile acestei peptide interesante. S-a dovedit că este capabil să funcționeze în prezența sărurilor altor metale decât aurul (Fig. 4). Delftibactin funcționează cu succes la concentrații mari de ioni de fier și, în astfel de condiții, reduce în primul rând aurul. Specificitatea este atinsă datorită faptului că delftibactina formează complexe cu ionii metalici și tocmai mărimea ionului de aur îi „se potrivește” cel mai bine.

Cu ajutorul analizei RMN, a fost stabilită structura complecșilor de delftibactină cu ioni metalici (rolul ionilor metalici a fost jucat de ionii de galiu; aurul nu a putut fi folosit, deoarece delftibactina coprecipitează rapid cu ea și se formează mult material insolubil, care ar complică semnificativ analiza RMN). Complexele de delftibactin cu galiu (Fig. 6) au precipitat aurul cu un ordin de mărime mai rău decât delftibactina pură (Fig. 5), susținând ipoteza că galiul se leagă de aceleași grupări de delftibactin de care s-ar lega aurul și că structura complexelor delftibactina este similară cu aceste două metale. Când se formează un complex cu un ion metalic, molecula de delftibactină se îndoaie și se leagă de ion folosind mai multe grupuri laterale simultan. Odată ce ionul s-a legat de molecula de delftibactină, poate avea loc reducerea acestuia. A rămas de aflat prin ce mecanism se întâmplă acest lucru.

Când se studiază diferite variante de delftibactin din diferite tulpini Delftia acidovorans Cercetătorii au descoperit o variantă care diferă de cea principală prin prezența unei grupări metil suplimentare la unul dintre situsurile de legare a metalelor (această variantă a fost numită delftibactin B). Această variantă diferă de cea mai comună delftibactin A prin reactivitatea sa redusă. Această descoperire a dezvăluit care parte a moleculei de delftibactină reduce aurul. Autorii au emis ipoteza că reducerea are loc prin decarboxilare oxidativă, ceea ce explică de ce o moleculă cu o grupă formamidă mai reactivă este mai bună la reducerea aurului decât o moleculă cu o grupă acetamidă (Figura 7).

Autorii acestui studiu au parcurs un drum lung din ignoranța totală a modului în care Delftia acidovorans este protejat de excesul de ioni de aur din mediu până când este descoperit compusul care precipită aurul și mecanismul de acțiune al acestui compus este elucidat. Delftibactin este primul metabolit secretat descoperit care protejează bacteriile de aurul solubil și promovează biomineralizarea acestuia (Fig. 1). Autorii notează că compusul găsit precipită aur dintr-o soluție a sărurilor sale mult mai rapid și mai eficient decât compușii cunoscuți anterior cu proprietăți similare (de exemplu, citrat) și speră că descoperirea lor va găsi aplicații practice.