A mágneses baktérium titka

Mágneses kritálylánc a sejttestben
Fotó: Johnsen, S. & Lohmann, K. J. Magnetoreception in animals. Phys. Today 61, 29 (2008)

„A baktériumok egy csoportjának sejtjeiben mágneses vas-oxid- vagy vas-szulfid-nanokristályok képződnek. A magnetit- (Fe3O4) és greigitkristályokat (Fe3S4) biológiai membrán veszi körül, a kristály és a membrán együttese az úgynevezett magnetoszóma. A magnetoszómák láncokba szerveződve segítik a mikroorganizmusokat a tájékozódásban” – magyarázta az akadémikus.

Mint elmondta, a mágneses baktériumoknak létfontosságú a pontos tájékozódás, mert mikroaerofil mikroorganizmusként a túl sok oxigén végzetes lehet a számukra, ezért élnek a mocsarak, tavak, tengerek és azok üledékének, az oxigéndús és oxigénmentes rétege közötti átmeneti sávban. „A Balaton vizében például van oxigén, ám a tófenék üledékének néhány milliméteres mélységében már nincs. Ezen a határon élnek a mágneses baktériumok – ez a természetes életterük.

A mikroorganizmusok kizárólag a geomágneses erővonalak mentén képesek mozogni, ebben a mozgásban, vagyis az optimális oxigénkoncentráció megtalálásában segítenek a kristályláncok.

„Az erővonalak az Egyenlítőtől távolodva a Föld felszínéhez képest egyre nagyobb szögben hajlanak. Ezáltal a baktériumok csak lefelé és felfelé tudnak úszni, ez segíti őket a megfelelő környezet megtalálásában” – fogalmazott a tudós.

A baktériumok a bennük lévő mágneses kristályok és azok elrendeződése alapján igen sokfélék: valóságos természetes laboratóriumok. „Olyan szabályozott méretű és alakú kristályokat termelnek a legkülönfélébb elrendeződésben, amilyeneket mesterségesen igen nehéz előállítani. A baktériumok tanulmányozásával gyarapíthatjuk a nanométeres mágneses kristályokkal kapcsolatos ismereteinket” – mondat Pósfai Mihály.

A mágneses nanokristályokat sok helyen alkalmazzák. A mágneses folyadékokat, a ferrofluidokat a merevlemezek meghajtott tengelye körül, folyékony tömítésként használják. A mágneses nanorészecskék kontrasztanyagként szolgálnak a mágneses magrezonanciás képalkotó vizsgálatoknál (MRI). Nem mindegy, hogy milyen a mágneses nanorészecskék mérete és alakja, mert ettől függ viselkedésük és tulajdonságuk.„Ezért lenne fontos, hogy megtanuljuk szűk méret- és alakeloszlással előállítani a szintetikus részecskéket, ami laboratóriumi körülmények között nem egyszerű feladat” – említett egy megoldásra váró problémát az akadémikus.
A kutatók ezeket a baktériumokat vizsgálva próbálják meg kideríteni, miként képesek ilyen szabályozott tulajdonságú kristályokat gyártani. Az így nyert ismereteket pedig a laboratóriumi mágneses kristályszintézisben kamatoztathatják.

Pósfa Mihály, a Pannon Egyetem professzora az Európai Unió 7. kutatási és technológiafejlesztési keretprogramjának részeként német, osztrák, magyar és lett kutatók részvételével egy olyan projekten dolgozik, amelynek célja, hogy az MRI-vizsgálatokhoz biomimetikus szintézissel a korábbiaknál jobb kontrasztanyagokat állítsanak elő.

Forrás: MTA