Gli scienziati scoprono batteri che possono abbattere alcuni "sostanze chimiche eterne"

Di University of California - Riverside23 luglio 2023

Gli scienziati dell’Università della California, Riverside, hanno identificato due specie di batteri che possono degradare un gruppo ostinato di inquinanti, noti come “prodotti chimici per sempre” o PFAS. Questi batteri presenti in natura possono rompere i legami chimici di questi inquinanti, rendendoli innocui e offrendo un approccio biologico ed economicamente vantaggioso per ripulire i contaminanti industriali.

Scienziati specializzati in ingegneria chimica e ambientale presso l’Università della California, a Riverside, hanno scoperto due tipi di batteri nel suolo in grado di abbattere una classe di “sostanze chimiche eterne” ostinate, dando speranza per una pulizia biologica a basso costo degli inquinanti industriali.

La professoressa assistente Yujie Men e il suo team presso il Bourns College of Engineering hanno scoperto che questi batteri sono in grado di sradicare un sottogruppo specifico di sostanze per- e poli-fluoroalchiliche, note come PFAS, in particolare quelle che contengono uno o più atomi di cloro nella loro sostanza chimica. struttura. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature Water.

Le sostanze chimiche dannose per sempre persistono nell’ambiente per decenni o molto più a lungo a causa dei loro legami insolitamente forti tra carbonio e fluoro. Sorprendentemente, il team dell'UCR ha scoperto che i batteri scindono i legami cloro-carbonio dell'inquinante, dando inizio a una catena di reazioni che distruggono per sempre le strutture chimiche, rendendole innocue.

Università della California, Riverside, la professoressa assistente Yulie Men e lo studente laureato Josen Jin. Credito: foto dell'UCR di Sizhuo Zhang

"Quello che abbiamo scoperto è che i batteri possono prima scindere il legame carbonio-cloro, generando intermedi instabili", ha detto Men. "E poi quegli intermedi instabili subiscono una defluorurazione spontanea, che è la scissione del legame carbonio-fluoro."

I PFAS clorurati costituiscono un ampio gruppo nella famiglia chimica eterna di migliaia di composti. Includono una varietà di fluidi idraulici non infiammabili utilizzati nell'industria e composti utilizzati per realizzare pellicole chimicamente stabili che fungono da barriere contro l'umidità in varie applicazioni industriali, di imballaggio ed elettroniche.

The two bacteria speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Le specie - Desulfovibrio aminophilus e Sporomusa sphaeroides - identificate dal gruppo Men sono presenti in natura e sono note per vivere nei microbiomi sotterranei dove le acque sotterranee possono essere contaminate da PFAS. Per una pulizia più rapida, un nutriente poco costoso, come il metanolo, potrebbe essere iniettato nelle acque sotterranee per promuovere la crescita batterica. Ciò aumenterebbe notevolmente la presenza dei batteri per distruggere gli inquinanti in modo più efficace, ha detto Men. Se i batteri non sono già presenti, l'acqua contaminata potrebbe essere inoculata con una delle specie batteriche.

Un'immagine concettuale del processo di pulizia biologica. Credito: grafica UCR di Evan Fields

Men è l'autore corrispondente dell'articolo e Bosen Jin, uno studente laureato in ingegneria chimica e ambientale dell'UCR, è l'autore principale. Altri coautori dell'UCR sono il postdoc Jinyu Gao; l'ex postdoc Huaqing Liu; gli ex studenti laureati Shun Che e Yaochun Yu; e il professore associato Jinyong Liu.

Lo studio si espande sul lavoro precedente di Men, in cui aveva dimostrato che i microbi possono abbattere una classe ostinata di PFAS chiamata acidi carbossilici fluorurati.