Copper mining bacteria: Converting toxic copper ions into a stable single-atom copper

Autor(es)

Gracioso, Louise Hase ^{[1, 2]} ; Pena-Bahamonde, Janire ^[3] ; Karolski, Bruno ^[2] ; Borrego, Bruna Bacaro ^{[1, 2]} ; Perpetuo, Elen Aquino ^{[2, 4]} ; Oller do Nascimento, Claudio Augusto ^[5] ; Hashiguchi, Hiroki ^[6] ; Juliano, Maria Aparecida ^[7] ; Robles Hernandez, Francisco C. ^[8] ; Rodrigues, Debora Frigi ^[3]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Interunits Grad Program Biotechnol, Lineu Prestes Ave 2415, Sao Paulo, SP - Brazil

^[2] Univ Sao Paulo, CEPEMA POLI USP, Environm Res & Educ Ctr, Conego Domenico Rangoni Rd, 270 Km, Cubatao, SP - Brazil

^[3] Univ Houston, Dept Civil & Environm Engn, Houston, TX 77204 - USA

^[4] Univ Fed Sao Paulo, Imar Unifesp, Inst Marine Sci, Carvalho de Mendonca Ave 144, Santos, SP - Brazil

^[5] Univ Sao Paulo, Chem Engn Dept, POLI USP Lineu Prestes Ave 580, Sao Paulo, SP - Brazil

^[6] JEOL Ltd, 3-1-2 Musashino Akishima, Tokyo - Japan

^[7] Univ Fed Sao Paulo, Dept Biophys, Sao Paulo, SP - Brazil

^[8] Univ Houston, Mat Sci & Engn, Adv Mfg Inst, Mech Engn Technol, Houston, TX 77004 - USA

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: SCIENCE ADVANCES; v. 7, n. 17 APR 2021.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

The chemical synthesis of monoatomic metallic copper is unfavorable and requires inert or reductive conditions and the use of toxic reagents. Here, we report the environmental extraction and conversion of CuSO4 ions into single-atom zero-valent copper (Cu-0) by a copper-resistant bacterium isolated from a copper mine in Brazil. Furthermore, the biosynthetic mechanism of Cu-0 production is proposed via proteomics analysis. This microbial conversion is carried out naturally under aerobic conditions eliminating toxic solvents. One of the most advanced commercially available transmission electron microscopy systems on the market (NeoArm) was used to demonstrate the abundant intracellular synthesis of single-atom zero-valent copper by this bacterium. This finding shows that microbes in acid mine drainages can naturally extract metal ions, such as copper, and transform them into a valuable commodity. (AU)

• Processo FAPESP: 15/18089-3 - Remoção de cobre usando consórcio microbiano isolado a partir de resíduos de mineração
• Beneficiário: Louise Hase Gracioso
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/22790-7 - Avaliação do potencial da produção de biopolímeros por bactérias metilotróficas
• Beneficiário: Elen Aquino Perpetuo
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Regular
• Processo FAPESP: 13/11020-2 - Caracterização da comunidade bacteriana de uma área de processamento de cobre e identificação do mecanismo de resistência a metais pesados
• Beneficiário: Louise Hase Gracioso
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 13/50218-2 - CEPEMA - Centro Cooperativo em Engenharia Ambiental
• Beneficiário: Claudio Augusto Oller do Nascimento
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/13588-0 - EMU concedido no processo 2012/50191-4: espectrômetro de massas IMPACT II da Bruker
• Beneficiário: Maria Aparecida Juliano
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários