חוקרים גילו חיידק האוגר כמויות עצומות של ארסן

הגילוי, שנעשה על ידי חוקרים מאוניברסיטת תל אביב, עשוי לסלול את הדרך לפיתוח אמצעי זול ואפקטיבי לניקוי מי השתייה מארסן – המזהם הרעיל הנפוץ ביותר בעולם

חוקרים גילו חיידק השוכן בתוך הספוג הנפוץ תיאונלה סווינהוי, שאוגר בתוכו כמויות עצומות של היסוד הכימי הרעיל ארסן, ויכול לסייע בפיתוח שיטות לניקוי יעיל של מים מהרעלן. מקור: באדיבות אוניברסיטת תל אביב.
חוקרים גילו חיידק השוכן בתוך הספוג הנפוץ תיאונלה סווינהוי, שאוגר בתוכו כמויות עצומות של היסוד הכימי הרעיל ארסן, ויכול לסייע בפיתוח שיטות לניקוי יעיל של מים מהרעלן. מקור: באדיבות אוניברסיטת תל אביב.

חוקרים במחלקה לזואולוגיה של אוניברסיטת תל אביב גילו חיידק ייחודי, האוגר בתוכו כמויות עצומות של היסוד הכימי הרעיל ארסן, שנחשב כיום למזהם מספר אחת של מי תהום בעולם. החוקרים מקווים כי תגליתם תאפשר את פיתוחה של שיטה יעילה לניקוי המים מן היסוד העמיד, המזהם כיום את מי השתייה של עשרות מיליוני בני אדם ברחבי כדור הארץ.

החיידק,  השוכן בתוך הספוג הנפוץ תיאונלה סווינהוי ((Theonella Swinhoei,  נחקר על ידי ד"ר רעי קרן וד״ר בועז מייזל, במעבדה לחקר ספוגים של פרופ' מיכה אילן. המחקר בוצע  בשיתוף עם פרופ' בועז פוקרוי מהטכניון ועם ד"ר סירין פקרה  מהמעבדה הלאומית לורנס שבברקלי, ארה"ב.

המחקר פורץ הדרך, המעורר עניין רב בקהילה המדעית הבינלאומית, התפרסם ב-25.2.17 בכתב העת Nature Communications.

ביו-מינרל מסוג חדש

"ספוגים הם בעלי החיים הקדומים ביותר הקיימים היום על פני כדור הארץ," מסביר פרופ' אילן. "מדובר ביצורים ישיבים, שמסננים ללא הרף את המים שבתוכם הם חיים, ומלקטים מתוכם חומרים רבים. במחקר קודם, שערכנו לפני שנים אחדות, גילינו שהספוג 'תיאונלה סוויהוי', ובעיקר הזן שלו החי בים סוף, אוגר כמות אדירה של היסודות ארסן ובריום – עד פי מיליון מהריכוז בסביבתו הימית! במחקר הנוכחי ביקשנו לגלות מהו הגורם בתוך הספוג האחראי על אגירת הארסן."

ד"ר קרן מספר, כי מלכתחילה סבר כי מדובר בחיידק. כדי לבחון השערה זו, הפרידו החוקרים  בין תאי הספוג עצמו לבין החיידקים הרבים החיים בתוכו, ומצאו כי אכן, הארסן נמצא בקהילת החיידקים. בדיקה במיקרוסקופ אלקטרונים סורק העלתה כי חיידק מסוים, הקרוי 'אנטו תיאונלה', הוא זה שאוגר בתוכו את היסוד, הרעיל לכל צורות החיים. כיצד הוא עושה זאת?

בדיקות קפדניות באמצעים מתקדמים לזיהוי חומרים, העלו ממצא מדהים, שטרם נצפה כמותו בעולם הביולוגי: "גילינו שהחיידק מבצע בתוך גופו תהליך כימי של קישור בין הארסן המומס במים לבין היסוד סידן," אומר ד"ר קרן. "התוצר, שנקרא פרמקוליט, הוא גביש מוצק, שאינו רעיל כלל. בצורה זו נשמר הארסן בתוך גופו של החיידק, ואין סכנה שהוא יזלוג החוצה, יתמוסס שוב במים, ויחזור להיות רעיל." חשוב לציין שאותו חיידק אוגר בצורה דומה גם את היסוד הכימי בריום – אף הוא מזהם נפוץ הפוגע בבריאותנו. למעשה, ניתן לומר שהחיידק מתפקד בתוך הספוג כאיבר לניקוי רעלים, מעין 'תחליף' לכבד של בעלי חיים מפותחים יותר.

עבור הקהילה המדעית, מציגה התגלית חידושים רבים: ראשית, ריכוז הארסן בגופו של החיידק הוא הגבוה ביותר שנמדד אי-פעם במקום כלשהו כל פני כדור הארץ – כולל במרבצים גיאולוגיים! כמו כן, המדע מכיר מעט מאוד חיידקים שמסוגלים לייצר מינרלים בתוך גופם, וזו הפעם הראשונה שמתגלה חיידק המייצר בתוכו ארסן גבישי בדמות פרמקוליט. יתרה מכך, הפרמקוליט עצמו הוא חומר המוכר כמשקע גיאולוגי, אך עד כה מעולם לא נצפה ייצור ביולוגי שלו. במילים אחרות, הפרמקוליט המיוצר על ידי החיידק אנטו תיאונלה הינו ביו-מינרל מסוג חדש לחלוטין!

בשלב הבא של עבודתו מבקש ד"ר קרן לחקור את הגנום של חיידק האנטו תיאונלה, במטרה לאתר את הגנים המעורבים בתהליך אגירת הארסן והבריום והפיכתם למוצקים בלתי מזיקים. כיוון מחקר עתידי נוסף הוא חיפוש אחר חיידקים דומים, שחיים בקרקע או במי תהום – דבר שעשוי לקצר משמעותית את תהליך פיתוחה של טכנולוגיה לניקוי מי שתייה.

"הארסן המומס הוא חומר עמיד ביותר, שנשאר בסביבה לעד,  ועד היום לא נמצאה כל דרך יעילה לסילוקו ממי התהום," מסכם  פרופ' אילן. "אנו מקווים שהתגלית שלנו תסייע בעתיד לפיתוחו של אמצעי זול ואפקטיבי לניקוי מי התהום ומי השתייה מארסן. פיתוח כזה עשוי להציל את בריאותם ואף את חייהם של עשרות מיליוני בני אדם."

למאמר המלא

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

5 תגובות

  1. ציטוטים:
    1. :
    A possible human arsenic requirement is 12 mcg/day

    2:

    Possible function
    Arsenic plays a role that affects the conversion of methionine (an amino acid) to its metabolites taurine (another amino acid), labile methyl and the polyamines; involved in the methylation of various biomolecules (e.g., histones).
    Dietary need and sources
    Human requirements most likely near 12mcg per day; rich food sources can be fish, grain and cereal products.

    3:

    Arsenic may be essential for humans
    To date no specific biological function of arsenic has been found. Recent findings suggest that arsenic has a function that influences arginine and zinc metabolism in mammals. Arsenic may do this through a function in some enzyme system(s) because arsenic can either activate or inhibit enzymes in vitro. Another possibility is that arsenic has a structural role as part of a membrane phospholipid.
    Although arsenic has been synonymous with poison for centuries, and a number of reports have associated arsenic with some forms of cancer, it is actually much less toxic than selenium, a trace element with a well-established nutritional value. Toxic quantities of arsenic generally are measured in milligrams and the ratio of the toxic to nutritional dose for rats apparently is near 1250. Thus any beliefs that any form or amount of arsenic is unnecessary, toxic, or carcinogenic are unrealistic and of concern. The findings described in the preceding show that there are safe and, most likely, necessary levels of arsenic intakes that would permit optimal health for animals and humans throughout a lifetime.

  2. אבי
    הקישור שאתה (!) הבאת מחזק עוד יותר את דברי… יש מעט מאד מינים שידוע שהם צריכים ארסן. האדם לא ביניהם…

  3. לניסים
    קודם כל המשפט שהבאת מויקיפדיה לא סותר את מה שכתבתי .
    שנית ארסן הוא אחד ה trace elements שנחוצים בכמויות זעירות מאד של בסביבות 10 מיקרוגרם ליום .
    כיוון שארסניק משמש כרעל שנים רבות, ומן הסתם בסביה שלנו יש עודף שלו שזה יותר בעיה , מן הסתם יש הרבה יותר מאמרים ומחקרים בנושא רעילות של הארסניק ופחות על הארסניק כמיקרואלמנט שנחוץ בגוף , אני מסתמך על זה מהזכרון שלי מלימודי ביוכימיה … אולי באתרים שעוסקים בתזונה ומיקראלמנטים במזון תוכל למצא יותר חומר על זה .
    למשל כאן:
    http://www.dcnutrition.com/minerals/arsenic-as/

  4. אבי
    מאיפה המידע הזה? ויקיפדיה טוען אחרת:
    Some evidence indicates that arsenic is an essential trace mineral in birds (chickens), and in mammals (rats, hamsters, and goats). However, the biological function is not known

    על סמך מה אתה אומר שויקיפדיה טועה?

  5. חשוב לציין שארסן הוא לא רק רעל.
    ארסן הוא אחד המינרלים שנחוצים בגוף האדם, מעורב בתהליכים אינזימטיים בתיפקוד מערכת העצבים וכ"ד , אמנם בכמויות קטנות ביותר, אבל אי אפשר לחיות בלי ארסן.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן