In Japan is een natriumpomp uit het celmembraan van een bacterie omgebouwd tot cesiumpomp. Misschien kan hij helpen bij het opruimen van de restanten van de kernramp bij Fukushima, suggereert een recente publicatie in Journal of Physical Chemistry Letters.

De bacterie, Krokinobacter eikastus, komt voor in sediment op de zeebodem voor de Japanse kust. De pomp is een rodopsine-eiwit, dat energie uit zonlicht gebruikt om kationen te verplaatsen. Van nature verpompt dit rodopsine alleen Li⁺ en Na⁺. Zwaardere éénwaardige kationen, zoals K⁺, Rb⁺ en Cs⁺, vindt het kennelijk te groot. Zijn die aanwezig, dan gaat het eiwit in plaats daarvan H⁺ verpompen.

Eerder stelden onderzoekers uit Nagoya en Tokio al vast dat de selectiviteit verstopt moest zitten in het uiteinde van het eiwit dat aan de binnenkant van het membraan zit. Door dat uiteinde gericht te laten muteren wisten ze een variant te kweken die K⁺ verpompt. En verder experimenteren heeft er nu ook een opgeleverd die Cs⁺ ‘pakt’.

In de vrije natuur is zo’n cesiumpomp nog nooit aangetroffen, waarschijnlijk omdat de evolutie er geen heil in zag wegens gebrek aan cesium.

Uiteindelijk blijkt het aan twee aminozuurresten te liggen, op de plaatsen 61 en 263 in de eiwitketen. Bij het natuurlijke rodopsine zitten daar respectievelijk asparagine en glycine. Bij de kaliumpomp worden ze vervangen door proline en tryptofaan, en bij de cesiumpomp door leucine en fenylalanine. De vervangende aminozuren zijn groter qua omvang, en verwringen het ionkanaal kennelijk dusdanig dat er grotere ionen doorheen kunnen.

Het beste nieuws is dat je de code voor het gemuteerde eiwit kunt overzetten naar het bacteriële werkpaard E.coli. Die gaat dan eveneens cesium opnemen. Inclusief radioactief cesium-137, dat ontstaat wanneer je uraniumkernen splijt en dat bij de ramp in Fukushima in grote hoeveelheden in het milieu terecht is gekomen.

Of het echt haalbare kaart is om dat cesium te laten absorberen door bacteriën, die je vervolgens gemakkelijk uit het water kunt vissen, is de volgende vraag.

bron: Nagoya Institute of Technology