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Und noch Spaß dabei! Gibt man Bakterien Glycerin, machen sie Uran ungefährlicher

Quelle: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossdorf 3 min Lesedauer

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Forscher des HZDR konnten mit der Wismut GmbH sowie spanischen Kollegen von der Universität Granada zeigen, dass Bakterien aus in Wasser gelöstes Uran ein stabile Verbindung machen ...

Erstaunliche Winzlinge! Auf dieser per KI bearbeiteten Illustration sieht man, wie ein Bakterium verschiedene Nanopartikel in seiner Zellmembran eingelagert hat. Die gute Nachricht ist, dass Mikroben so selbst uranverseuchte Milieus sozusagen dekontaminieren können. Hier mehr dazu ...(Bild: HZDR / J. Raff)
Erstaunliche Winzlinge! Auf dieser per KI bearbeiteten Illustration sieht man, wie ein Bakterium verschiedene Nanopartikel in seiner Zellmembran eingelagert hat. Die gute Nachricht ist, dass Mikroben so selbst uranverseuchte Milieus sozusagen dekontaminieren können. Hier mehr dazu ...
(Bild: HZDR / J. Raff)

Bakterien in der Umwelt, etwa in Böden oder Gewässern, spielen für Ökosysteme eine wichtige Rolle. Unter ihnen gibt es bekanntlich auch Bakterien, die darauf spezialisiert sind, auch recht üble Schadstoffe abbauen zu können. Und am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossdorf (HZDR) hat man mit den oben genannten Partnern Bakterien untersucht und sie in ein Milieu aus in Wasser gelöstem Uran gesteckt. Es hat sich gezeigt, dass, wenn man Glycerin hinzufügt, die Winzlinge aus dem strahlenden Element eine relativ harmlose chemische Verbindung machen können, weil sie es für ihren Stoffwechsel nutzen. Dabei nimmt das Uran einen chemischen Zustand an, der bisher nur als kurzzeitig andauernder Übergangszustand bekannt war. Und so ist man der Sache auf die Spur gekommen:

Auch Uran wird von Mikroben in der Zellmembran eingebaut

Für ihre Untersuchungen nutzte man das Grubenwasser einer gefluteten Urangrube im Erzgebirge aus 2.000 Metern Tiefe, die der Wismut GmbH gehört. In Laborexperimenten, die unter Luftabschluss durchgeführt wurden, versetzte man die Wasserproben mit einer definierten Menge an Glycerin. Die Bakterien nahmen unter für sie optimalen Bedingungen das Glycerin als Nahrungsquelle an. Nach rund 130 Tagen waren in den Proben nur noch rund fünf Prozent des im Wasser gelösten Urans vorhanden, wie man betont. Die Experten vermuteten dann, dass die Bakterien das Uran in ihre Zellmembran eingebaut haben, denn solche Einbauprozesse sind aus der Literatur bereits bekannt – und tatsächlich konnten die Forscher in der Zellmembran der Bakterien Uran nachweisen. Doch um welche chemischen Verbindungen handelt es sich hierbei genau?

Stabiles fünfwertiges Uran zu einem hohen Anteil gefunden

Um das genauer zu erforschen, nutzte das Team moderne mikroskopische und spektroskopische Methoden. Die Analysen wurden sowohl an der Rossendorf Beamline (ROBL), die das HZDR an der European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble betreibt, als auch an der Universität Granada durchgeführt. Zunächst untersuchten sie, in welchen chemischen Zuständen das Uran in der Bakterienmembran vorliegt. In der chemischen Fachsprache wird der Begriff „Wertigkeit“ genutzt, um zu beschreiben, mit wie vielen „Händen“ sich ein Atom innerhalb einer chemischen Verbindung festhalten kann. Uran kommt in der Regel vier- oder sechswertig vor. Es gibt aber auch fünfwertiges Uran. Doch das ist selten oder nur kurzzeitig stabil. Die Ergebnisse der Studie, so betont man, waren deshalb äußerst überraschend, denn in der Biomasse aus den Versuchsansätzen lag das Uran zu einem ungewöhnlich hohen Anteil auch in der fünfwertigen Variante vor.

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