Elektronöverföring:Geobacter-bakterier använder sina pili för att överföra elektroner till olösliga uranoxider, såsom urandioxid (UO2). Denna process skapar en reducerande miljö runt bakterierna, vilket främjar reduktionen av uran till en mer löslig form.
Uranreduktion:När Geobacter-bakterier överför elektroner till uranoxider reducerar de uranet från ett högre oxidationstillstånd (+6 i UO2) till ett lägre oxidationstillstånd (+4 i uran(IV)oxid, UO2). Denna reduktionsprocess gör uran mer lösligt, vilket underlättar dess efterföljande upptag av bakterierna.
Bildning av uran nanokristaller:I närvaro av reducerat uran underlättar Geobacter-bakterier ytterligare bildningen av uran nanokristaller i deras extracellulära polymera substanser (EPS). Dessa EPS är sammansatta av olika organiska föreningar, inklusive proteiner, polysackarider och lipider, som fungerar som bindningsställen för uran.
EPS-matris:EPS som produceras av Geobacter-bakterier kan binda uran och bilda en tät matris, vilket skapar en "svampliknande" struktur som fångar uranjoner. Denna EPS-matris fungerar som en reservoar för uranackumulering, vilket gör det möjligt för bakterierna att binda betydande mängder uran från den omgivande miljön.
Biofilmbildning:Geobacter-bakterier bildar ofta biofilmer, som är komplexa samhällen av celler som fäster på ytor och producerar EPS. Dessa biofilmer förbättrar Geobacters förmåga att interagera med uranhaltiga mineraler och förbättrar uranbindningen.
Genom att använda dessa mekanismer suger Geobacter-bakterier effektivt upp uran genom elektronöverföring, uranreduktion, bildning av uran-nanokristaller, EPS-bindning och biofilmbildning. Denna biosaneringsprocess erbjuder en naturlig och miljövänlig metod för att avlägsna uran från förorenade miljöer.
