Un nuevo estudio publicado en Nature Communications describe una prueba de principio para diseñar una bacteria, Gluconobacter oxydans , que da un primer paso para satisfacer la creciente demanda de elementos de tierras raras de una manera que iguala el costo y eficiencia de los métodos tradicionales de extracción y refinamiento termoquímicos y es lo suficientemente limpio como para cumplir con los estándares ambientales de EE. UU.
-método de presión para obtener elementos de tierras raras de una roca”, dijo Buz Barstow, autor principal del artículo y profesor asistente en la Universidad de Cornell, en un comunicado de prensa. declaración.
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Para satisfacer las necesidades anuales de EE. UU. de elementos de tierras raras, aproximadamente 71. 5 millones de toneladas de mineral en bruto ser requerido para extraer 10,000 kilogramos de elementos.
Los métodos actuales se basan en disolver la roca con azufre caliente ácido icónico, seguido del uso de solventes orgánicos para separar elementos individuales muy similares entre sí en una solución.
“Queremos descubrir una manera de hacer un insecto que haga eso trabajar mejor”, dijo Barstow.
G. oxydans es conocido por producir un ácido llamado biolixiviante que disuelve la roca; la bacteria usa el ácido para extraer fosfatos de elementos de tierras raras. Por lo tanto, Barstow y su equipo han comenzado a manipular G. oxydans' para que extraiga los elementos de manera más eficiente.
Para hacerlo, los investigadores utilizaron una tecnología llamada Knockout Sudoku, que les permitió desactivar los genes 2,733 en G. oxydans' genoma uno por uno. El equipo seleccionó mutantes, cada uno con un gen específico eliminado, para que pudieran identificar qué genes juegan un papel en la extracción de elementos de la roca.
La autora principal, Alexa Schmitz, luego identificó los genes involucrados en dos sistemas en G. Oxidanos; uno que frena la acidificación y otro que la acelera.
“Creemos que este mutante no puede saber cuándo ha tenido suficiente fosfato, por lo que sigue produciendo biolixiviante ácido para disuelve más”, dijo Schmitz.
El equipo también está trabajando para encontrar formas de regular el gen que acelera la producción de ácido. Esperan crear un sistema en el que las bacterias funcionen con azúcares baratos derivados de la celulosa para obtener energía.
“Soy increíblemente optimista”, Esteban Gazel, coautor del artículo y asociado profesor de ciencias de la tierra y de la atmósfera, dijo. “Aquí tenemos un proceso que va a ser más eficiente que cualquier cosa que se haya hecho antes”.
En el estudio, el laboratorio de Gazel ayudó a desarrollar técnicas de espectrometría de masas, que Schmitz usó para medir las concentraciones de elementos de tierras raras de soluciones en las que los mutantes estuvieron expuestos al mineral. “Para algunos de los mutantes, pudieron obtener concentraciones muy altas”, dijo Gazel.
