這項研究展示了基因工程如何增強細菌提取稀土元素(REEs)的能力,稀土元素對永續技術至關重要,並為傳統、破壞環境的採礦過程提供了一種更環保的替代方案。
研究人員已成功改造了用於生物浸出的細菌氧化葡萄糖酸桿菌,以更有效地提取稀土元素。生物浸出是一種微生物從礦石中溶解金屬的過程。該團隊專注於兩個關鍵的遺傳機制:磷酸鹽運輸和葡萄糖氧化。
通過破壞磷酸鹽特異性運輸系統(特別是刪除pstS基因),細菌產生了更酸性的溶液,使生物浸出提高了高達30%。他們將此與mgdh基因的過度表達相結合,該基因參與葡萄糖氧化,進一步降低了溶液的pH值,並將稀土元素提取量提高了高達73%。
這些基因改造的細菌為更永續的稀土元素提取提供了一條有希望的途徑。傳統方法通常涉及刺激性化學物質和高溫,導致嚴重的環境污染。生物浸出,特別是使用這些增強型細菌,可以顯著減少稀土元素生產的環境足跡,使永續技術更加真正地永續。
氧化葡萄糖酸桿菌是一種異養微生物,這意味著它消耗有機物(如糖)來產生能量。在這種情況下,它將葡萄糖轉化為生物浸出劑,一種溶解含有稀土元素的固體基質的有機酸混合物。pstS基因編碼磷酸鹽信號蛋白,而mgdh編碼膜結合葡萄糖脫氫酶,一種對葡萄糖氧化至關重要的酶。