Los científicos quieren diseñar bacterias para minar tierras raras de forma sostenible


Los investigadores utilizaron una tecnología llamada Knockout Sudoku que les permitió desactivar los 2.733 genes en el genoma de G. oxydans uno por uno.

Para satisfacer las necesidades anuales de Estados Unidos de elementos de tierras raras, se necesitarían aproximadamente 71,5 millones de toneladas de mineral en bruto para extraer 10.000 kilogramos de elementos.

Los métodos actuales se basan en disolver la roca con ácido sulfúrico caliente, seguido del uso de solventes orgánicos para separar elementos individuales muy similares entre sí en una solución.

“Queremos encontrar una manera de hacer un error que haga mejor ese trabajo”, 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‘genes para que extraiga los elementos de manera más eficiente.

Para hacerlo, los investigadores utilizaron una tecnología llamada Knockout Sudoku, que les permitió desactivar los 2.733 genes en G. oxydans‘genoma uno por uno. El equipo seleccionó mutantes, cada uno con un gen específico eliminado, para poder identificar qué genes desempeñan un papel en la obtención de elementos de la roca.

La autora principal Alexa Schmitz, luego identificó genes involucrados en dos sistemas en G. oxydans; uno que frena la acidificación y otro que la acelera.

“Creemos que este mutante no puede decir cuándo ha tenido suficiente fosfato, por lo que sigue produciendo biolixiviante ácido para disolverse 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”, dijo Esteban Gazel, coautor del artículo y profesor asociado de ciencias de la tierra y la atmósfera. “Tenemos un proceso aquí 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 utilizó para medir concentraciones de elementos de tierras raras de soluciones donde los mutantes estaban expuestos al mineral. “Para algunos de los mutantes, pudieron obtener concentraciones muy altas [of rare earth elements from ore]”, Dijo Gazel.

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