基因工程细菌可以帮助纯化稀土金属

对特定细菌种类进行基因改造，使其提取稀土金属的能力提高了 210%，为以更环保的方式提取这些有价值的元素铺平了道路。

科学家们对一种微小细菌进行了基因改造，以快速纯化计算机、电动汽车电池和硬盘中使用的稀土金属。

12 月 6 日《合成生物学》杂志上发表的一篇论文描述了这项新技术，有一天可能会取代目前用于将这些元素与通常发现的金属分离的对环境有害的方法，研究人员说。

稀土元素 (REE) 或称镧系元素，包括镝、铽和钕元素，位于元素周期表第三族第六行。通常存在于矿山矿石中，其独特的磁性、发光和电特性使其可用于现代技术，并且对它们的需求正在不断增长。

然而，纯化这些材料依赖于溶剂萃取，即将化合物从一种液体溶剂转移到另一种液体溶剂的过程。但研究表明，这需要高温和污染化学物质。 “分离镧系元素的传统热化学方法对环境不利，”主要作者、康奈尔大学生物与环境工程助理教授布兹·巴斯托 (Buz Barstow) 在一份声明中表示。 “提炼这些元素很困难。这就是为什么我们将稀土元素送到海上（通常是中国）来加工它们。”

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然而，在这项新研究中，研究人员通过对细菌Vibrio natriegens进行基因改造，通过一种称为生物吸附的过程提取这些有价值的元素，从而绕过了这个过程。它使用生物物质（例如细菌）通过吸附或将目标元素结合到细胞表面来从混合物中去除特定元素。

该团队使用了V。 natriegens 是一种喜盐海洋细菌，于 1958 年发现，因为它具有所有已知生物体中最快的生长速度，并且不会引起人类疾病。根据 2021 年发表在《生物化学论文》杂志上的一篇论文，它是大肠杆菌的一种有前途的替代品，不仅因为它生长迅速，而且还因为它消耗能量的速度很高。你>。

在这项新研究中，科学家们将一个质粒或小的可转移 DNA 环引入到 V 中。纳特里根。质粒将错误引入基因组。

然后，他们用镝（一种常用的稀土金属）样本测试了 96 种转基因细菌。与未修饰的 V 相比，他们的一种突变体将提取率提高了 210%。纳特里根。

巴斯托说，这些结果很重要，因为它们“为我们提供了超越热化学方法的机会”，特别是因为美国由于其外包历史而不再拥有此类加工的专业知识。他补充说，也许可以对不同类型的细菌进行改造，使该方法比其他生物方法更便宜。

尽管科学家们将生物吸附的变化描述为“重大”，但他们表示，还需要做更多的工作才能使其成为一个可行的系统，从金属中以及相互之间纯化稀土金属。细菌需要进行优化，以处理多种金属混合在一起的样品，并在需要时进行优化，以吸附特定的稀土金属。

尽管如此，科学家们相信这项研究证明细菌有一天可以被改造，有一天可以取代溶剂萃取，成为纯化稀土金属的首选方法。