Բակտերիաները կարող են կարևոր լինել հազվագյուտ հողերի կայուն արդյունահանման համար
Աղբյուր՝ Phys.orgՀանքաքարից ստացված հազվագյուտ հողային տարրերը կենսական նշանակություն ունեն ժամանակակից կյանքի համար, սակայն հանքարդյունաբերությունից հետո դրանց մաքրումը ծախսատար է, վնասում է շրջակա միջավայրին և հիմնականում հանդիպում է արտասահմանում:Նոր հետազոտությունը նկարագրում է Gluconobacter oxydans բակտերիաների նախագծման սկզբունքի ապացույցը, որը առաջին մեծ քայլն է կատարում հազվագյուտ հողային տարրերի աճող պահանջարկի բավարարման ուղղությամբ, որը համապատասխանում է ավանդական ջերմաքիմիական արդյունահանման և մաքրման մեթոդների արժեքին և արդյունավետությանը և բավականաչափ մաքուր է համապատասխանում է ԱՄՆ բնապահպանական չափանիշներին:«Մենք փորձում ենք ստեղծել էկոլոգիապես մաքուր, ցածր ջերմաստիճանի, ցածր ճնշման մեթոդ՝ ժայռից հազվագյուտ հողային տարրեր հանելու համար», - ասում է Բազ Բարստոուն՝ հոդվածի ավագ հեղինակ և կենսաբանական և բնապահպանական ճարտարագիտության ասիստենտ։ Կոռնելի համալսարան.Տարրերը, որոնցից 15-ը պարբերական աղյուսակում կա, անհրաժեշտ են ամեն ինչի համար՝ համակարգչից, բջջային հեռախոսներից, էկրաններից, խոսափողներից, հողմային տուրբիններից, էլեկտրական մեքենաներից և հաղորդիչներից մինչև ռադարներ, սոնարներ, LED լույսեր և վերալիցքավորվող մարտկոցներ:Մինչ ԱՄՆ-ը ժամանակին կատարելագործում էր իր սեփական հազվագյուտ հողային տարրերը, այդ արտադրությունը դադարեցվեց ավելի քան հինգ տասնամյակ առաջ:Այժմ այս տարրերի ճշգրտումը գրեթե ամբողջությամբ տեղի է ունենում այլ երկրներում, մասնավորապես, Չինաստանում:«Հազվագյուտ հողային տարրերի արտադրության և արդյունահանման մեծ մասը գտնվում է օտար ազգերի ձեռքում», - ասում է Կոռնելի երկրագնդի և մթնոլորտային գիտությունների դոցենտ Էստեբան Գազելը:«Այսպիսով, մեր երկրի անվտանգության և ապրելակերպի համար մենք պետք է վերադառնանք այդ ռեսուրսը վերահսկելու ճանապարհին»:Հազվագյուտ հողային տարրերի ԱՄՆ-ի տարեկան կարիքները բավարարելու համար մոտավորապես 71,5 միլիոն տոննա (~ 78,8 միլիոն տոննա) հում հանքաքար կպահանջվի 10,000 կիլոգրամ (~ 22,000 ֆունտ) տարրեր արդյունահանելու համար:Ընթացիկ մեթոդները հիմնված են տաք ծծմբական թթվով ապարների լուծարման վրա, որին հաջորդում է օրգանական լուծիչների օգտագործումը՝ լուծույթում միմյանցից շատ նման առանձին տարրեր առանձնացնելու համար:«Մենք ցանկանում ենք գտնել մի ուղի, որն ավելի լավ կկատարի վրիպակ», - ասաց Բարստոուն:G. oxydans-ը հայտնի է նրանով, որ ստեղծում է բիոլիքսիվիանտ կոչվող թթու, որը լուծարում է քարերը.բակտերիաներն օգտագործում են թթուն հազվագյուտ հողային տարրերից ֆոսֆատներ հանելու համար:Հետազոտողները սկսել են մանիպուլյացիայի ենթարկել G. oxydans-ի գեները, որպեսզի այն ավելի արդյունավետ կերպով արդյունահանի տարրերը:Դա անելու համար հետազոտողները օգտագործեցին մի տեխնոլոգիա, որը Բարսթոուն օգնեց մշակել, որը կոչվում էր Knockout Sudoku, որը թույլ տվեց նրանց մեկ առ մեկ անջատել G. oxydans-ի գենոմի 2733 գեները:Թիմը մշակել է մուտանտներ, որոնցից յուրաքանչյուրը որոշակի գենով նոկաուտի է ենթարկվել, որպեսզի նրանք կարողանան պարզել, թե որ գեներն են դեր խաղում տարրերը ժայռից դուրս հանելու գործում:«Ես աներևակայելի լավատես եմ»,- ասել է Գազելը։«Մենք այստեղ ունենք մի գործընթաց, որն ավելի արդյունավետ է լինելու, քան նախկինում արված որևէ բան»:Ալեքսա Շմիցը, Բարստոուի լաբորատորիայի հետդոկտորական գիտաշխատող, հետազոտության առաջին հեղինակն է՝ «Gluconobacter oxydans Knockout Collection-ը գտնում է բարելավված հազվագյուտ երկրային տարրերի արդյունահանումը», որը հրապարակվել է Nature Communications-ում:
