出典：NewsCenter希土類元素（Rees）likeランタンそしてネオジム携帯電話やソーラーパネルから衛星や電気自動車まで、最新の電子機器の重要なコンポーネントです。これらの重金属は、わずかな量ではありますが、私たちの周りに発生します。しかし、需要は増え続けており、そのような低濃度で発生するため、REEを抽出する従来の方法は、非効率的で、環境的に汚染され、労働者の健康に有害です。現在、San Diego State Universityの研究者は、Defense Advanced Research Projects Agency（DARPA）環境微生物からバイオエンジニアリングリソース（EMBER）プログラムとしての資金提供により、REEの国内供給を高めることを目的として高度な抽出方法を開発しています。「私たちは、環境にやさしく、より持続可能な回復のための新しい手順を開発しようとしています」と生物学者兼主任研究者のマリナ・カリュージナヤは述べています。これを行うために、研究者は、環境からREEを捕らえるために極端な条件に住んでいるメタンを消費する細菌の自然な傾向を活用します。「彼らは、代謝経路で重要な酵素反応の1つを行うために希土類元素を必要とします」とKalyuznaya氏は述べています。REESには、周期表の多くのランタニド要素が含まれています。カリフォルニア大学、バークレー校、パシフィックノースウエスト国立研究所（PNNL）と協力して、SDSUの研究者は、細菌が環境から金属を収穫できるようにする生物学的プロセスを逆転させることを計画しています。生化学者のジョン・ラブによると、このプロセスを理解することは、さまざまな種類のランタニドに対して高い特異性で結合する合成デザイナータンパク質の作成を通知することです。 PNNLのチームは、極端性およびREEの蓄積菌の遺伝的決定要因を特定し、REEの取り込みを特徴付けます。その後、チームは細菌を変更して、細胞の表面に金属結合タンパク質を生成します、とラブは言いました。REEは、アルミニウムなどの金属鉱石の廃棄物である鉱山の尾部に比較的豊富です。「鉱山の尾鉱は実際には廃棄物であり、まだ多くの有用な材料が含まれています」とカリューズナヤは言いました。内部のリースを浄化して収集するために、これらの水と砕いた岩のスラリーは、修飾された細菌を含むバイオフィルターを通り抜け、細菌の表面にあるデザイナータンパク質がREEに選択的に結合できるようにします。テンプレートとして機能するメタンを愛する細菌のように、改善された細菌は、鉱山の尾部に見られるpH、温度、塩分の極端に耐えます。研究者は、Xerox会社である業界パートナーのPalo Alto Research Center（PARC）と協力して、バイオフィルターで使用する多孔質の吸着剤材料をバイオプリントします。このバイオプリンティング技術は低コストでスケーラブルであり、鉱物の回復に広く適用されると大幅な節約をもたらすと予測されています。環境エンジニアのクリスティ・ダイクストラによると、チームはバイオフィルターのテストと最適化に加えて、バイオフィルター自体から精製されたランタニドを収集する方法も開発する必要があります。研究者は、スタートアップ会社のフェニックス・テーリングと協力して、回復プロセスをテストおよび改良しました。目標は、REESを抽出するための商業的に実行可能だが環境に優しいプロセスを開発することであるため、Dykstraといくつかのプロジェクトパートナーは、ランタニドを回復するための他の技術と比較してシステムのコストを分析しますが、環境への影響も分析します。「私たちは、現在使用されているものと比較して、環境的に多くの利点があり、エネルギーコストが低くなると予想しています」とDykstra氏は述べています。 「このようなシステムは、エネルギー入力が少なく、より受動的なバイオフィルトレーションシステムになります。そして、理論的には、本当に環境的に有害な溶媒やそのようなものの使用が少なくなります。現在の多くのプロセスは、非常に厳しいもので環境的ではない溶剤を使用します。」Dykstraはまた、細菌が自分自身を複製しているため、微生物ベースの技術は自己再現であると述べています。「たとえそれがもう少し費用がかかりますが、環境に害を及ぼさないのですが、それは理にかなっています」とKalyuznayaは言いました。DARPAが資金提供するプロジェクトの目標は、4年間でバイオ駆動のREE-Recoveryテクノロジーの概念実証を提供することです。これは、Kalyuznayaが戦略的ビジョンと学際的な見通しを必要とすると述べました。彼女は、このプロジェクトがSDSUの大学院生に学際的な研究に参加する機会を提供すると付け加えました。投稿時間：APR-17-2023
