Բակտերիաները կարող են կարևոր լինել հազվագյուտ հողերի կայուն արդյունահանման համար

աղբյուր՝ Phys.org
Հանքաքարից 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 գտնել 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 թթուով ապարների լուծարման վրա, որին հաջորդում է օրգանական լուծիչների օգտագործումը՝ լուծույթում միմյանցից շատ նման առանձին տարրեր առանձնացնելու համար:
«Մենք ցանկանում ենք պարզել այնպիսի վրիպակ ստեղծելու միջոց, որն ավելի լավ է կատարում այդ աշխատանքը», - 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 նոկաուտի ենթարկվել է որոշակի գենով, որպեսզի նրանք կարողանան պարզել, թե որ գեներն են դեր խաղում տարրերը ժայռից դուրս հանելու գործում:
«Ես աներևակայելի լավատես եմ»,- ասել է Գազելը։ «Այստեղ մենք ունենք 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:հազվագյուտ երկիր



Հրապարակման ժամանակը՝ նոյ-19-2021