Agencias, Ciudad de México.- Una bacteria diminuta, que pesa una billonésima parte de un gramo, ha demostrado ser eficiente en el procesamiento de elementos de tierras raras de una manera ecológica.
En un nuevo estudio, científicos de la Universidad de Cornell (EEUU) muestran que la ingeniería genética de esta bacteria podría mejorar la eficiencia para la purificación de elementos que se encuentran en teléfonos inteligentes, computadoras, automóviles eléctricos y turbinas eólicas, e incluso podría impulsar las cadenas de suministro económicas globales.
La bacteria Vibrio natriegens ofrece un método sostenible, llamado biosorción, para extraer elementos valiosos y necesarios en lugar de utilizar métodos más antiguos, contaminantes y con mucho disolvente, según un artículo que se publica en Synthetic Biology, una revista de la American Chemical Society.
“Los métodos termoquímicos tradicionales para separar lantánidos son ambientalmente horribles”, dijo en un comunicado Buz Barstow, profesor asistente de ingeniería biológica y ambiental en Cornell, autor correspondiente. “Es difícil refinar estos elementos. Por eso enviamos elementos de tierras raras al extranjero, generalmente a China, para procesarlos”, comentó.
Los estudiantes de doctorado Sean Medin y Anastacia Dressel dirigieron la investigación para diseñar genéticamente una cepa de Vibrio natriegens para aumentar su capacidad de biosorber (o extraer) elementos de tierras raras.
A tiny, hard-working bacterium which weighs one-trillionth of a gram may soon have a large influence on processing rare earth elements in an eco-friendly way.
And some EAS faculty have had a hand in the research–Esteban Gazel and and Megan Holycross!https://t.co/nJrbNOR4ur
— Cornell Earth and Atmospheric Sciences (@CornellEAS) December 21, 2023
Los investigadores cambiaron el genoma de Vibrio natriegens con un plásmido llamado MP6, que introduce errores en el genoma y luego examinaron los mutantes para detectar una mayor biosorción de elementos de tierras raras.
“Dada la facilidad de encontrar mutantes de biosorción significativos, estos resultados resaltan cuántos genes probablemente contribuyen a la biosorción”, dijo, “así como el poder de la mutagénesis aleatoria para identificar genes de interés y optimizar un sistema biológico para una tarea”.
Uno de los resultados más notables de nuestro ensayo con metales competidores fue el sorprendente aumento en los factores de separación pesado-ligero con el aumento de metales competidores. Teorizamos que esto se debió a que los metales competidores tenían una mayor preferencia por los sitios de unión de REE no específicos (los sitios que se unen a todas las tierras raras aproximadamente por igual) que los sitios de unión de REE que prefieren las tierras raras más pesadas.
Esto sugiere que cambios genéticos adicionales para eliminar más de estos sitios no específicos podrían mejorar aún más las separaciones de REE. Pero incluso en ausencia de estas mejoras genéticas, estos resultados sugieren que también podríamos mejorar las separaciones de REE simplemente introduciendo metales competitivos seleccionados, idealmente metales que tengan una química que permita una fácil separación posterior de REE.
A hard-working bacterium may soon have a large influence on processing rare earth elements — which help run smartphones, electric cars and wind turbines — in an eco-friendly way. @AmerChemSociety @CornellCALS @buzbarstow @BPFriedlander https://t.co/MffRi08yXZ
— Cornell Chronicle (@CornellNews) December 18, 2023
