Les chercheurs ont génétiquement modifié la bactérie Vibrio natriegens pour aider à traiter les éléments des terres rares. Crédit : Crédit : Bryce Brownfield/Fourni
Une petite bactérie travailleuse, qui pèse un billionième de gramme, pourrait bientôt avoir une grande influence sur le traitement écologique des éléments des terres rares.
Dans une nouvelle étude, les scientifiques de Cornell montrent que la modification génétique de cette bactérie pourrait améliorer l’efficacité de la purification des éléments présents dans les smartphones, les ordinateurs, les voitures électriques et les éoliennes et pourrait même stimuler les chaînes d’approvisionnement économiques mondiales.
Vibrio natriegens, la bactérie, propose une méthode durable, appelée biosorption, pour extraire les éléments précieux et nécessaires plutôt que d'utiliser des méthodes plus anciennes, polluantes et gourmandes en solvants.
La recherche de Cornell, « Plusieurs cycles de mutagenèse aléatoire et de sélection in vivo chez Vibrio Natriegens entraînent une augmentation substantielle de la capacité de liaison des ETR », a été publiée dans ACS Biologie Synthétique.
“Les méthodes thermochimiques traditionnelles de séparation des lanthanides sont horribles pour l'environnement”, a déclaré Buz Barstow, professeur adjoint de génie biologique et environnemental au Collège d'agriculture et des sciences de la vie, l'auteur correspondant. “Il est difficile de raffiner ces éléments. C'est pourquoi nous envoyons des éléments de terres rares à l'étranger, généralement en Chine, pour les traiter.”
L'étudiant au doctorat Sean Medin et Anastacia Dressel '24 ont dirigé la recherche pour modifier génétiquement une souche de Vibrio natriegens afin d'augmenter sa capacité à biosorber ou à extraire des éléments de terres rares.
Les chercheurs ont modifié le génome de Vibrio natriegens avec un plasmide appelé MP6, qui introduit des erreurs dans le génome, puis ont criblé les mutants pour détecter une biosorption accrue des éléments des terres rares. “Étant donné la facilité de trouver des mutants de biosorption significatifs, ces résultats mettent en évidence le nombre de gènes susceptibles de contribuer à la biosorption”, a-t-il déclaré, “ainsi que le pouvoir de la mutagenèse aléatoire pour identifier les gènes d'intérêt et optimiser un système biologique pour une tâche”.
Les éléments des terres rares jouent un rôle essentiel dans la société moderne. On les trouve dans les ordinateurs, les batteries et les technologies d’énergie propre. Début 2021, la Maison Blanche a ordonné une évaluation qui a par la suite révélé une dépendance excessive à l’égard de sources étrangères et de pays antagonistes traitant les éléments, ce qui met en péril la sécurité nationale et économique.
Vibrio natriegens — et une gamme croissante d'outils bactériens — offrent un moyen de ramener en toute sécurité les éléments de terres rares et le traitement des minéraux aux États-Unis. Par exemple, à la mine d'éléments de terres rares de Mountain Pass en Californie, près de la pointe de la frontière du Nevada, les agents biologiques la transformation pourrait ramener cette mine à une productivité nationale robuste, a déclaré Barstow.
“Ce nouveau travail nous donne une chance de dépasser les méthodes thermochimiques”, a déclaré Barstow. “Nous pouvons concevoir cette bactérie ainsi que d'autres et comme nous n'avons pas besoin de purifier les protéines, nous pouvons faire fonctionner ce type de système à beaucoup moins cher que les processus biologiques concurrents.”
Les États-Unis n'ont plus d'expertise dans les méthodes de traitement thermochimique, a déclaré Barstow. “Pour purifier les éléments des terres rares, nous nous retrouvons désormais avec des méthodes vertes concurrentes”, a-t-il déclaré. “Donc même si nous voulions conserver les méthodes thermochimiques, nous ne le pourrions probablement pas. Nous ne savons plus comment faire.”
Barstow a déclaré : « Nous sommes obligés d'innover pour sortir de ce problème. »
Plus d'information:
Sean Medin et al, Plusieurs cycles de mutagenèse aléatoire et de sélection in vivo chez Vibrio natriegens entraînent une augmentation substantielle de la capacité de liaison des ETR, ACS Biologie Synthétique (2023). DOI : 10.1021/acssynbio.3c00484
Fourni par l'Université Cornell
Citation: Une petite bactérie peut avoir un impact important sur le traitement des terres rares (18 décembre 2023) récupéré le 18 décembre 2023 sur
Ce document est soumis au droit d'auteur. En dehors de toute utilisation équitable à des fins d'étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.
