為了滿足美國每年對(duì)稀土元素的需求，大約需要 7150 萬噸原礦才能提取 10,000 公斤元素。

目前的方法依賴于用熱硫酸溶解巖石，然后使用有機(jī)溶劑將溶液中非常相似的單個(gè)元素彼此分離。

Barstow 說：“我們想找到一種方法來制作一個(gè)可以更好地完成這項(xiàng)工作的錯(cuò)誤。”

G. oxydans 以制造一種叫做 biolixivian 的酸來溶解巖石而聞名。細(xì)菌使用酸從稀土元素中提取磷酸鹽。因此，Barstow 和他的團(tuán)隊(duì)開始操縱G. oxydans的基因，以便更有效地提取元素。

為此，研究人員使用了一種稱為 Knockout Sudoku 的技術(shù)，該技術(shù)使他們能夠一個(gè)一個(gè)地禁用G. oxydans基因組中的 2,733 個(gè)基因。該團(tuán)隊(duì)策劃了突變體，每個(gè)突變體都有一個(gè)特定的基因被敲除，因此他們可以確定哪些基因在從巖石中提取元素方面發(fā)揮作用。

主要作者 Alexa Schmitz 隨后確定了與G. oxydans 的兩個(gè)系統(tǒng)相關(guān)的基因；一種是抑制酸化，另一種是加速酸化。

“我們相信這個(gè)突變體無法判斷它什么時(shí)候有足夠的磷酸鹽，所以它會(huì)不斷產(chǎn)生酸性生物浸出劑來溶解更多，”施密茨說。

該團(tuán)隊(duì)還在努力尋找調(diào)節(jié)加速產(chǎn)酸基因的方法。他們希望創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)，讓細(xì)菌以廉價(jià)的纖維素衍生糖為能量運(yùn)行。

“我非常樂觀，”文章的合著者、地球和大氣科學(xué)副教授埃斯特班·蓋澤爾說?！拔覀冞@里的流程將比以前所做的任何事情都更有效率?！?/span>

在這項(xiàng)研究中，Gazel 的實(shí)驗(yàn)室?guī)椭_發(fā)了質(zhì)譜技術(shù)，Schmitz 用這種技術(shù)來測(cè)量突變體暴露于礦石的溶液中稀土元素的濃度?！皩?duì)于一些突變體，他們能夠從礦石中獲得非常高濃度的稀土元素，”加澤爾說。