I ricercatori della Queensland University of Technology hanno sviluppato il prototipo di un biosensore per il rilevamento di elementi di terre rare che può essere modificato per una serie di altre applicazioni.
I biologi sintetici della QUT hanno sviluppato il prototipo di un biosensore per rilevare gli elementi di terre rare che può essere modificato per una serie di altre applicazioni.
I lantanidi (Lns) sono elementi utilizzati nell’elettronica, nei motori elettrici e nelle batterie, ma non se ne può estrarre abbastanza per soddisfare la crescente domanda e gli attuali metodi di estrazione sono costosi e dannosi per l’ambiente.
Guidati dal professor Kirill Alexandrov, i ricercatori del Centre of Agriculture and Bioeconomy e dell’ARC Centre of Excellence in Synthetic Biology della QUT hanno progettato proteine per creare nanomacchine molecolari che generano segnali facilmente rilevabili quando si legano selettivamente ai Lns. In un articolo su Angewandte Chemie International, il team della Queensland University of Technology ha descritto l’ingegnerizzazione di una proteina ibrida, o “chimera”, combinando una proteina che lega ii lantanidi, LanM, con un enzima di degradazione degli antibiotici chiamato beta-lattamasi. Questo ibrido agisce come un “interruttore” che diventa attivo solo quando sono presenti i lantanidi e può essere utilizzato per rilevare e quantificare i Ln nei liquidi, segnalandolo attraverso un cambiamento di colore visibile o un segnale elettrico. Incredibilmente, i batteri modificati con queste chimere sono stati in grado di sopravvivere in presenza di antibiotici che altrimenti li avrebbero uccisi, ma solo in presenza di lantanidi. Ciò evidenzia la precisione con cui le proteine rispondono a questi metalli rari.
Usare biologia per rilevare e recuperare i metalli delle terre rare
Questo lavoro apre interessanti possibilità per l’utilizzo della biologia per rilevare e recuperare i metalli delle terre rare: “Il prototipo può anche essere modificato per varie applicazioni biotecnologiche, tra cui la costruzione di organismi viventi in grado di rilevare ed estrarre metalli preziosi” afferma Alexandrov.
Il team di ricerca ora ha in programma di lavorare per aumentare la specificità dell’interruttore molecolare per differenziare meglio gli elementi delle terre rare strettamente correlati. Inoltre sta studiando la possibilità di sviluppare interruttori per altri elementi critici.
“Vogliamo anche valutare l’utilizzo dello strumento per progettare microbi in grado di estrarre direttamente minerali di terre rare dall’acqua dell’oceano. Questo è probabilmente uno degli interruttori più performanti mai realizzati e ci ha fornito molte informazioni sulla meccanica degli interruttori proteici” Alexandrov.
Evitare l’estrazione delle terre rare riduce i costi industriali e i danni ambientali. Il team è impegnato in discussioni attive con potenziali partner del settore interessati a questa tecnologia.
