以甲醇为食的细菌能够在某些稀土元素及其放射性亲属上生长。根据发表在《应用化学国际版》杂志上的一项研究,这些发现表明此类细菌可能在锕系元素泄漏区域的去污中发挥作用,或者在出于分析或制备目的而分离镧系元素和锕系元素方面发挥作用。

研究表明细菌可以靠放射性元素生存

镧系元素是广泛应用于电子和能源技术的稀土元素。除了一个例外,它们不具有放射性,它们在地壳中含量丰富,而且镧和钕等镧系元素甚至在细菌代谢中起着至关重要的作用。锕系元素,包括铀和钚,是它们的重放射性对应物,其中大部分不是在地球上自然发现的。现在,来自德国慕尼黑路德维希马克西米利安大学的LenaDaumann和她的国际跨学科团队发现,一些锕系元素可以替代甲基营养菌代谢中必需的镧系元素。

甲基营养菌以甲醇为能源而得名,其甲醇氧化酶中含有镧系元素。研究人员观察到,这些细菌也可以将锕系元素离子吸收到这种酶中,以与使用镧系元素相同的方式使用它们进行甲醇代谢。当锕系离子与相应的镧系元素大小相同且具有相同稳定的+III氧化态时,这一观察结果尤其有效。研究人员报告说,当出现镧系元素和锕系元素的混合物时,这种细菌甚至更喜欢镅和锔作为锕系元素,而不是某些镧系元素。

镅和锔显示出稳定的+III氧化态,这似乎特别重要。“当我们使用已知具有较高氧化态的钚时,我们的细菌不会生长,分离的酶也不会与之合作,”道曼说。这些知识将对未来的应用有用。该团队计划探索细菌从放射性废物中提取锕系元素或从混合物中分离出特定元素的能力。

钚、镅和锔等锕系元素可以在核反应堆中产生,用于研究、核工业和许多其他技术。镅甚至是商用烟雾探测器中的电离辐射源。然而,锕系元素是高放射性和危险元素,必须在特殊设施中非常小心地处理。放射性物质的泄漏总是引起人们的极大关注。道曼提议“将这些细菌用于帮助清理放射性泄漏”,作为未来可能的应用。