Почвенный микроорганизм может очищать ядерные отходы
Белок, вырабатываемый бактериями, может помочь задерживать, обнаруживать или фильтровать радиоактивные частицы.
В результате деления в ядерных реакторах образуются побочные продукты радиоактивных металлов, настолько токсичные, что их приходится хранить глубоко под землей, затрачивая огромные средства и усилия, в течение тысячелетий. Но белок, производимый обычным микробом, может помочь облегчить это опасное бремя, сообщают исследователи в журнале Journal of the American Chemical Society.
Два самых проблемных компонента ядерных отходов - это металлы америций и кюрий; каждый из них имеет особенно долгоживущие формы, которые медленно распадаются в течение тысяч лет. Поскольку они излучают очень много тепла, контейнеры с отходами, содержащие их, должны быть захоронены на большом расстоянии друг от друга. По словам биохимика из штата Пенсильвания Джозефа Котруво, правильно изолировать их крайне важно, чтобы избежать радиационного вреда для людей и окружающей среды. "Это действительно большая проблема, если эти элементы находятся рядом даже в очень малых количествах", - говорит он.
В 2018 году Котруво и группа исследователей впервые сообщили, что Methylorubrum extorquens (безобидная бактерия, обычно встречающаяся в почве и на растениях) производит белок под названием ланмодулин. Микроб использует этот белок для захвата встречающихся в природе металлов, обычно из группы, называемой лантаноидами, для запуска своего метаболизма.
Совсем недавно Котруво и его коллеги обнаружили в лабораторных условиях, что ланмодулин прочно и легко связывается с америцием и кюрием - и предпочитает их многим своим обычным партнерам по танцам. Кроме того, связь была в тысячи раз прочнее, чем у другого наиболее сильного естественного молекулярного жениха. Они пока не уверены, захватывает ли ланмодулин, производимый вездесущим M. extorquens, или рассеивает ионы америция и кюрия, уже находящиеся в окружающей среде, например, выброшенные в результате испытаний ядерного оружия или утечки отходов - это возможное направление будущих исследований.
Исследователи предлагают интегрировать белок в детекторы радиации и фильтры для извлечения этих долгоживущих радиоактивных металлов из ядерных отходов. Затем они могут быть помещены в хранилище отдельно, что уменьшит объем материала, требующего длительного мониторинга и расстояния между объектами. В качестве альтернативы, предлагает Котруво, уловленные америций и кюрий могут быть переработаны обратно в ядерное топливо.
То, что созданная бактерией молекула может помочь создать механизмы для удаления опасных антропогенных загрязнителей, - это случайность, говорит Джемма Регуэра, микробиолог из Мичиганского государственного университета, которая не принимала участия в исследовании. " Это похоже на игрушку", - говорит она. " Но здесь так много возможностей".
