在清潔能源和氣候生存的戰鬥中，科學家們發現了一個不太可能的盟友：一種金屬食用微生物。
這種微生物名為 Gluconobacter oxydans，正在被重新編程以取代在稀土元素提取中使用的重型機械和有毒化學品。這種微生物不僅能從岩石中提取金屬，還能加速地球自然捕捉二氧化碳的能力，為應對氣候變化提供了一項雙重解決方案。
在新研究中，康奈爾大學的科學家們通過基因改造進一步提高了 G. oxydans 的酸產生能力，從而使其在稀土元素提取方面的效率提高了高達 73%。這一過程不會對環境造成傳統採礦技術所帶來的損害。
同樣的微生物還能將自然碳捕集的速度提高 58 倍，將普通岩石轉變為長期的二氧化碳儲存系統。康奈爾大學的生物與環境工程副教授 Buz Barstow 表示：“本世紀將需要開採的金屬數量將超過人類歷史上的所有開採量，但傳統的採礦技術對環境造成了巨大的損害。”
目前，美國幾乎所有這些元素都需從外國獲得，包括中國，這使得供應鏈面臨風險。鎂、鐵和鈣等金屬自然與二氧化碳反應，形成能永久鎖定氣體的礦物。康奈爾的工程微生物不僅加快了岩石的分解速度，還使更多的金屬暴露於二氧化碳中，將地球本身轉變為碳捕集器。
康奈爾工程學的 Charles N. Mellowes 教授 Esteban Gazel 表示：“我們試圖利用自然中已存在的過程，提升其效率並改善可持續性。”
為了進一步發揮這些微生物的潛力，康奈爾的科學家深入研究其基因組。在一項研究中，他們發現僅通過兩次基因編輯，G. oxydans 就能更有效地溶解岩石——一項改造增加了酸的產生，而另一項則移除了內部限制，顯著提高了稀土元素的回收率。
此外，另一項研究顯示，這種微生物還利用其他未知的途徑來提取金屬。研究人員通過逐一去除高效菌株中的基因，識別出 89 個與生物浸出有關的基因，其中 68 個此前從未與該過程相關聯。這一突破使提取效率提高了超過 100%。
同時，第三篇論文顯示 G. oxydans 能夠在不依賴高溫、高壓或苛刻化學品的情況下加速自然碳捕集。當它分解富含鎂和鐵的岩石時，這些元素與二氧化碳結合形成固體礦物，如石灰石，永久鎖定碳。
康奈爾大學的博士生和主要作者 Joseph Lee 表示：“這一過程可以在常規條件下進行，且不涉及使用苛刻的化學品。它自然地降低二氧化碳並以礦物的形式永久儲存。我們還能回收其他關鍵能源金屬如鎳作為副產品，這是一項雙重解決方案。”
在美國國家科學基金會、能源部、康奈爾阿特金森和校友捐贈者的資助下，這項工作正從實驗室走向現實世界。該研究已發表於《Communications Biology》和《Scientific Reports》，由現任 REEgen 首席執行官 Alexa Schmitz 主導，該公司是一家位於伊薩卡的初創企業，致力於商業化這項技術。
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