Ученые-молекулярные биологи из Университета Массачусетса в Амхерсте (UMass Amherst) работают над инновационным способом извлечения критически важных минералов, таких как никель, с использованием растений. Этот метод может стать важным шагом на пути к чистой энергетике.
В настоящее время исследователи стремятся модифицировать растение Camelina sativa, относящееся к семейству капустных, чтобы оно обладало способностью накапливать никель, как это делает другое растение-гипераккумулятор.
Согласно данным UMass Amherst, никель является важным компонентом для развития зеленой экономики, включая производство энергоэффективных батарей и электромобилей.
Гипераккумуляторы: природные «добытчики» минералов
Все растения нуждаются в питательных веществах, однако особая группа растений, называемых гипераккумуляторами, обладает уникальной способностью накапливать минералы в значительных количествах.
Профессор молекулярной биологии и фиторемедиации Ом Паркэш Данкер из Школы сельского хозяйства Стокбриджа при UMass Amherst уже несколько десятилетий занимается разработкой методов усиления этой природной способности растений, чтобы сделать добычу полезных ископаемых экологически чистой.
«Традиционная добыча полезных ископаемых наносит огромный ущерб окружающей среде, но фитодобыча может обеспечить нас устойчивым и экологичным источником никеля», — отмечает профессор Данкер в пресс-релизе UMass Amherst.
Фитодобыча: превращение растений в шахтеров
Исследования профессора Данкера в области фиторемедиации начались с изучения способности растений очищать почву от загрязнений. Все растения извлекают питательные вещества из почвы, а некоторые могут накапливать тяжелые металлы.
Одним из таких растений является Odontarrhena (ранее известное как Alyssum murale), которое обладает уникальной способностью накапливать никель. Однако, несмотря на способность этого растения концентрировать никель до 3% своей биомассы, оно является инвазивным видом и не подходит для промышленного использования.
Поэтому ученые решили обратить внимание на Camelina sativa — быстрорастущее растение, широко распространенное в США. Его семена уже используются в производстве биотоплива, что делает его перспективным кандидатом для фитодобычи никеля.
Инженерное решение для добычи никеля
Задача исследователей — выявить гены и белки, отвечающие за способность Odontarrhena накапливать никель, и внедрить эти свойства в Camelina sativa. Кроме того, ученые планируют определить, какие изменения в составе почвы могут усилить способность модифицированной Camelina извлекать никель.
Если этот метод окажется успешным, он может помочь удовлетворить 20–30% потребности США в никеле для экологически чистых производств. По оценкам Данкера, запасов никеля в почве страны может хватить на 50 лет фитодобычи.
Министерство энергетики США выделило ученым грант в размере более миллиона долларов на развитие этого проекта, что подтверждает его перспективность и важность для будущего устойчивой экономики.
