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細菌

銅を安全に抽出・精製できる細菌が銅鉱山で見つかった

2021年4月28日(水)18時30分
松岡由希子

銅の抽出や精製には人体にリスクが伴っていたが...... FactoryTh-iStock

<銅の抽出や精製には人体に有害な二酸化硫黄に曝露するリスクがあるが、安全かつ効率的に銅を抽出・精製する手法となる可能性のある細菌の働きがみつかった...... >

銅は、熱や電気の伝導体として電線や屋根材、配管に用いられるなど、様々な用途で幅広く普及している金属のひとつだ。米国の銅開発協会(CDA" target="_blank">CDA)によると年間で約1250万トンが採掘されている。

一般に、銅の抽出や精製には、刺激の強い化学薬品による処理が必要で、人体に有害な二酸化硫黄や二酸化窒素に曝露するリスクがあるのに加え、大量のエネルギーを消費する。

ブラジルの銅鉱山で生息する細菌の働きに着目

米ヒューストン大学やブラジル・サンパウロ大学らの共同研究チームは、銅鉱山で生息する細菌の働きに着目し、2021年4月23日、オープンアクセス科学ジャーナル「サイエンス・アドバンシス」で「銅鉱山の桿菌が硫酸銅イオン(CuSO4)を安定的な単原子のゼロ価銅(Cu0)に変換することを発見した」との研究論文を発表した。

研究チームは、ブラジル北部パラー州の銅鉱山から桿菌(かんきん:個々の細胞の形状が細長い棒状の細菌)を単離し、原子分解能分析電子顕微鏡(NeoArm)でこれを分析した。桿菌に1リットルあたり100ミリグラムの硫酸銅イオンを含んだフラスコの色は48時間後、銅色に変化し、銅原子が生成されたことを示した。

この桿菌は、一連のタンパク質を含む独自の生物学的経路を用いて二価銅(Cu2+)を抽出し、ゼロ価銅(Cu0)に変換した。このような変換プロセスは好気条件下で自然に行われている。

つまり、桿菌は、このプロセスによって、より毒性が弱く、生息しやすい環境をつくりだしているわけだ。

桿菌によって銅を抽出する手法の実用化に向けて

研究チームは、既存の手法よりも安全かつ効率的に銅を抽出・精製する手法として、この研究成果を応用できるのではないかと期待を寄せている。

また、同様の機能を持つ細菌がこの桿菌の他に存在する可能性もある。研究チームでは、桿菌によって銅を抽出する手法の実用化に向けて、今後、さらに研究をすすめていく方針だ。

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