遺伝子改変ウイルスによるレアアース金属の回収技術(Researchers Pioneer Greener Way to Extract Rare Earth Elements)

2025-11-12 カリフォルニア大学バークレー校(UCB)

バークレー校の研究チームは、携帯機器や電動車・風力発電などグリーン技術に不可欠な17種類のレアアース元素(REEs)を、これまでの有毒化学物質依存型の方法ではなく、遺伝子改変ウイルスを用いたバイオマイニング技術で抽出する手法を報告した。ウイルスにランタン結合ペプチドと弾性スイッチペプチドを付加し、水溶液中のレアアースイオンを選択的に吸着、温度やpH操作によりウイルスとともに沈殿させてから精製する。実験では酸性排水中でも他金属を無視してレアアースを効率的に回収、ウイルスは再使用可能で、従来比で環境負荷を大幅に削減した。研究責任者である Seung‑Wuk Lee 教授は、この方法が米国内でのレアアース自給や環境影響の縮小に貢献すると強調している。論文はNano Lettersに掲載された。

<関連情報>

ウイルスを用いた希土類元素の熱応答分離 Virus-Based Thermoresponsive Separation of Rare-Earth Elements

Inseok Chae,Ju-Yeon Park,Irene Suhjin Lee,Hyo-Eon Jin,Fiona M. Doyle,and Seung-Wuk Lee
Nano Letters  Published: October 17, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c04468

Abstract

遺伝子改変ウイルスによるレアアース金属の回収技術(Researchers Pioneer Greener Way to Extract Rare Earth Elements)

Rare-earth elements (REEs) are essential to clean energy, defense, and advanced electronics, yet their separation remains environmentally intensive due to the chemical similarity among REEs and reliance on harsh separation conditions. Here, we report a genetically engineered, virus-based platform for selective and scalable REE recovery under aqueous conditions through temperature modulation. By codisplaying a lanthanide-binding peptide (LBP) derived from Lanmodulin found in Methylobacterium extorquens and a thermoresponsive elastin-like peptide (ELP) on the major coat proteins of filamentous bacteriophage, we constructed a bifunctional biotemplate that enables temperature-triggered coacervation and selective REE separation. The LBP confers preferential affinity for heavy REEs (HREEs) over light REEs (LREEs), allowing for internal REE fractionation, while ELP-mediated phase transition enables thermoresponsive REE separation. This biomolecular process is recyclable, retaining metal selectivity over multiple cycles. The modularity of the platform supports adaptation to other metal targets, offering a sustainable and tunable strategy for next-generation hydrometallurgy.

1700応用理学一般
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