2021年10月 30日，华中科技大学生命科学与技术学院闫云君教授团队在国际权威期刊Journal of Hazardous Materials上发表题为“Effectively auto-regulated adsorption and recovery of rare earth elements via an engineered E. coli”的研究论文。

稀土元素具有优良的光电磁等物理特性，是国家发展高新技术的关键元素和国防工业的重要原材料，也是关系国家安全和创新发展的重要战略资源。目前，稀土开采过程中产生了大量富含稀土离子的废水，其直接排放导致了严重的资源浪费和环境污染。因此，研发生态环保、工艺简单、高效的稀土富集回收新技术具有重大而深远的战略意义。

近年来，微生物吸附回收稀土元素因其环保、成本低、工艺简单等优点受到越来越多的关注，但其高效性、可控性及回收过程的便利化仍需大幅提升。本研究提出将镧系结合肽（LBT）置于微生物信号转导系统—pmrCAB操纵子中以实现工程菌对外界稀土元素的感应；随后将dLBT和硅结合蛋白（Si-tag）置于受pmrCAB操纵子调控的表达框内，并展示在细胞表面，同时结合多策略改造底盘细胞，从而实现工程菌的高效和可调控。基于该策略成功构建了集感应-吸附-便利回收稀土元素功能为一体的高效工程菌，该工程菌对稀土元素的吸附率达到41.9 mg/g DCW，高于目前文献中所报道的工程菌。与此同时，通过调控硅结合蛋白与硅柱的结合状况实现工程菌和稀土元素的便利回收，对稀土元素的回收率达到90%以上。本项目构建了集感应-吸附-便利回收稀土元素功能于一体的“细胞工厂”，创建出具高效、可调控和便利化回收的稀土元素生物富集回收新方法，实现了对稀土元素的绿色、可控和低成本的生物冶炼（图1）。

图1 本研究的技术路线

华中科技大学生命科学与技术学院的闫云君教授为论文通讯作者，博士后解晓慢博士为论文第一作者。本研究得到国家自然科学基金、华中科技大学自主创新基金的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.127642.