By Реакції розщеплення у ядерних реакторах призводять до виникнення дуже радіоактивних і токсичних відходів, які тисячами років потрібно зберігати в глибоких підземних сховищах. Але щоб побудувати їх, треба багато коштів і зусиль. Нещодавно в статті, опублікованій у Journal of the American Chemical Society, науковці запропонували розв’язати частину цієї проблеми завдяки використанню білка, що його утворюють широко розповсюджені мікроорганізми – пише Нік Огаса в журналі Scientific American.
До найбільш небезпечних ядерних відходів зараховують два метали: кюрій і америцій. Обидва ці елементи існують як довговічні ізотопи, що розпадаються повільніше, ніж уран. Оскільки їхнє розщеплення супроводжується виділенням великої кількості тепла, то матеріали із великим вмістом кюрію й америцію потрібно зберігати в посудинах, розташованих на значній віддалі одні від одних, і слідкувати за ними впродовж тисяч років.
Джозеф Котруво молодший, біохімік з Університету штату Пенсильванія, пояснює, що для захисту людей і довкілля важливо ефективно відділяти ці метали від інших відходів. “Навіть незначний вміст цих елементів призводить до величезних проблем”.
У 2018 році Котруво разом із групою відкрив і повідомив, що нешкідлива бактерія Methylorubrum extorquens, поширена в ґрунті й на поверхні рослин, утворює білок ланмодулін. Мікроорганізми використовують його, щоб захоплювати з довкілля метали, передусім так звані лантаноїди, що контролюють їхній метаболізм.
Чергові лабораторні дослідження групи Котруво показали, що ланмодулін легко утворює дуже сильні зв’язки з америцієм і кюрієм – білок захоплює ці метали більш охоче, аніж своїх стандартних партнерів. Ба більше, утворені зв’язки в тисячі разів триваліші, ніж у випадку з іншими наявними в природі часточками.
Науковці ще не знають, чи ланмодулін, який утворюється поширеними бактеріями Methylorubrum extorquens, у природний спосіб захоплює або розпорошує іони америцію та кюрію, які вже є в довкіллі через радіоактивні викиди чи проведені раніше випробовування ядерної зброї. Ці сумніви можуть бути розвіяні під час подальших досліджень.
Учені пропонують розмістити часточки білка в детекторах випромінювання і фільтрах, щоб так відділити довговічні радіоактивні ізотопи від інших відходів. Це дало б змогу складувати їх окремо й так зменшити обсяг матеріалу, що вимагає довголітнього нагляду і зберігання в спеціальних умовах.
Інша можливість, про яку згадував Кортруво, базується на рециклінгу америцію і кюрію і повторній їх переробці на ядерне паливо. Джемма Регуера, мікробіологиня з Університету штату Мічиган, яка не брала участі в цих дослідженнях, називає несподіваним такий випадок, коли утворювана бактерією часточка може допомогти у виловлюванні небезпечних матеріалів, що їх продукує людина. “Це як мозаїка, – каже вона. – Є незмірно багато можливостей”.
