Space station biomining experiment demonstrates rare earth element extraction in microgravity and Mars gravity

Cockell, Charles S. und Santomartino, Rosa und Finster, Kai und Waajen, Annemiek C. und Eades, Lorna J. und Moeller, Ralf und Rettberg, Petra und Fuchs, Felix M. und Van Houdt, Rob und Leys, Natalie und Coninx, Ilse und Hatton, Jason und Parmitano, Luca und Krause, Jutta und Koehler, Andrea und Caplin, Nicol und Zuijderduijn, Lobke und Mariani, Alessandro und Pellari, Stefano S. und Carubia, Fabrizio und Luciani, Giacomo und Balsamo, Michele und Zolesi, Valfredo und Nicholson, Natasha und Loudon, Claire-Marie und Doswald-Winkler, Jeannine und Herová, Magdalena und Rattenbacher, Bernd und Wadsworth, Jennifer und Everroad, Craig R. und Demets, René (2020) Space station biomining experiment demonstrates rare earth element extraction in microgravity and Mars gravity. Nature Communications, 11 (1), Seite 5523. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41467-020-19276-w. ISSN 2041-1723.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w

Kurzfassung

Microorganisms are employed to mine economically important elements from rocks, including the rare earth elements (REEs), used in electronic industries and alloy production. We carried out a mining experiment on the International Space Station to test hypotheses on the bioleaching of REEs from basaltic rock in microgravity and simulated Mars and Earth gravities using three microorganisms and a purposely designed biomining reactor. Sphingomonas desiccabilis enhanced mean leached concentrations of REEs compared to non-biological controls in all gravity conditions. No significant difference in final yields was observed between gravity conditions, showing the efficacy of the process under different gravity regimens. Bacillus subtilis exhibited a reduction in bioleaching efficacy and Cupriavidus metallidurans showed no difference compared to non-biological controls, showing the microbial specificity of the process, as on Earth. These data demonstrate the potential for space biomining and the principles of a reactor to advance human industry and mining beyond Earth.

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Dokumentart:

Zeitschriftenbeitrag

Titel:

Space station biomining experiment demonstrates rare earth element extraction in microgravity and Mars gravity

Autoren:

Autoren	Institution oder E-Mail-Adresse	Autoren-ORCID-iD	ORCID Put Code
Cockell, Charles S.	UK Centre for Astrobiology, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK; These authors contributed equally: Charles S. Cockell, Rosa Santomartino; c.s.cockell (at) ed.ac.uk	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Santomartino, Rosa	UK Centre for Astrobiology, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK; These authors contributed equally: Charles S. Cockell, Rosa Santomartino	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Finster, Kai	Department of Bioscience–Microbiology, Ny Munkegade 116, Building 1540, 129, 8000 Aarhus C, Denmark	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Waajen, Annemiek C.	UK Centre for Astrobiology, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Eades, Lorna J.	School of Chemistry, University of Edinburgh, Edinburgh, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Moeller, Ralf	Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; ralf.moeller (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0002-2371-0676	NICHT SPEZIFIZIERT
Rettberg, Petra	Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; Petra.Rettberg (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0003-4439-2395	NICHT SPEZIFIZIERT
Fuchs, Felix M.	Radiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany and Institute of Electrical Engineering and Plasma Technology, Ruhr University Bochum, Bochum, Germany	https://orcid.org/0000-0001-5669-5655	NICHT SPEZIFIZIERT
Van Houdt, Rob	Microbiology Unit, Belgian Nuclear Research Centre, SCK CEN, Mol, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Leys, Natalie	Microbiology Unit, Belgian Nuclear Research Centre, SCK CEN, Mol, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Coninx, Ilse	Microbiology Unit, Belgian Nuclear Research Centre, SCK CEN, Mol, Belgium	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hatton, Jason	ESTEC, Keplerlaan 1, 2201 AZ Noordwijk, Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Parmitano, Luca	ESTEC, Keplerlaan 1, 2201 AZ Noordwijk, Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Krause, Jutta	ESTEC, Keplerlaan 1, 2201 AZ Noordwijk, Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Koehler, Andrea	ESTEC, Keplerlaan 1, 2201 AZ Noordwijk, Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Caplin, Nicol	ESTEC, Keplerlaan 1, 2201 AZ Noordwijk, Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Zuijderduijn, Lobke	ESTEC, Keplerlaan 1, 2201 AZ Noordwijk, Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Mariani, Alessandro	Kayser Italia S.r.l., Via di Popogna, 501, 57128 Livorno, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Pellari, Stefano S.	Kayser Italia S.r.l., Via di Popogna, 501, 57128 Livorno, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Carubia, Fabrizio	Kayser Italia S.r.l., Via di Popogna, 501, 57128 Livorno, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Luciani, Giacomo	Kayser Italia S.r.l., Via di Popogna, 501, 57128 Livorno, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Balsamo, Michele	Kayser Italia S.r.l., Via di Popogna, 501, 57128 Livorno, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Zolesi, Valfredo	Kayser Italia S.r.l., Via di Popogna, 501, 57128 Livorno, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Nicholson, Natasha	UK Centre for Astrobiology, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Loudon, Claire-Marie	UK Centre for Astrobiology, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Doswald-Winkler, Jeannine	BIOTESC, Hochschule Luzern Technik & Architektur, Lucerne School of Engineering and Architecture, Obermattweg 9, 6052 Hergiswil, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Herová, Magdalena	BIOTESC, Hochschule Luzern Technik & Architektur, Lucerne School of Engineering and Architecture, Obermattweg 9, 6052 Hergiswil, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Rattenbacher, Bernd	BIOTESC, Hochschule Luzern Technik & Architektur, Lucerne School of Engineering and Architecture, Obermattweg 9, 6052 Hergiswil, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Wadsworth, Jennifer	Exobiology Branch, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Everroad, Craig R.	Exobiology Branch, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Demets, René	ESTEC, Keplerlaan 1, 2201 AZ Noordwijk, Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT

Datum:

10 November 2020

Erschienen in:

Nature Communications

Referierte Publikation:

Open Access:

Gold Open Access:

In SCOPUS:

In ISI Web of Science:

Band:

DOI:

10.1038/s41467-020-19276-w

Seitenbereich:

Seite 5523

Verlag:

Nature Publishing Group

ISSN:

2041-1723

Status:

veröffentlicht

Stichwörter:

Microorganisms, rare earth elements (REEs), biomining experiments, ISS, Mars, Earth

HGF - Forschungsbereich:

Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr

HGF - Programm:

Raumfahrt

HGF - Programmthema:

Forschung unter Weltraumbedingungen

DLR - Schwerpunkt:

Raumfahrt

DLR - Forschungsgebiet:

R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen

DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):

R - Vorhaben Strahlenbiologie (alt)

Standort:

Köln-Porz

Institute & Einrichtungen:

Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie

Hinterlegt von:

Kopp, Kerstin

Hinterlegt am:

12 Nov 2020 13:14

Letzte Änderung:

12 Nov 2020 13:14

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