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Microbially-Enhanced Vanadium Mining and Bioremediation Under Micro- and Mars Gravity on the International Space Station
Cockell, Charles S. und Santomartino, Rosa und Finster, Kai und Waajen, Annemiek C. und Nicholson, Natasha und Loudon, Claire-Marie 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 und Carubia, Fabrizio und Luciani, Giacomo und Balsamo, Michele und Zolesi, Valfredo und Ochoa, Jon und Sen, Pia und Watt, James A. J. und Doswald-Winkler, Jeannine und Herová, Magdalena und Rattenbacher, Bernd und Wadsworth, Jennifer und Everroad, R. Craig und Demets, René
(2021)
Microbially-Enhanced Vanadium Mining and Bioremediation Under Micro- and Mars Gravity on the International Space Station.
Frontiers in Microbiology, 12, Seite 641387.
Frontiers Media S.A..
doi: 10.3389/fmicb.2021.641387.
ISSN 1664-302X.
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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2021.641387 KurzfassungAs humans explore and settle in space, they will need to mine elements to support industries such as manufacturing and construction. In preparation for the establishment of permanent human settlements across the Solar System, we conducted the ESA BioRock experiment on board the International Space Station to investigate whether biological mining could be accomplished under extraterrestrial gravity conditions. We tested the hypothesis that the gravity (g) level influenced the efficacy with which biomining could be achieved from basalt, an abundant material on the Moon and Mars, by quantifying bioleaching by three different microorganisms under microgravity, simulated Mars and Earth gravitational conditions. One element of interest in mining is vanadium (V), which is added to steel to fabricate high strength, corrosion-resistant structural materials for buildings, transportation, tools and other applications. The results showed that Sphingomonas desiccabilis and Bacillus subtilis enhanced the leaching of vanadium under the three gravity conditions compared to sterile controls by 184.92 to 283.22%, respectively. Gravity did not have a significant effect on mean leaching, thus showing the potential for biomining on Solar System objects with diverse gravitational conditions. Our results demonstrate the potential to use microorganisms to conduct elemental mining and other bioindustrial processes in space locations with non-1 × g gravity. These same principles apply to extraterrestrial bioremediation and elemental recycling beyond Earth. elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/141816/ |
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag |
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Titel: | Microbially-Enhanced Vanadium Mining and Bioremediation Under Micro- and Mars Gravity on the International Space Station |
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Autoren: | Autoren | Institution oder E-Mail-Adresse | Autoren-ORCID-iD | ORCID Put Code |
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Cockell, Charles S. | UK Centre for Astrobiology, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, United Kingdom; c.s.cockell (at) ed.ac.uk | https://orcid.org/0000-0003-3662-0503 | NICHT SPEZIFIZIERT | Santomartino, Rosa | UK Centre for Astrobiology, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, United Kingdom; rosa.santomartino (at) ed.ac.uk | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Finster, Kai | Department of Biology – Microbiology, Aarhus University, Aarhus, Denmark | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Waajen, Annemiek C. | UK Centre for Astrobiology, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, United Kingdom | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Nicholson, Natasha | UK Centre for Astrobiology, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, United Kingdom | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Loudon, Claire-Marie | UK Centre for Astrobiology, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, United Kingdom | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Eades, Lorna J. | School of Chemistry, University of Edinburgh, United Kingdom | 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, Noordwijk, Netherlands | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Parmitano, Luca | ESTEC, Noordwijk, Netherlands | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Krause, Jutta | ESTEC, Noordwijk, Netherlands | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Koehler, Andrea | ESTEC, Noordwijk, Netherlands | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Caplin, Nicol | ESTEC, Noordwijk, Netherlands | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Zuijderduijn, Lobke | ESTEC, Noordwijk, Netherlands | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Mariani, Alessandro | Kayser Italia S.r.l., Livorno, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Pellari, Stefano | Kayser Italia S.r.l., Livorno, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Carubia, Fabrizio | Kayser Italia S.r.l., Livorno, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Luciani, Giacomo | Kayser Italia S.r.l., Livorno, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Balsamo, Michele | Kayser Italia S.r.l., Livorno, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Zolesi, Valfredo | Kayser Italia S.r.l., Livorno, Italy | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Ochoa, Jon | ESTEC, Noordwijk, Netherlands and Space Application Services NV/SA, Noordwijk, Netherlands | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Sen, Pia | Earth and Environmental Sciences Department, Rutgers University, Newark, NJ, United States | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Watt, James A. J. | School of Geosciences, University of Edinburgh, Edinburgh, United Kingdom | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Doswald-Winkler, Jeannine | BIOTESC, Hochschule Luzern Technik & Architektur, Lucerne School of Engineering and Architecture, Hergiswil, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Herová, Magdalena | BIOTESC, Hochschule Luzern Technik & Architektur, Lucerne School of Engineering and Architecture, Hergiswil, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Rattenbacher, Bernd | BIOTESC, Hochschule Luzern Technik & Architektur, Lucerne School of Engineering and Architecture, Hergiswil, Switzerland | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Wadsworth, Jennifer | Exobiology Branch, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, United States | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Everroad, R. Craig | Exobiology Branch, NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, United States | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Demets, René | ESTEC, Noordwijk, Netherlands | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT |
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Datum: | 1 April 2021 |
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Erschienen in: | Frontiers in Microbiology |
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Referierte Publikation: | Ja |
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Open Access: | Ja |
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Gold Open Access: | Ja |
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In SCOPUS: | Ja |
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In ISI Web of Science: | Ja |
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Band: | 12 |
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DOI: | 10.3389/fmicb.2021.641387 |
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Seitenbereich: | Seite 641387 |
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Verlag: | Frontiers Media S.A. |
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ISSN: | 1664-302X |
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Status: | veröffentlicht |
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Stichwörter: | biomining, bioremediation, ISRU, vanadium, space, Mars, bioproduction, space microbiology |
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HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr |
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HGF - Programm: | Raumfahrt |
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HGF - Programmthema: | Forschung unter Weltraumbedingungen |
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DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt |
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DLR - Forschungsgebiet: | R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen |
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Projekt ISS LIFE 2.0 |
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Standort: |
Köln-Porz
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Institute & Einrichtungen: | Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie |
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Hinterlegt von: |
Kopp, Kerstin
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Hinterlegt am: | 28 Mai 2021 10:59 |
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Letzte Änderung: | 28 Mai 2021 10:59 |
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