科学者たちは、放射線を食べることができる細菌や菌類のいくつかの種を発見しました.これらの微生物は、放射性化学物質を燃料として、または代謝のための栄養素として使用できます。そのようなバクテリアには、バークホルデリア・ファンゴラムとジオバクター種があります。 Cladosporium sphaerospermum、Cryptococcus neoformans、Wangiella dermatitidis などの特定の真菌は、放射線を吸収できるメラニン色素を持っています。
福島第一（日本、2011年）、チェルノブイリ（ウクライナ、1986年）、スリーマイル島（米国、1978年）、ウィンドスケール（英国、1957年）….
チェルノブイリ立入禁止区域 (写真提供:8 枚の写真/Shutterstock)
これらは、世界中で起こった最も深刻な原子力事故のほんの一部です。
チェルノブイリはこれまでで最悪のものであり、チェルノブイリ原子力発電所周辺のゾーンは、爆風によって拡散された危険な放射線のために、約 20,000 年間居住できないままであると推定されています。
しかし、原子力発電所の心配事は爆発だけではありません。
これらの原子炉から発生する核廃棄物の処理も深刻な問題です。それらは、ウランなどの高放射性元素によって動力を供給され、他の放射性成分に分裂するため、本質的に不滅になります。ウランとその副産物から放出される電離放射線は、私たちの DNA を変化させる可能性があり、長期にわたる曝露はがんのリスクを高めます。
核廃棄物はどのように処分されますか?
現在、発生する放射性廃棄物は冷却され、コンクリートで囲まれた大型のステンレス鋼容器に保管されています。非常に大量の核廃棄物がコンクリートに包まれ、地下深くに埋められています。これらの方法は現在実行可能ですが、世界人口の増加により持続可能ではありません。また、放射性廃棄物の埋設は、その内容物が周囲に流出し、食物連鎖に影響を与えるリスクも伴います。この放射性廃棄物をきっぱりと処分するもっと良い方法があるはずですよね?
地下に貯蔵されたバレルの放射性廃棄物 (写真提供:josefkubes/Shutterstock)
放射能を食べることができる微生物は、核廃棄物の処理に役立ちます
私たちの多才でミクロな友人たちの助けを借りて、私たちはこの核廃棄物を実際に取り除くことができます!マンチェスター大学の科学者は、ジオバクターと呼ばれる特定の細菌種の証拠を発見しました 放射線被ばくに耐えるだけでなく、それを利用することもできます。
ジオバクター 種は、鉄や放射性金属を含む有機化合物や金属を酸化する独自の能力を持っています。それらは、核廃棄物が堆積している深部地下地域のように、アルカリ度が高い酸素が不足している地域 (例えば、深部地下) でさえ成長することができます.
地下水が核廃棄物が保管されているコンクリート保管庫と接触すると、それらの相互作用によりアルカリ度が上昇します。
一部の核廃棄物にはセルロースが含まれており（使用済みフィルター、作業服などから）、アルカリ度が高いためにイソサッカリン酸（ISA）に分解されます。その後、ISA はウランと反応してより溶けやすい化合物を形成し、それが漏出して地下水を汚染する可能性さえあります。
Geobacter、 によって、このような致命的な災害が防止されます。 ISA を分解し、食料やエネルギー源として使用できるからです。このようにして、ウランは元の不溶性の固体に戻ります。この形態では、ウランは飲料水や食物連鎖を汚染することができず、無数の命を救います.
別の例では、米国エネルギー省の研究プロジェクトで Burkholderia fungorum と呼ばれる細菌株が特定されました。 ウランを利用したもの。これは、コロラド州ライフル (米国) にある統合フィールド規模地下研究課題サイト (IFRC) から分離されました。
当時 (2015 年 4 月)、バークホルデリア科のメンバーだったため、この発見は注目に値します。 家族はウラン削減とは関係がありませんでした.
これは細菌種のユニークな特徴であり、細菌が近接していると遺伝物質 (DNA) を交換することができます。交換された DNA は、抗生物質または重金属毒性に対する耐性を生じさせる可能性があります。 B.真菌、
科学者たちは、ウラン還元のこの新しいスキルは、その地域で成長している他のウラン呼吸バクテリアからバクテリアによって拾われたと信じています.
細菌遺伝子導入の方法 (写真提供:Aldona Griskeviciene/Shutterstock)
放射線を食べる菌
放射線の軽減に関して言えば、菌類はバクテリアに遠く及ばない。
この証拠は、放棄されたチェルノブイリ原子力発電所の心臓部から直接出てきます。
悲劇から 10 年後、研究者はロボットを派遣して危険区域を捜索し、廃墟となった原子炉の壁に真っ黒な菌類を発見しました。調査はまた、真菌が原子炉自体の高温のコアから放射性グラファイトを分解できることを示唆した.
もう 1 つの興味深い発見は、菌類が、あたかもそこに引き寄せられるかのように、放射線が最も高くなる放射線源に向かって成長しているように見えることでした.
Cladosporium sphaerospermum という 3 つの真菌種 、クリプトコッカス・ネオフォルマンス そしてワンギエラ皮膚炎 採取したサンプルから特定されました。大量のメラニン色素が 3 種すべてで見つかった。
メラニンは人間の皮膚にも存在し、光を吸収しますが、放射線を払いのけることが知られています。
しかし、これらの菌類では、同じ色素が放射線を吸収し、成長に利用できるようにします。これは、植物が色素クロロフィルを使用して光合成を介して太陽光をエネルギーに変換する方法と同様です。
メラニンを含む真菌は、メラニンを欠く他の真菌種と比較して、放射線の存在下でもより速く成長しました.これは、放射線被ばくが真菌のメラニン分子の形状の変化を誘発したためです。この変化により、メラニンは典型的な代謝化学反応の実行において 4 倍改善されました。
チェルノブイリの原子炉 4 の内部 (写真提供:Flickr)
それ以来、37 種の菌類がチェルノブイリから回収されました。これらのうち、Penicillium hirsutum 、Cladosporium sphaerospermum 、アウレオバシジウム プルランス そしてアスペルギルス・バーシカラー 非常に放射性の基質でさえ、アクティブなバイオデストラクタである可能性があります。
そのような微生物が私たちをどのように助けることができるか
バイオレメディエーションに加えて、チェルノブイリの放射線を好む菌類は、NASA の放射線問題に対する答えとなる可能性があります。 NASA は人々を火星に送る決意を明確に表明しましたが、NASA の最も困難な障害の 1 つは、宇宙飛行士を放射線から守ることです。
人間は、地球の保護大気と磁場がなければ、宇宙、月、火星で生き残ることはできません。そのため、科学者は宇宙飛行士を保護する実現可能な方法を探しています。
国際宇宙ステーション (写真提供:Dima Zel/Shutterstock)
ジェット推進研究所の研究者たちは、解決策を見つけることを期待して、チェルノブイリから分離された 8 つの種を国際宇宙ステーション (ISS) に送りました。 ISS で、宇宙飛行士は菌類が放射線レベルを約 2% 減少させることを発見しました。これだけでは安全シールドとして十分ではありませんが、将来がどうなるかを示す指標にはなります。宇宙飛行士はロケットに少量の真菌コロニーを運ぶことができます。その後、火星に到達したときにシールド構造上で培養し、厚くして、安価な追加の保護層として機能させることができます.
微生物が増え続ける放射性廃棄物の山に恒久的な解決策を提供することは明らかであり、複数の研究プロジェクトが放射性物質を代謝する能力を持つ新しい微生物を特定しています.これらの新しい発見により、存在するすべての原子力発電所からの放射性廃棄物を浄化する仕事が微生物に割り当てられるまでそう長くはかからないでしょう!
