Los conocidos como “tierras raras” son en verdad un conjunto de 17 elementos químicos (escandio, al itrio y 15 elementos del grupo de los lantánidos), fundamentales en tecnología. Con ellos se producen agentes de contraste de imágenes de resonancia magnética, pantallas de intensificación de rayos X, máquinas de rayos X portátiles, láseres médicos, fibra óptica, lentes ópticas, sensores de presión, monitores… De hecho, son fundamentales también en la industria de los teléfonos inteligentes. Pero, como indica su nombre, no son muy abundantes y la necesidad de ellos es muy alta.
Una proteína recién descubierta podría ayudar a detectar y recolectar del medio ambiente los metales de tierras raras utilizados en los teléfonos inteligentes. Dos nuevos estudios, realizados por investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania, describen una proteína 100 millones de veces mejor en la unión a los lantánidos, que a otros metales como el calcio. El primer estudio, que ha sido publicado en el Journal of the American Chemical Society, describe la proteína, y el segundo artículo, que está disponible en Biochemistry, describe su estructura única, que probablemente juega un papel importante en su notable selectividad por los lantánidos.
«Recientemente, ha habido mucho interés en aumentar la accesibilidad de elementos de tierras raras como lantánidos, que se utilizan en las pantallas y dispositivos electrónicos de teléfonos inteligentes, baterías de autos híbridos, láseres y otras tecnologías – explica el autor principal de ambos estudios, Joseph Cotruvo Jr. – . Debido a que las propiedades físicas de los elementos de tierras raras son tan similares, puede ser difícil apuntar y recolectar uno en particular. Comprender cómo esta proteína se une a los lantánidos con una selectividad tan increíblemente alta podría revelar formas de detectar y obtener estos importantes metales”.
El equipo de investigación descubrió la proteína, que denominaron lanmodulina, dentro de la bacteria Methylobacterium extorquens, que crece en las hojas de las plantas y en el suelo y juega un papel importante en la forma en que el carbono se mueve a través del medio ambiente. Las bacterias requieren lantánidos para la función adecuada de algunas de sus enzimas, incluida una que ayuda a las bacterias a procesar el carbono, que se requiere para su crecimiento.
“Estas bacterias necesitan lantánidos y otros metales como el calcio para crecer – añade Cotruvo –. Necesitan una forma de obtener cada metal del medio ambiente y asegurarse de que vayan al lugar correcto dentro de la célula. Parece que estas bacterias han desarrollado una forma única de atacar a los lantánidos en el medio ambiente, donde son mucho menos abundantes que otros metales como el calcio”.
Comprender cómo la proteína es tan selectiva puede proporcionar información para la recolección de lantánidos para fines industriales, incluida la extracción de flujos de desechos mineros.