在清洁能源与气候生存的挑战中，科学家发现了一种意想不到的“盟友”——一种以金属为食的微生物，为应对相关问题带来新思路。

氧化葡萄糖杆菌(此处原文提及氧化芽孢杆菌G. oxydans，推测为同一类微生物在不同表述下的名称，以下统一按研究提及的G. oxydans表述)体型虽小却极为顽强，目前正被重新编程，有望取代重型机械和有毒化学品用于提取稀土元素。

这种微生物的作用远不止从石头中提取金属。凭借基因改造，G. oxydans能够加速产酸，释放隐藏的生化能力，效率大幅提升。它还能加速地球自然吸收二氧化碳的能力，带来应对气候变化的一举两得之效。

在一项新研究中，康奈尔大学的科学家成功将G. oxydans的稀土提取能力提高了高达73%，且不会像传统采矿那样对环境造成破坏。同时，该微生物还可将自然碳捕获速度提高58倍，把普通岩石转化为长期二氧化碳储存系统。

农业与生命科学学院生物与环境工程副教授巴兹·巴斯托在新闻稿中指出，本世纪所需开采的金属数量将超过整个人类历史总和，但传统采矿技术对环境破坏极大。目前，美国几乎所有相关元素都需从包括中国在内的外国来源获取，存在供应链中断风险。

镁、铁和钙等金属会自然与二氧化碳反应形成矿物质，永久锁住二氧化碳。康奈尔大学的工程微生物能加速这一过程，更快分解岩石，使更多金属暴露于二氧化碳中，将地球本身变成一个碳陷阱。

康奈尔大学工程学院查尔斯·N·梅洛斯教授埃斯特班·加泽尔表示，研究试图利用自然界中已存在的过程，但要提高其效率并改善可持续性。

为进一步挖掘这些微生物的潜力，康奈尔大学科学家深入研究其基因蓝图。在一项研究中，他们发现只需进行两次基因组编辑，G. oxydans就能更有效地溶解岩石。一次编辑增加酸的产生，另一次消除内部限制，显著提高了稀土回收率。

酸并非G. oxydans唯一的“工具”。第二项研究表明，这种微生物还利用其他此前未知的途径提取金属。通过逐个敲除一株高效菌株中的基因，研究人员发现了89个与生物浸出相关的基因，其中68个基因此前从未与该过程关联，这一突破帮助将提取效率提高了100%以上。

与此同时，第三篇论文表明，G. oxydans无需依赖高温、高压或刺激性化学物质，即可加速自然碳捕获。当它分解富含镁和铁的岩石时，这些元素会与二氧化碳结合，形成石灰石等固体矿物，永久封存碳。论文第一作者、博士生Joseph Lee称，这个过程可在常温常压下进行，无需使用刺激性化学物质，能自然吸收二氧化碳并永久储存为矿物质，还回收了镍等其他能源关键金属作为副产品，是一个双重解决方案。