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Enregistrement W4411060915 · doi:10.1101/2025.06.04.657868

Metal-Binding Ligands Rather Than Redox Active Metabolites Are Essential to Microbially-Induced Corrosion of Cobalt

2025· preprint· en· W4411060915 sur OpenAlexafffund
Annika DeJager, Anna E. Kirkland, Aaron Hinz, David McMullin, Daniel S. Grégoire

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2025
Typepreprint
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueCorrosion Behavior and Inhibition
Établissements canadiensCarleton University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésPhenazineCorrosionCobaltBacteriaChemistryMicrobiologyMaterials scienceMetallurgyBiologyBiochemistryGenetics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Microbially-induced corrosion (MIC) has been well-studied in the context of damage to iron-bearing infrastructure, where microbes can solubilize solid elemental iron using redox-active metabolites such as phenazines. Whether such pathways can solubilize economically-critical cobalt remains poorly understood. We hypothesized that secondary metabolites produced by the model bacterium Pseudomonas chlororaphis subspecies aureofaciens associated with MIC of iron could corrode cobalt by oxidation ( i.e., phenazines) or by acting as a ligand ( i.e., cyanide). One-week incubations using live cells supplied with Co(0) wires led to 20-30% cobalt mass losses and ∼2200 µM Co(2+) recovered in solution, which was at least 3-fold higher than filtered cultures and sterile medium controls. Removing the capacity for cells to produce phenazines and cyanide showed similar corrosion compared to wild type cells and phenazine standards did not corrode cobalt, ruling these metabolites out as contributors to MIC. Further experiments testing whether metabolite mixtures devoid of phenazines could corrode Co(0) in the presence and absence of oxygen confirmed that atmospheric oxygen initiates Co(0) oxidation, and that unidentified cell-derived metabolites drive MIC forward by keeping Co(2+) from precipitating as oxides that form a passivation layer on the wire surface. This revised mechanistic explanation underscores the importance of considering how abiotic redox cycling and cellular metabolites that solubilize metals interact in the MIC of non-ferrous metals. Identifying the biosynthetic pathways involved in solubilizing cobalt will be key to reframing MIC as more than an environmental concern and optimizing sustainable cobalt recovery strategies for solid waste that rely on naturally-occurring microbial metabolites. Importance Characterizing microbially-induced corrosion mechanisms for cobalt is important for predicting the fate of critical metals in the environment and optimizing sustainable strategies for cobalt reclamation from electronic waste. This study uses the model bacterium Pseudomonas chlororaphis subspecies aureofaciens to test if redox-active phenazines and the metal-binding metabolite cyanide can corrode elemental cobalt. We repeatedly observed that live cells corroded cobalt, but that corrosion did not rely on phenazines or cyanide. Instead, our results show that oxygen oxidized elemental cobalt and unidentified metabolites keep cobalt ions in solution to limit cobalt oxide precipitation and drive the corrosion reaction forward. Our study reinforces the need to consider connections between abiotic and biotic reactions in the corrosion of metals other than iron. Understanding these mechanisms is critical to reframing microbial corrosion as a sustainable approach for metal recovery and our study makes the case that it is possible for the critical metal cobalt.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,015
Tête enseignante GPT0,247
Écart entre enseignants0,232 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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