Identificación de la ruta metabólica para producción industrial de calcita por hidrólisis de urea en Lysinibacillus sphaericus mediante análisis computacional genético de Sporosarcina, Bacillus y Lysinibacillus spp.

Abstract

El concreto es fundamental para la industria de construcción, pero tiene el problema de sufrir fracturas que comprometen su resistencia. Una alternativa biotecnológica para su reparación es suplementar la mezcla de concreto con microorganismos capaces de producir calcita, formando bioconcreto, que tiene la capacidad de autorreparar las grietas. En un estudio previo, se aislaron bacterias de los géneros Sporosarcina, Bacillus y Lysinibacillus del suelo de una planta de producción de cemento, capaces de precipitar calcita. El presente estudio utilizó métodos genómicos para analizar la biomineralización en Lysinibacillus sphaericus para facilitar su aplicación industrial. Para ello, se identificaron genes responsables del proceso de producción de calcita por hidrólisis de urea en los géneros mencionados anteriormente, en literatura publicada. Luego, con el software CellNetAnalyzer, se pudo realizar un análisis de reconstrucción de rutas metabólicas, de forma que se observó la ruta más eficiente para la biomineralización en L. sphaericus. Se observó que las enzimas esenciales para llevar a cabo este proceso son la ureasa y la anhidrasa carbónica, que permiten la degradación de urea hacia carbonato para la formación de calcita en el exterior celular. Para la optimización de producción de calcita por L. sphaericus, se recomienda desarrollar un medio de cultivo que brinde las condiciones óptimas para la enzima ureasa, que contenga una fuente de urea y calcio, un elevado pH y, si es posible, llevar a cabo una modificación genética para producir un aumento de actividad enzimática por parte de la ureasa. (A)