Осаждение минералов, индуцированное бактериями: обзор механизмов

Микроорганизмы участвуют в формировании минеральных месторождений Земли посредством процесса, известного как осаждение минералов, индуцированное бактериями (BIMP). Это сложное явление может быть обусловлено различными физиологическими процессами, влияющими на степень пересыщения среды и катализацию зародышеобразования при осаждении минералов. Механизмы BIMP, обусловленного бактериальным метаболизмом, хорошо изучены в контексте регуляции окислительно-восстановительных состояний металлов и ферментативных реакций, таких как уреолиз. Однако другие формы BIMP часто нельзя связать с одним-единственным метаболическим путём: по-видимому, они пассивно возникают в результате бактериальной активности, при этом минералы формируются под воздействием побочных продуктов метаболизма и взаимодействий с поверхностью в окружающей среде. Осаждение минералов посредством таких процессов легло в основу многих инновационных биотехнологий, включая укрепление грунта, удаление тяжёлых металлов, восстановление исторических зданий и даже самовосстановление бетона. Однако до настоящего времени в этих технологиях преимущественно использовали бактерии, способные индуцировать осаждение минералов и выделенные из окружающей среды, тогда как детальные исследования лежащих в основе механизмов проводились недостаточно. В этом обзоре обобщены современные представления о механизмах бактериальной активности, косвенно влияющей на BIMP, и подчёркнута сложность и взаимосвязь различных клеточных и метаболических процессов. Детальное понимание этих механизмов в конечном счёте позволит рационально разрабатывать технологии BIMP для конкретных задач и углубит представления о роли бактерий в формировании окружающего мира.