Microorganismo bacteriano heterótrofo termófilo del género Ureibacillus y su uso para la producción de sulfatos.

La presente invención se refiere a un microorganismo de la especie bacteriana Ureibacillus sp. con número de acceso CECT7628. También se refiere al uso de un microorganismo que pertenece a la especie bacteriana Ureibacillus thermosphaericus o de una población bacteriana que comprende un microorganismo de la especie Ureibacillus thermosphaericus, para la producción de sulfato, donde preferiblemente el sulfato forma un precipitado, o a un método concreto para la producción de sulfato. Asimismo, la presente invención se refiere al uso de dichos microorganismos para consolidar y/o remediar un material inerte mediante el sulfato precipitado y a un método concreto para la consolidación y/o remediación de dicho material inerte.

Microorganismo bacteriano heterótrofo termófilo del género Ureibacillus y

su uso para la producción de sulfatos

La presente invención se refiere a un microorganismo de la especie bacteriana Ureibacillus sp. con número de acceso CECT7628. También se refiere al uso de un microorganismo que pertenece a la especie bacteriana Ureibacillus thermosphaericus o de una población bacteriana que comprende un microorganismo de la especie Ureibacillus thermosphaericus, para la producción de sulfato, donde preferiblemente el sulfato forma un precipitado, o a un método concreto para la producción de sulfato. Asimismo, la presente invención se refiere al uso de dichos microorganismos para consolidar y/o remediar un material inerte mediante el sulfato precipitado y a un método concreto para la consolidación y/o remediación de dicho material inerte.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Frente al deterioro de materiales rocosos, por ejemplo edificios y monumentos, se ha propuesto que podrían ser útil diversos mecanismos de compactación de materiales disgregados (como por ejemplo, arenas o areniscas) o la impermeabilización de superficies construidas es de importancia para consolidar estructuras y materiales o evitar un progresivo deterioro de superficies y edificios. En este sentido, son conocidos diversos procedimientos para la consolidación de piedras de construcción o superficies de materiales usando bacterias calcinogénicas productoras de CaCO3 como es el caso de los géneros Micrococcus y Bacillus para el refuerzo de piedra por precipitación y formación de cristales de CaCO3 (Tiano et al., 1999. Journal of Microbiological Methods, 36 [1-2]: 139-145) , por biomineralización bacteriana usando bacterias productoras de carbonatos, como Myxococcus xanthus, que producen la precipitación de carbonato cálcico en la piedra (Jiménez-López et al., 2007. Chemosphere, 68 [10]: 1929-1936) o un procedimiento de protección y/o tratamiento de superficies artificiales por revestimiento de la superficie, preferiblemente roca calcárea, mediante la incrustación de carbonatos de calcio llevada a cabo por microorganismos, preferiblemente de los géneros Bacillus o Pseudomonas (ES2064673 T3) .

Uno de los inconvenientes del uso de carbonatos es que la precipitación y disolución de los mismos depende del pH, por tanto, agua de lluvia (generalmente con un pH ácido, por debajo de 7) puede dar lugar a la disolución de esos precipitados. Esto es lo que ocurre en muchos monumentos y edificios debido al lavado o disolución de minerales. Además, las bacterias propuestas para la remediación de dichos materiales son capaces de crecer a temperaturas ambientales lo que podría originar consecuencias secundarias como resultado de su crecimiento posterior.

También es conocido el uso de especies del género Pseudomonas en procesos de restauración como frescos o monumentos (Ranalli et al., 2005. Journal of Applied Microbiology, 98: 73-83) o utilizando la enzima Proteasa purificada de dicha bacteria. En dicha publicación, Ranalli et al., propusieron eliminar compuestos orgánicos (pegamentos, por ejemplo, utilizando Pseudomonas) .

Por tanto, existe la necesidad de compactar materiales excesivamente porosos, remediar materiales que tras erosión o disolución hayan perdido parte de sus componentes minerales, así como impermeabilizar los substratos, superficies, o edificios, entre otras estructuras, por medio de un procedimiento biológico que solucione el problema planteado sin generar efectos derivados, es decir, evitando el crecimiento posterior de los microorganismos así como la disolución de los complejos precipitados.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un microorganismo de la especie bacteriana Ureibacillus sp. con número de acceso CECT7628. El microorganismo pertenece muy probablemente a la especie Ureibacillus thermosphaericus ya que, tras la secuenciación de 656 nucleótidos del gen 16S rRNA se determinó que la identidad era del 97% respecto a dicha especie. La presente invención también se refiere al uso de un microorganismo que pertenece a la especie bacteriana Ureibacillus thermosphaericus o de una población bacteriana que comprende un microorganismo de la especie Ureibacillus thermosphaericus, para la producción de sulfato, donde preferiblemente el sulfato forma un precipitado, o a un método concreto para la producción de sulfato. Asimismo, la presente invención se refiere al uso de dichos microorganismos para consolidar y/o remediar un material inerte mediante el sulfato precipitado y a un método concreto para la consolidación y/o remediación de dicho material inerte.

La presente invención se refiere al uso de una cepa de la especie Ureibacillus sp. (bacteria heterótrofa termófila) capaz de producir sulfatos durante su crecimiento. Aunque los inventores han observado la existencia de especies bacterianas que presentan esas propiedades, han seleccionado la cepa Ureibacillus sp. CECT7628 porque produce cantidades de sulfatos en una concentración más alta que el resto de cepas ensayadas o conocidas en el estado de la técnica. Esta bacteria crece óptimamente entre 45 y 55º C, con temperaturas máximas de crecimiento de unos 70º C. El medio empleado para su crecimiento es caldo nutritivo (definido en el apartado de ejemplos) . Para obtener sulfatos precipitados se puede complementar el medio con cloruro de calcio para obtener sulfato de calcio o yeso como producto final. Las bacterias propuestas producen sulfatos a partir del azufre presente en los nutrientes orgánicos del medio y este proceso no depende de compuestos inorgánicos de azufre en el medio.

La cepa bacteriana propuesta produce concentraciones de sulfatos superiores a 1 mM en solución y esta cantidad se aumenta considerablemente al complementar el medio, por ejemplo, pero sin limitarse, con cloruro de calcio y precipitar los sulfatos en solución. El crecimiento de esta bacteria se produce en un máximo de unos cinco días, dependiendo de las condiciones de temperatura y nutrientes a que se lleva a cabo dicho crecimiento. En condiciones óptimas, la bacteria termófila propuesta puede alcanzar su máximo crecimiento en uno o dos días. Tras el crecimiento, se puede llevar a cabo un lavado con agua de la suspensión de células y nutrientes proporcionados para eliminar en lo posible los restos del tratamiento.

La cepa seleccionada en la presente invención puede usarse, por ejemplo, en la conservación de materiales rocosos, por ejemplo edificios y monumentos, o en la compactación de materiales disgregados (como por ejemplo, arenas o areniscas) o en la impermeabilización de superficies construidas.

Un aspecto de la presente invención se refiere a un microorganismo de la especie bacteriana Ureibacillus sp. con número de acceso CECT7628. Tal como se muestra en los ejemplos de la presente invención, la secuenciación de 656 nucleótidos del gen 16S rRNA dió como resultado un 97% de identidad con otras cepas de la especie Ureibacillus thermosphaericus al comparar dicha secuencia con las secuencias disponibles de las bases de datos públicas, por tanto, la cepa de la presente invención puede pertenecer, muy probablemente a la especie U. thermosphaericus.

La clasificación científica de la cepa CECT7628 de la presente invención es: Reino: Bacteria / División: Firmicutes / Clase: Bacilli / Orden: Bacillales / Familia: Noctuoidea / Género: Ureibacillus.

Dicho microorganismo ha sido depositado en la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT) el 13 de noviembre de 2009 y le correspondió el nº de depósito CECT7628. La dirección de dicha Autoridad Internacional de depósito es: Universidad de Valencia / Edificio de investigación / Campus de Burjassot / 46100 Burjassot (Valencia) .

La cepa CECT7628 es capaz de crecer en caldo nutritivo (por litro: Extracto de Carne, 3, 0 g; Peptona, 5, 0 g; pH 6, 8-7, 0. Para medio sólido se añaden 20 g de agar) , a una temperatura óptima de crecimiento de 50º C. Las temperaturas mínima y máxima de crecimiento son 40º C y 70º C, respectivamente.

Asimismo, la presente invención también se refiere a un microorganismo derivado del microorganismo depositado con nº de acceso CECT7628. El microorganismo derivado puede producirse de forma intencionada, por métodos mutagénicos conocidos en el estado de la técnica como por ejemplo, el crecimiento de dicho microorganismo original en exposición con conocidos agentes capaces de forzar mutagénesis.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a una población bacteriana que comprende el microorganismo... [Seguir leyendo]

1. Microorganismo de la especie bacteriana Ureibacillus sp. con número de acceso CECT7628.

2. Población bacteriana que comprende el microorganismo según la reivindicación 1.

3. Uso de un microorganismo que pertenece a la especie bacteriana Ureibacillus thermosphaericus o de una población bacteriana que comprende un microorganismo de la especie Ureibacillus thermosphaericus, para la producción de sulfato.

4. Uso según la reivindicación 3, donde el microorganismo es la bacteria según la reivindicación 1, o la población bacteriana es la población según la reivindicación 2.

5. Uso del microorganismo o de la población según cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, donde dichos microorganismos y/o el sulfato producido se administra a un suelo.

6. Uso del microorganismo o de la población según cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, donde el sulfato forma un precipitado.

7. Uso del microorganismo o de la población según la reivindicación 6 para consolidar y/o remediar un material inerte.

8. Uso del microorganismo o de la población según la reivindicación 7, donde el material inerte es un material de construcción.

9. Método para la producción de sulfato que comprende:

a) inocular un microorganismo que pertenece a la especie bacteriana Ureibacillus thermosphaericus, o de una población bacteriana que comprende un microorganismo de la especie Ureibacillus thermosphaericus en un medio de cultivo que comprende nutrientes orgánicos que contiene azufre, e b) incubar el cultivo del paso (a) a una temperatura de entre 40º C y 70º C, 10.Método para la producción de sulfato según la reivindicación 9, donde el microorganismo es la bacteria según la reivindicación 1, o la población bacteriana es la población según la reivindicación 2.

11.Método para la producción de sulfato según cualquiera de las reivindicaciones 9 ó 10, donde la incubación del paso (b) se lleva a cabo a una temperatura de entre 45º C y 55º C.

12.Método para la producción de un sulfato precipitado que comprende los pasos del método según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, donde además el medio de cultivo comprende una sal cuyo catión se une al anión sulfato, formando un sulfato precipitado.

13.Método para la producción de un sulfato precipitado según la reivindicación 12, donde el catión de la sal es calcio.

14.Método para consolidar y/o remediar un material inerte, que comprende los pasos del método según cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13, donde el microorganismo se pone en contacto con dicho material.

15.Método según la reivindicación 14, que además comprende eliminar el microorganismo y/o nutrientes del medio de cultivo, presentes en dicho material inerte.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud:200931241

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 22.12.2009

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional DOCUMENTOS RELEVANTES

13. 145. Todo el documento. 1-7, 14-15 A WEBSTER A. y MAY E. Bioremediation of weathered-building stone surfaces. TRENDS IN BIOTECHNOLOGY. 01.06.2006. Vol. 24 No. 6. Pág.

25. 260. 1-2, 6-7, 14 Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº : TODAS Fecha de realización del informe 12.11.2010 Examinador I. Abad Gurumeta Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud:200931241

CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD

C12N1/20 (2006.01) C07K14/345 (2006.01) C04B41/00 (2006.01) C12R1/08 (2006.01)

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

C12N, C07K, C04B, C12R

Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados)

INVENES, EPODOC, BIOSIS, EMBASE, EMBL ALL, WIPI, NPL

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud:200931241

Fecha de Realización de la Opinión Escrita:

Declaración

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

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OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud:200931241

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

13. 145. Todo el documento 01.05.1999 D04 WEBSTER A. y MAY E. Bioremediation of weathered-building stono surfaces. TRENDS IN BIOTECHNOLOGY. 01.06.2006. Vol. 24 No.6. Pág.

25. 260. 01.06.2006

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración El objeto de la presente invención consiste en un microorganismo de la especie bacteriana Ureibacillus sp. (reivindicación 12) , al uso del mismo o de su población bacteriana para la producción de sulfato (ver reivindicación 3-8) y a un método para la producción de sulfato (ver reivindicación 9-13) . La presente invención consiste también en un método para consolidar y/o remediar un material inerte mediante el sulfato precipitado usando dicho microorganismo (ver reivindicación 14-15)

El documento D01 divulga un procedimiento de tratamiento biológico de una superficie artificial (ver reivindicación 1) , en el que el microorganismo pertenece al género Bacillus (ver reivindicación 9) para remediar materiales de construcción calcáreos atacados por agentes externos (ver columna 1, línea 13-21) . En este procedimiento el microorganismo mineralizador es puesto en contacto con la superficie artificial en un medio de cultivo (ver reivindicación 3) .

El documento D02 divulga la consolidación de piedra caliza ornamental porosa por precipitación de carbonato cálcico por biomineralización bacteriana (ver todo el documento) .

El documento D03 publica el método de conservación de piedras en monumentos usando microorganismos como el de género Bacillus, por la producción de las mismas de carbonato cálcico (ver todo el documento) .

El documento D04 divulga un estudio sobre la bioremediación en superficies de construcción causadas por el tiempo usando microorganismos, entre otros sistemas (ver todo el documento) .

1. NOVEDAD (ART. 6.1 Ley 11/1986)

La invención según se recoge en las reivindicaciones 1-15 es nueva en el sentido del artículo 6.1 de la Ley 11/1986.

2. ACTIVIDAD INVENTIVA (ART. 8.1 Ley 11/1986)

La invención según se recoge en las reivindicaciones 1-15 cumple el requisito de actividad inventiva en el sentido del artículo 8.1 de la Ley 11/1986.

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