La próxima vez que alguien te diga que estás “tirando” algo valioso, podrías responder que, de hecho, eso es exactamente lo que haces todos los días cuando vas al baño. Un hallazgo recién publicado en Nature Communications Ha demostrado que la orina humana contiene todo lo necesario para producir hidroxiapatita, el material del que están hechos los huesos y los dientes.
La clave está en una levadura diseñada llamada “Osteoyeast”, que los investigadores del Laboratorio Berkeley han programado para convertirla en una fábrica biológica de materiales biomédicos.
Levadura que imita las células óseas
El proyecto nació de la observación de Yasuo Yoshikuni e Pedro Ercio, investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, quienes observaron cómo la Saccharomyces boulardii (una levadura similar a la utilizada para hacer cerveza) ya poseía mecanismos moleculares sorprendentemente similares a los osteoblastos, las células especializadas en la formación ósea.
“Lo fortuito es que esta levadura ya tenía mecanismos moleculares similares”, explicó. Yoshikuni en Investigación publicadaBastaron unos pequeños cambios para convertir la levadura en una fábrica celular de hidroxiapatita.
Los investigadores añadieron solo dos genes: uno para una enzima que descompone la urea y otro para un transportador de urea. Cuando la levadura descompone la urea de la orina, eleva el pH dentro de las células, activando una bomba de calcio que inunda el... vacuolas con los ingredientes para formar minerales.
Cómo funciona la transformación de la orina
Las osteolevaduras, como se mencionó, utilizan enzimas para descomponer la urea y aumentar el pH del entorno. Esto desencadena la acumulación de calcio y fosfato en forma de fosfato de calcio amorfo en las vacuolas de la levadura, que posteriormente se secreta en vesículas y cristaliza en hidroxiapatita.
David Kisailus, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de California en Irvine, destacó cómo Este proceso toma menos de un día para producir hidroxiapatita.
“El hecho de que utilice levadura como base, que es barata y se puede colocar en grandes cubas a temperaturas relativamente bajas, demuestra que se puede hacer fácilmente sin necesidad de grandes infraestructuras”.
Los números que cuentan en la orina
Los resultados económicos son impresionantes. El análisis técnico-económico realizado por Jeremy Guest de la Universidad de Illinois ha demostrado que El proceso podría costar alrededor de 19 dólares para producir un kilogramo de hidroxiapatita de calidad comercial, que puede venderse por entre 50 y 200 dólares. .
El sistema podría generar una ganancia de alrededor de 1,4 millones de dólares al año. Al servicio de una ciudad del tamaño de San Francisco, al mismo tiempo que se reducen los insumos químicos necesarios para que las aguas residuales sean seguras. Cómo explicado por Invitado“Es importante considerar los impactos potenciales de un sistema a gran escala”.
Aplicaciones más allá de la hidroxiapatita de la orina
La orina es solo el comienzo. El equipo ya trabaja en el desarrollo de nuevas cepas capaces de sintetizar otros biomateriales o capturar y almacenar elementos específicos para facilitar operaciones de biominería ambientalmente sostenibles.
“Hoy en día, utilizamos aproximadamente el 1 % de la energía mundial para producir fertilizantes a partir de nitrógeno gaseoso”, afirmó Yoshikuni. “Si pudiéramos producir tanto hidroxiapatita como fertilizantes nitrogenados a partir de amoníaco, podríamos cubrir una parte significativa de la demanda total de nitrógeno”.
La patente de osteolevadura ya está disponible para licencia, lo que podría abrir nuevas vías para la producción sostenible de biomateriales a partir de desechos humanos. destacado por los investigadoresLa biotecnología continúa demostrando su potencial para transformar materiales de desecho en recursos valiosos.
Un descubrimiento que demuestra cómo la economía circular puede empezar realmente desde el baño de casa.
