迄今為止，在生物膜形成的背景下，細菌細胞誘導的生物礦化機制仍然是密集研究的主題。在本研究中，我們分析了培養基成分對蠟樣芽孢桿菌細胞誘導CaCO3沉淀的影響以及在浸沒培養中形成的細胞外基質(ECM)的組成。在生長過程中，細胞外多糖和淀粉樣蛋白的積累似乎與鈣和尿素的存在無關，而細胞外DNA (eDNA)的積累以及碳酸鈣的沉淀則需要培養基中這兩種成分的存在。除去對DNase處理敏感的eDNA，不影響其他基質成分，但導致細胞網絡形成的破壞和沉淀產量減少了六倍。一項無細胞系統的實驗證實了添加外源鮭魚精子DNA后礦物形成的加速。在蠟樣芽孢桿菌浮游培養中觀察到的形成CaCO3礦物的途徑包括產生胞外多糖和帶負電荷的eDNA晶格，促進局部Ca2+過飽和，再加上由于pH升高導致碳酸鹽離子濃度增加，導致碳酸鈣不溶性沉淀物的形成。在eDNA基質上沉淀無定形CaCO3，然后通過acc -釩石-方解石/文石途徑形成晶體，并進一步與細胞外聚合物物質形成更大的礦物聚集物。綜上所述，我們的數據表明，細胞外基質中的DNA是觸發蠟樣芽孢桿菌浮游培養生物礦化的重要因素。

　　在過去的十年中，微生物誘導碳酸鈣沉淀(MICP)過程受到了廣泛的關注。MICP*深入研究的應用之一是開發利用鈣化微生物恢復混凝土結構的技術。在大多數情況下，微生物法已被開發用于歷史石材建筑的修復1,2，其主要優勢被認為是對天然礦物形成的模仿，應保證新形成的CaCO3礦物與建筑材料的良好相容性3,4，研究微生物誘導的生物礦化過程的重要性在與人類健康相關的領域也很明顯。在臨床實踐中，具有高脲酶活性的微生物，如奇異變形桿菌，可形成一種結膜生物膜，堵塞導尿管，常引起尿潴留和尿路上升感染，可導致膀胱炎、腎盂腎炎、膀胱結石、腎結石，甚至致命并發癥:敗血癥和內毒素休克4。Seifan等報道了MICP在牙釉質微裂紋修復中的應用5。在所有情況下，細菌在這些過程中起著主要作用，因此，了解微生物誘導礦化的機制對于土木工程和生物醫學應用仍然是決定性的。

　　生物礦化*流行的假說之一是在微生物膜上形成晶體。幾個研究小組報道了細胞代謝反應過程中細胞內碳酸鹽離子的形成以及細胞外游離鈣離子的吸引，隨后在帶負電荷的細胞壁表面形成CaCO3沉淀，如文獻6所述。在這種情況下，晶體形態取決于許多因素:細菌細胞形態、環境成分以及物理因素(溫度、pH值和曝氣)7。Ghosh等人證實了這一點，他們在巴氏芽孢弧菌5表面出現了納米級碳酸鈣晶體，支持了負電荷表面在晶體形成中起核心作用的假設。相比之下，Zhang等人聲稱，帶負電荷的表面并不是晶體沉淀的必要因素，細菌在這個過程中的作用更為復雜。Bundeleva等在對缺氧Rhodovulum sp.7的研究中，未觀察到在細胞表面和細胞附近有晶體形成。作者假設存在細胞對礦物沉積的保護機制，并提出了離細胞表面一定距離的晶體沉積的想法。Zhang等人8認為，在初始階段形成球形核，然后根據生長條件形成各種形狀的晶體結構。CaCO3的非晶態相(ACC)顯然在這一過程中發揮了重要作用，是球形核的主要組成部分之一。