Evolution towards pathogenicity: Comparative analysis between Brucella and a recently isolated Pseudochrobactrum

Póster presentado Online en el XXVIII Congreso Nacional de Microbiología 28 de junio al 2 de julio, 2021 .- https://hal.inrae.fr/hal-03337244/documentLa brucelosis es una de las zoonosis bacterianas más ampliamente distribuidas en el mundo, contribuyendo de forma importante a la pobreza de muchos países en desarrollo. Ninguna de las vacunas actuales proporciona una protección completa, son virulentas para humanos e interfieren en el diagnóstico serológico. Por ello, para mejorar las vacunas actuales, es imprescindible seguirestudiando los mecanismos de virulencia de Brucella, el agente etiológico de la brucelosis. Ésta pertenece a las α-2 Proteobacteria, grupo que incluye desde bacterias ambientales hasta bacterias que han evolucionado a patógenos animales difícilmente detectados por el sistema inmune, como es el caso de Brucella. Para estudiar la evolución que se ha dado hacia la patogenicidad en esta familia y poder determinar mejor así los factores de virulencia de Brucella, es interesante comparar bacterias filogenéticamente próximas que son biológicamente diferentes. Por primera vez, se han aislado bacterias del género Pseudochrobactrum en un huésped natural de Brucella.Pseudochrobactrum es un género filogenéticamente cercano a Brucella que, hasta la fecha, sólo incluye bacterias ambientales. En este trabajo se han caracterizado estos nuevos aislamientos y teniendo en cuenta sus propiedades fisiológicas, su perfil de lípidos polares y ácidos grasos, y el análisis filogenético, se ha propuesto una nueva especie con el nombre de Pseudochrobactrum bovis. Los estudios comparativos con Brucella han revelado diferencias en la composición de la envoltura celular, el contenido genético y virulencia. Por ello, P. bovis puede representar un nuevo modelo para estudiar la evolución de Brucella hacia la virulenciaN

Producción de PHB a partir de Escherichia coli modificada, utilizando ácidos grasos volátiles como sustrato y ácido oleico como inductor del proceso

Se conocen varios microorganismos, como Ralstonia eutropha H16, que son capaces de producir bioplásticos como el polihidroxialcanoato, que son biodegradables y tienen características similares a las de los plásticos derivados del petróleo. Sin embargo, la producción de dichos bioplásticos es bastante costosa, ya que requiere el uso de sustratos costosos, como la glucosa, y el crecimiento de los microorganismos productores es lento y complejo. El presente estudio tiene como objetivo el desarrollo de microorganismos modificados genéticamente (MMG) capaces de utilizar materia orgánica proveniente de aguas residuales y convertirla en bioplástico, sin utilización de antibióticos e inductores comerciales que son comúnmente utilizados para la producción de sustancias de interés con MMGs. Con este propósito, Escherichia coli BL21(DE3) Gold fue modificada genéticamente por medio del método CRISPR/Cas9 Red, para incorporar en su genoma los genes asociados a la producción de polihidroxialcanoatos de Ralstonia eutropha H16 (phaA, phaB y phaC), con la adición de un promotor (PaldA) que es inducido en presencia de ácido oleico, compuesto presente en las grasas, y un gen de resistencia a tetraciclina como marcador de selección. La cepa resultante del proceso es una contaminación oportuna que además de ser resistente a tetraciclina, es capaz de producir bioplástico en presencia de ácido oleico. Se espera poder identificar e incorporar este microorganismo en un tratamiento anaerobio (piloto) de aguas residuales industriales del sector de producción de lácteos, así también como construir una E. coli recombinante que pueda ser también incluida en el estudio piloto.Many microorganisms are known, like Ralstonia eutropha H16, for being capable of produce bioplastic like polyhydroxyalkanoates, which are biodegradable and have similar characteristics to plastic derived from petrol. However, the production of these bioplastic is not cost-effective because it requires the use of expensive substrates, like glucose, and microorganisms? growth is slow and complex. The present study has the aim to develop a genetically modified microorganism (GMM) that is capable to take organic matter from wastewater and produce bioplastic, without the need for antibiotic and commercial inductors that are commonly used for the production of specific materials by GMMs. With this purpose, Escherichia coli BL21(DE3) Gold was genetically modified by CRISPR/Cas9 - Red system, to incorporate on its genome the associated genes with bioplastic production carried by Ralstonia eutropha H16 (phaA, phaB y phaC), with the addition of one promoter (PaldA) that is induced by oleic acid, which is a common compound of fats, and a tetracycline resistance gen as a selection marker. The resulting microorganism was an opportune contamination that is tetracycline resistant and is capable of producing bioplastic in the presence of oleic acid. It is expected to identify and isolate this microorganism in order to understand its bioplastic production mechanism in a pilot study that includes an industrial wastewater, from the dairy production sector, anaerobic treatment, as well as the construction of the recombinant E. coli, which can be included in the pilot study.Magíster en Ingeniería AmbientalMaestrí

7° Jornadas ITEE 2023

En esta publicación se reúnen los trabajos y resúmenes extendidos presentados en las VII Jornadas de Investigación, Transferencia, Extensión y Enseñanza (ITEE), de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata, organizadas por la Secretaría de Investigación y Transferencia de dicha facultad, que tuvieron lugar entre el 25 y el 27 de abril de 2023.Facultad de Ingenierí

Study of the agricultural effectiveness of a last-generation ultrapure mycorrizal gel inoculum

Las micorrizas arbusculares son el objeto de estudio de los científicos desde hace más de un siglo. Hasta hace relativamente poco tiempo eran grandes desconocidos para nosotros, sin embargo, presentan una enorme importancia para la agricultura y el medio ambiente. Manejar correctamente las micorrizas arbusculares podría proporcionar enormes beneficios para la humanidad ya sea aumentando la productividad de cultivos, equilibrando el uso de abonos, mejorando las resistencias de las plantas a plagas, patógenos y diferentes situaciones de estrés; o ayudando a preservar suelos, aumentar la biodiversidad de diferentes biomas y microbiomas, secuestrar el dióxido de carbono de la atmósfera y luchar contra la polución de suelos, aguas, atmósfera y contra el cambio climático. Desde hace varias decenas de años se han diseñado diferentes inoculantes comerciales basados en micorrizas arbusculares, ahora conocidos como “inoculantes micorrícicos convencionales”. Dichos productos solían presentar diversas desventajas para su uso en la agricultura y en la revegetación de territorios degradados, entre ellos su formato sólido insoluble o poco soluble (tierras, limas, arcillas expandidas, polvos micronizados etc.), la presencia únicamente de esporas micorrícicas (propágulos de lenta germinación), su baja densidad de propágulos y la presencia de otros microorganismos (a veces patogénicos). Todas estas características limitaban su uso en la agricultura, la jardinería, la revegetación y otras aplicaciones, frecuentemente generando resultados muy modestos de su efecto en las plantas que ponían en duda el uso rentable de micorrizas. Los agricultores necesitaban inóculos micorrícicos arbusculares aptos para su aplicación vía riego, con buena rapidez de colonización de raíces de las plantas, con alta concentración de propágulos para un manejo fácil, y, muy importante, libres de cualquier tipo de microorganismos indeseados asociados. En 2005 un producto innovador patentado por dos científicos de CSIC (Alberto Bago y Custodia Cano) supuso una auténtica revolución en el mundo de los inoculantes micorrícicos arbusculares, marcando inicio de nueva era en su aplicación a diferentes ámbitos del cultivo de las plantas. El producto consiste en un gel soluble en agua, ultrapuro (sin presencia de otros microorganismos), con muy alta concentración de diferentes tipos de propágulos (esporas, hifas extrarradicales y trozos de raíces micorrizadas) que permiten una colonización rápida de las raíces de plantas. Actualmente este producto se está comercializando en decenas de los países con excelentes resultados. La presente Tesis Doctoral es un compendio de ensayos realizados a lo largo de más de 10 años, en muy diversos cultivos, localizaciones y condiciones ambientales con ese gel inoculante micorrícico ultrapuro (GIMU) de última generación. Los resultados obtenidos ofrecen por vez primera una visión científica de los efectos del gel en condiciones agronómicas reales, lejos de la propaganda comercial tan habitual en este campo tan competitivo, a la vez que fundamental y fascinante. Los veinte ensayos de la Tesis fueron realizados en tres tipos de cultivos: leñosos (olivo, pistachero, almendro, cerezo), hortícolas (tomate, pimiento, pepino) y extensivos (maíz, soja, girasol). Las condiciones de ensayos fueron de campo o de invernadero las más cercanas a la producción típica de la industria agrícolas. En todos los ensayos fue aplicado el GIMU en diferentes dosis y frecuencias de aplicaciones comparándolo con un control (manejo típico del cultivo sin aplicación del GIMU) o con un control positivo (manejo típico del cultivo sin aplicación del GIMU pero con aplicación adicional de un enraizante industrial o un abonado adicional en las primeras dos semanas del cultivo). En cuatro ensayos se realizó la aplicación conjunta del GIMU y del inoculo basado en las rizobacterias promotoras de crecimiento de las plantas Azospirillum brasilense. Se evaluaron los niveles de micorrización de las raíce, el crecimiento de las plantas, la productividad, la calidad de cosechas, los parámetros económicos (gastos, valor de cosecha, beneficios netos, rentabilidad, retorno de la inversión). Se realizó un análisis estadístico ANOVA con la posterior comparación las media de todas pares según la prueba de Fisher LSD a nivel de significación de 95% (α = 0,05). Los resultados de ensayos de la presente Tesis Doctoral demostraron que la aplicación del GIMU en condiciones agronómicas reales induce importantes efectos positivos sobre el vigor, la productividad, la calidad de las cosechas y los beneficios económicos en diversos cultivos agrícolas: leñosos, hortícolas y extensivos. El GIMU funciona como estimulante natural del enraizamiento, tanto aplicado solo como en combinación con enraizantes comerciales. Además, mejora el desarrollo vegetativo, la supervivencia y el éxito de injerto de los plantones de olivo y pistachero. La aplicación del GIMU aumenta en gran medida la resistencia de las plantas al estrés térmico al aumentar su vigor, productividad y calidad de la fruta, al mismo tiempo que supone una práctica agrícola más sostenible y duradera. La aplicación conjunta del GIMU e inoculo bacteriano de Azospirillum brasilense muestra efectos sinérgicos superiores a la aplicación de estos inoculantes biológicos por separado, teniendo gran potencial de uso para mejorar el vigor de las plantas, la productividad, la calidad de cosecha y los beneficios económicos obtenidos. La aplicación del GIMU tiene efectos positivos sobre el vigor, la productividad, la calidad de cosecha y los beneficios económicos independientemente del tipo de producción agrícola: convencional, integrada o ecológica. La detección de la micorriza arbuscular en las raíces de las plantas no debería considerarse como una prueba fehaciente de funcionamiento del GIMU en las plantas tratadas. Los resultados y los cálculos económicos, relacionados con las aplicaciones del GIMU tanto a nivel local de un cultivo concreto, como a nivel de un país (España) y a nivel global, demuestran que el uso de esta tecnología de última generación puede ser económicamente muy beneficioso para los agricultores, haciendo la agricultura más sostenible. En general, el uso de del GIMU de última generación con HMA Rhizophagus irregularis es capaz de amoldarse a las exigencias y condiciones de la agricultura moderna, y debería ser recomendado tanto para los 10 cultivos estudiados (olivo, pistachero, almendro, cerezo, tomate, pimiento, pepino, maíz, soja, girasol) como para todos los demás cultivos micorrizables con el objetivo de incrementar los beneficios productivos, medioambientales y económicos del sector agrícola