Caracterización molecular de plásmidos de Acidithiobacillus sp. aislados de zonas mineras del Perú

Los plásmidos en cepas de Acidithiobacillus sp. aislados de aguas ácidas de mina son recursos genéticos que aún no han sido reportado en nuestro país, que podrían usarse en la construcción de vectores y el mejoramiento de cepas bacterianas para su aplicación en biorremediación y biolixiviación. Por ello, el objetivo de esta tesis fue determinar la presencia de plásmidos de Acidithiobacillus aislados de aguas ácidas de zonas mineras, y analizar in sílico genes putativos identificados a partir del secuenciamiento y anotación de dos plásmidos de la cepa At. ferrivorans PQ33. Para la extracción de plásmidos se utilizó el protocolo de PureLink™ Quick Plasmid Miniprep Kit (Invitrogen ™). Los plásmidos de At. ferrivorans PQ33 fueron secuenciados por síntesis química en sistema HiSeq 200 de Illumina. El software Velveth, versión 1.1, fue empleado para el ensamblamiento de novo de las secuencias. Los plásmidos circularizados fueron anotados usando las herramientas Prokka y ORFfinder, las búsquedas de similaridad se realizaron empleando BlastX contra la base de datos del GenBank. Blastn y el software Artemis fueron usados para identificar los orígenes de replicación. De 24 cepas de Acidithiobacillus (10 de Puno, 6 de Huancavelica y 8 de Cerro de Pasco), 17 (70.83%) presentaron plásmidos. El análisis in silico reveló la presencia de genes implicados en la conjugación (TraD, MobA, proteínas de exclusión de entrada y XerD), sistemas toxina-anti toxina (HicA y HicB), proteínas de replicación (RepA y proteínas de union a DNA), reguladores de transcripción y post traducción (CopG y la chaperona DnaJ), así como la destacable presencia de una proteína de virulencia (VapD), además de dos proteínas (Porina fosfato selectiva O y diguanilato ciclasa), implicadas en la resistencia a la falta de nutrientes y producción de biofilm, respectivamente. Es la primera vez que se reporta plásmidos caracterizados de un cepa psicrotolerante de Acidithiobacillus ferrivorans, con capacidad de transferencia horizontal y sistemas de regulación implicados tanto en el mantenimiento del plásmido como en la adherencia a sustratos, característica importante de esta especie para su aplicación en biominería.Tesi

Análisis genómico comparativo de dos nuevos plásmidos de la cepa PQ33 de Acidithiobacillus ferrivorans

Acidithiobacillus ferrivorans is a psychrotolerant acidophile capable of growing and oxidizing ferrous and sulphide substrates at low temperatures. To date, six genomes of this organism have been characterized; however, evidence of a plasmid in this species has been reported only once, whereby there is no conclusive role of the plasmids in the species. Herein, two novel plasmids of A. ferrivorans PQ33 were molecularly characterized and compared at a genomic scale. The genomes of two plasmids (12 kbp and 10 kbp) from A. ferrivorans PQ33 (NZ_LVZL01000000) were sequenced and annotated. The plasmids, named pAfPQ33-1 (NZ_CP021414.1) and pAfPQ33-2 (NZ_CP021415.1), presented 9 CDS and 13 CDS, respectively. In silico analysis showed proteins involved in conjugation (TraD, MobA, Eep and XerD), toxin-antitoxin systems (HicA and HicB), replication (RepA and DNA binding protein), transcription regulation (CopG), chaperone DnaJ, and a virulence gene (vapD). Furthermore, the plasmids contain sequences similar to phosphate-selective porins O and P and a diguanylate cyclase-phosphodiesterase protein. The presence of these genes suggests the possibility of horizontal transfer, a regulatory system of plasmid maintenance, and adhesion to substrates for A. ferrivorans species and PQ33. This is the first report of plasmids in this strain.Acidithiobacillus ferrivorans es un acidófilo psicrotolerante capaz de hacer crecer y oxidar sustratos ferrosos y sulfurosos a bajas temperaturas. Hasta la fecha se han caracterizado seis genomas de este organismo; sin embargo, la evidencia de un plásmido en esta especie ha sido informado solo una vez, por lo que no hay un rol concluyente de los plásmidos en la especie. Aquí, dos plásmidos novedosos de A. ferrivorans PQ33 se caracterizaron molecularmente y se compararon a escala genómica. Se secuenciaron y anotaron los genomas de dos plásmidos (12 kpb y 10 kpb) de A. ferrivorans PQ33 (NZ_LVZL01000000). Los plásmidos, denominados pAfPQ33-1 (NZ_CP021414.1) y pAfPQ33-2 (NZ_CP021415.1), presentaron 9 CDS y 13 CDS, respectivamente. El análisis in silico mostró proteínas involucradas en la conjugación (TraD, MobA, Eep y XerD), sistemas de toxina-antitoxina (HicA y HicB), replicación (RepA y proteína de unión al ADN), regulación de la transcripción (CopG), chaperona DnaJ y un gen de virulencia (vapD). Además, los plásmidos contienen secuencias similares a las porinas selectivas de fosfato O y P y una proteína diguanilato ciclasa-fosfodiesterasa. La presencia de estos genes sugiere la posibilidad de transferencia horizontal, un sistema regulador de mantenimiento de plásmidos y adhesión a sustratos para especies de A. ferrivorans y PQ33. Este es el primer informe de plásmidos en esta cepa

Bacterial growth inhibitory activity for nanostructured copper minerals obtained from the Marañon region: comparison with commercial copper

En el presente trabajo se reporta la actividad inhibitoria del crecimiento bacteriano por nanopartículas de cobre cementado y de cobre comercial. Se utilizaron las cepas de Staphylococcus aureus ATCC 6538 (Gram positiva) y Escherichia coli ATCC 35218 (Gram negativa) para determinar el efecto inhibitorio mediante la concentración mínima inhibitoria de las nanopartículas diluidas en caldo de cultivo nutritivo y distribuidas en placas de ELISA. Las muestras de cobre cementado (obtenidas por procesos hidrometalúrgicos) y de cobre comercial fueron nanoestructuradas empleando un equipo de molienda mecánica. Los resultados indican que las nanopartículas de cobre comercial (a 2.5 horas de molienda) muestran acción inhibitoria del crecimiento de la cepa S. aureus y no así en la cepa E. coli. Asimismo, se determinó que la concentración mínima inhibitoria de la muestra de cobre comercial fue de 20 μg/mL frente a S. aureus. El cobre cementado (en su forma sólida y nanoestructurada) no mostró efecto inhibitorio del crecimiento en ninguna de las dos cepas estudiadas.In this paper, we report on the bacterial growth inhibitory activity of nanoparticles of cemented and commercial copper. Strains of Staphylococcus aureus ATCC 6538 (Gram positive) and Escherichia coli ATCC 35218 (Gram negative) were used to determine the inhibitory effect by the minimal inhibitory concentration of the nanoparticles diluted in nutrient culture broth and distributed in ELISA plates. The copper cements (obtained from hydrometallurgical processes) and the commercial one were nanostructured employing a mechanical milling equipment. The results indicate that commercial copper nanoparticles (after 2.5 hours of milling) show growth inhibitory action of S. aureus strain. However, in the case of E. coli strains no inhibitory action has been observed. It was also determined that the minimal inhibitory concentration of the commercial copper is 20 μg/mL against S. aureus. On the other hand, copper cements (in solid and nanostructured form) do not show inhibitory effects

Caracterización molecular de la región determinante de resistencia a quinolonas (QRDR) de la topoisomerasa IV de Bartonella bacilliformis en aislados clínicos

Bartonella bacilliformis is the etiologic agent of Carrion's disease, which if endemic to Peru. Studies on antimicrobial resistance genes from clinical isolates of this pathogen are scarce, and the molecular characteristics of these genes and their region resistance-associated are currently unknown. In this work we made the molecular characterization of the quinolone-resistance, and establish the region (QRDR) for the topoisomerase IV, which is encoded by the parC and parE genes, as well as develop an antimicrobial susceptibility test for B. bacilliformis. 65 Blood samples from La Libertad, Cusco, Ancash and Piura were processed on Blood Agar plates and incubated at 30 °C, 5% CO2. The antimicrobial susceptibility was determined, then the genomic DNA extracted, aforementioned genes amplified, their sequence determined and it analyzed using bioinformatics tools. Six positive cultures were obtained. The isolates were susceptible to Ciprofloxacin (except one strain from Quillabamba – Cusco, which showed decreased susceptibility) and were resistant to Nalidixic Acid. From the sequence analysis of B. bacilliformis ParC and ParE there have been shown amino acid differences compared to the respective protein sequences from E. coli K12 MG1655, which is likely to confer resistance to Nalidixic Acid but not to Ciprofloxacin. It was determined that B. bacilliformis ParC and ParE proteins QRDRs are comprised between amino acids 67 to 118 and 473 to 530, respectively. The antibiogram and the minimal inhibitory concentration are best assessed using the #1 McFarland standards after a 6-day incubation period.Bartonella bacilliformis es el agente etiológico de la Enfermedad de Carrión, endémica del Perú. Pocas investigaciones han sido realizadas acerca de los genes asociados a la resistencia antimicrobiana en aislados clínicos de este patógeno. Estos genes no están caracterizados molecularmente, ni se conoce la región asociada a dicha resistencia. Por ello, el objetivo del este trabajo fue caracterizar molecularmente la región determinante de la resistencia a las quinolonas (QRDR) en la topoisomerasa IV, que está codificada por los genes parC y parE, así como también desarrollar una prueba de susceptibilidad antimicrobiana para B. bacilliformis. Las muestras sanguíneas de 65 pacientes procedentes de La Libertad, Cusco, Ancash y Piura, se sembraron en placas de agar sangre e incubaron a 30 °C con 5% CO2. Luego se procedió a: (1) determinar la susceptibilidad antimicrobiana y (2) extraer el DNA genómico, amplificar los genes mencionados, secuenciarlos y analizarlos mediante herramientas bioinformáticas. Se obtuvieron 6 cultivos positivos. Los aislados fueron sensibles a la ciprofloxacina (excepto uno procedente de Quillabamba-Cusco, que presentó susceptibilidad disminuida) y resistentes al ácido nalidíxico. Del análisis de las secuencias aminoacídicas de ParC y ParE de B. bacilliformis se concluye que presentan diferencias aminoacídicas en comparación con las secuencias de las proteínas respectivas de E. coli K12 MG1655, que probablemente confieran resistencia al ácido nalidíxico pero no a la ciprofloxacina. Se determinó que las QRDR de las proteínas ParC y ParE de B. bacilliformis están comprendidas entre los aminoácidos 67 al 118 y 473 al 530, respectivamente. El antibiograma y la concentración mínima inhibitoria se evalúan mejor usando inóculos a escala 1 de McFarland y a los 6 días de incubación

Molecular characterization of quinolones resistance determining region (QRDR) of Bartonella bacilliformis topoisomerasa IV in clinical isolates

Bartonella bacilliformis es el agente etiológico de la Enfermedad de Carrión, endémica del Perú. Pocas investigaciones han sido realizadas acerca de los genes asociados a la resistencia antimicrobiana en aislados clínicos de este patógeno. Estos genes no están caracterizados molecularmente, ni se conoce la región asociada a dicha resistencia. Por ello, el objetivo del este trabajo fue caracterizar molecularmente la región determinante de la resistencia a las quinolonas (QRDR) en la topoisomerasa IV, que está codificada por los genes parC y parE, así como también desarrollar una prueba de susceptibilidad antimicrobiana para B. bacilliformis. Las muestras sanguíneas de 65 pacientes procedentes de La Libertad, Cusco, Ancash y Piura, se sembraron en placas de agar sangre e incubaron a 30 °C con 5% CO2. Luego se procedió a: (1) determinar la susceptibilidad antimicrobiana y (2) extraer el DNA genómico, amplificar los genes mencionados, secuenciarlos y analizarlos mediante herramientas bioinformáticas. Se obtuvieron 6 cultivos positivos. Los aislados fueron sensibles a la ciprofloxacina (excepto uno procedente de Quillabamba-Cusco, que presentó susceptibilidad disminuida) y resistentes al ácido nalidíxico. Del análisis de las secuencias aminoacídicas de ParC y ParE de B. bacilliformis se concluye que presentan diferencias aminoacídicas en comparación con las secuencias de las proteínas respectivas de E. coli K12 MG1655, que probablemente confieran resistencia al ácido nalidíxico pero no a la ciprofloxacina. Se determinó que las QRDR de las proteínas ParC y ParE de B. bacilliformis están comprendidas entre los aminoácidos 67 al 118 y 473 al 530, respectivamente. El antibiograma y la concentración mínima inhibitoria se evalúan mejor usando inóculos a escala 1 de McFarland y a los 6 días de incubación.Bartonella bacilliformis is the etiologic agent of Carrion's disease, which if endemic to Peru. Studies on antimicrobial resistance genes from clinical isolates of this pathogen are scarce, and the molecular characteristics of these genes and their region resistance-associated are currently unknown. In this work we made the molecular characterization of the quinolone-resistance, and establish the region (QRDR) for the topoisomerase IV, which is encoded by the parC and parE genes, as well as develop an antimicrobial susceptibility test for B. bacilliformis. 65 Blood samples from La Libertad, Cusco, Ancash and Piura were processed on Blood Agar plates and incubated at 30 °C, 5% CO2. The antimicrobial susceptibility was determined, then the genomic DNA extracted, aforementioned genes amplified, their sequence determined and it analyzed using bioinformatics tools. Six positive cultures were obtained. The isolates were susceptible to Ciprofloxacin (except one strain from Quillabamba – Cusco, which showed decreased susceptibility) and were resistant to Nalidixic Acid. From the sequence analysis of B. bacilliformis ParC and ParE there have been shown amino acid differences compared to the respective protein sequences from E. coli K12 MG1655, which is likely to confer resistance to Nalidixic Acid but not to Ciprofloxacin. It was determined that B. bacilliformis ParC and ParE proteins QRDRs are comprised between amino acids 67 to 118 and 473 to 530, respectively. The antibiogram and the minimal inhibitory concentration are best assessed using the #1 McFarland standards after a 6-day incubation period