Estudio proteómico durante la degradación de fenantreno por Streptomyces sp. MC1

Las actividades antropogénicas impactan negativamente en el medioambiente, provocando efectos nocivos en ecosistemas y en la salud humana. El fenantreno (FEN), hidrocarburo policíclico aromático, puede encontrarse como contaminante de suelos producto de la industria petroquímica. La biorremediación mostró ser una herramienta eficiente frente a un derrame de petróleo. Diferentes estudios fisiológicos demostraron que la actinobacteria Streptomyces sp. MC1 es capaz de remover plaguicidas y metales pesados tales como Cr(VI). Sin embargo, su capacidad para degradar FEN y las posibles enzimas involucradas en su degradación, no fueron estudiadas. La proteómica libre de geles es una poderosa herramienta que se utiliza para dilucidar mecanismos involucrados en procesos fisiológicos microbianos. Con el fin de evaluar y comprender la degradación de FEN en Streptomyces sp MC1, se realizó un estudio proteómico cuantitativo libre de marcado basado en espectroscopia de masas (MS). Streptomyces sp. MC1 fue crecida durante 96h a 30°C en medio de cultivo mínimo líquido (MM) utilizando glicerol como fuente de carbono y suplementado con FEN. El crecimiento microbiano se cuantificó por peso seco, mientras que la concentración residual de FEN en el sobrenadante del cultivo se determinó por HPLC. Las proteínas utilizadas para los estudios proteómicos se obtuvieron a partir de células desarrolladas hasta fase logarítmica de crecimiento en ambas condiciones. Las células se sometieron a ruptura mecánica con nitrógeno líquido y las proteínas obtenidas fueron reducidas, alquiladas y precipitadas. Luego de ser resuspendidas y digeridas con tripsina se analizaron por LC-MS/MS. Para la identificación de las proteínas se utilizó el software Proteome Discoverer y la base de datos de proteínas de Streptomyces sp. MC1. La validación estadística y los parámetros de significancia fueron establecidos en base al análisis realizado con el software Perseus. Streptomyces sp. MC1 fue capaz de crecer en presencia de FEN, con valores de biomasa entre 0,01g/l y 0,3g/l. Se observó un 60% de remoción de FEN durante el período estudiado. El análisis proteomico mostró que en presencia de FEN, 94 proteínas aumentaron significativamente su abundancia, destacándose enzimas involucradas en las vías altas de la degradación de FEN. Nuestro estudio proteómico confirma, por primera vez, la capacidad fisiológica de MC1 para degradar fenantreno y nos permite dilucidar parcialmente los mecanismos de degradación para esta bacteria.Fil: Guerrero, Daiana Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Herrera, Héctor Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Sineli, Pedro Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Dávila Costa, José Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaVII Congreso Argentino de la Sociedad de Toxicología y Química AmbientalSan LuisArgentinaSociedad Argentina de Toxicología y Química AmbientalUniversidad Nacional de San Lui

Streptomyces : connecting red-nano and grey biotechnology fields

Anthropogenic activities are often related to the occurrence of simultaneous contaminations with heavy metals and toxic organic compounds. In addition, the increasing demand for food, clothing, and technology has increased the worldwide contamination level. Although it is not fully demonstrated, the high level of contamination in association with the indiscriminate use of antibiotics, led to the appearance of multi-resistant pathogenic microorganisms. Grey and red biotechnologies try to counteract the negative effects of pollution and antimicrobial resistance respectively. Streptomyces is well known in the field of biotechnology. In this review, we discussed the potential of these bacteria to deal with organic and inorganic pollutants and produce nanostructures with antimicrobial activity. To our knowledge, this is the first work in which a biotechnological bacterial genus such as Streptomyces is revised in two different fields of global concern, contamination, and multi-drugs resistant microorganisms.Fil: Dávila Costa, José Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Guerrero, Daiana Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Romero, Cintia Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin

Análisis proteómico de la actinobacteria Streptomyces sp. Mc1 durante la remoción de cromo y degradación de fenantreno

Las actividades antropogénicas impactan negativamente en el medioambiente, provocandoefectos nocivos en ecosistemas y en la salud humana. El fenantreno (FEN), hidrocarburoaromático policíclico (HAP), puede encontrarse como contaminante de suelos, derivado de laindustria petroquímica. Los compuestos de cromo (Cr) provienen principalmente de lafabricación de acero, pinturas, tratamiento de maderas, entre otros. La contaminaciónambiental ha suscitado la necesidad de encontrar soluciones para contrarrestar sus efectos.La biorremediación es una tecnología para tratar sitios contaminados presentando ventajascon respecto a los métodos tradicionales. Diferentes estudios demuestran que laactinobacteria Streptomyces sp. MC1 es capaz de remover plaguicidas y metales pesadostales como Cr(VI). Sin embargo, su capacidad para degradar FEN y las posibles enzimasinvolucradas en su degradación son una incógnita. También se desconoce el contextometabólico celular de MC1 durante la remoción del cromo. El objetivo de este trabajo fueidentificar proteínas sobre-sintetizadas en presencia de Cr(VI) y FEN mediante estudiosproteómicos. La proteómica libre de geles es una herramienta que se utiliza para dilucidarmecanismos involucrados en procesos fisiológicos microbianos. Con el fin de evaluar ycomprender la degradación de FEN y remoción de Cr(VI) en Streptomyces sp. MC1, se realizóun estudio proteómico cuantitativo libre de marcado basado en espectroscopia de masas(MS). MC1 fue crecida durante 96 h a 30 °C y 150 rpm en medio de cultivo mínimo líquido,utilizando glicerol como fuente de carbono y suplementado con FEN o Cr(VI). El crecimientomicrobiano se cuantificó por peso seco, mientras que la concentración residual de FEN yCr(VI) en el sobrenadante del cultivo se determinó por HPLC y método colorimétrico dedifenilcarbazida respectivamente. Las proteínas utilizadas para los estudios proteómicos seobtuvieron a partir de células en fase logarítmica de crecimiento; se sometieron a rupturamecánica con nitrógeno líquido y las proteínas obtenidas fueron reducidas, alquiladas yprecipitadas. Luego de ser resuspendidas y digeridas con tripsina se analizaron por LCMS/MS. Para la identificación de las proteínas se utilizó el software Proteome Discoverer y labase de datos de proteínas de Streptomyces sp. MC1. La validación estadística y losparámetros de significancia fueron establecidos en base al análisis realizado con el softwarePerseus. Streptomyces sp. MC1 fue capaz de crecer en presencia de FEN y/o Cr(VI). Seobservó un 60% de remoción de FEN y 42% de cromo durante el período estudiado. El análisisproteómico mostró que en presencia de FEN, 66 proteínas aumentaron su abundancia demanera significativa (p<0,05), destacándose enzimas involucradas en las vías altas de ladegradación del hidrocarburo. En la condición con Cr(VI), 27 proteínas fueron sobrereguladassignificativamente (p<0,05), las cuales participan principalmente en el metabolismo generalde la célula y en la respuesta al estrés oxidativo. Por lo tanto, nuestro estudio proteómicopermitió dilucidar el contexto metabólico de Streptomyces sp. MC1 durante la remoción deCr(VI). Confirmó, por primera vez, la capacidad fisiológica de Streptomyces sp. MC1 paradegradar fenantreno, permitiendo dilucidar en parte, los mecanismos de degradación de estehidrocarburo.Fil: Guerrero, Daiana Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Herrera, Héctor Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Sineli, Pedro Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Cuozzo, Sergio Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Dávila Costa, José Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaIII Jornadas de Microbiología sobre Temáticas Epecíficas del NOASan Miguel de TucumánArgentinaAsociación Argentina de Microbiologí

Silver nanoparticles synthesized by the heavy metal resistant strain Amycolatopsis tucumanensis and its application in controlling red strip disease in sugarcane

The production of bioethanol and sugar from sugarcane is an important economic activity in several countries. Sugarcane is susceptible to different phytopathogens. Over the last years, the red stripe disease caused by the bacterium Acidovorax avenae subsp. avenae produced significant losses in sugarcane crops. Bio-nanotechnology emerged as an eco-friendly alternative to the biosynthesis of antimicrobial molecules. The aims of this study were to (a) produce extracellular silver nanoparticles using the heavy metal resistant strain Amycolatopsis tucumanensis,(b) evaluate their antibacterial in vitro effect and (c) determine the potential of silver nanoparticles to protect sugarcane against red stripe disease. Amycolatopsis tucumanensis synthesized spherical silver nanoparticles with an average size of 35 nm. Nanoparticles were able to control the growth of A. avenae subsp. avenae in in vitro assays. In addition, in vivo assays in sugarcane showed a control upon the red stripe disease when silver nanoparticles were applied as preventivetreatment. The Disease Severity Index was 28.94% when silver nanoparticles were applied 3 days before inoculation with A. avenae subsp. avenae. To our knowledge, this is the first report of silver nanoparticles extracellularly synthesized by an Amycolatopsis strain that were able to inhibited the growth of A. avenae subsp. avenae and control the red stripe disease in sugarcane.Fil: Guerrero, Daiana Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Bertani, Romina Priscila. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (P); ArgentinaFil: Ledesma, Ana Estela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tucumán. Instituto de Química del Noroeste. Grupo Vinculado Unse-inquinoa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet Noa Sur. Centro de Investigación en Biofísica Aplicada y Alimentos. - Universidad Nacional de Santiago del Estero. Centro de Investigación en Biofísica Aplicada y Alimentos; ArgentinaFil: Frias, Maria de Los Angeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet Noa Sur. Centro de Investigación en Biofísica Aplicada y Alimentos. - Universidad Nacional de Santiago del Estero. Centro de Investigación en Biofísica Aplicada y Alimentos; ArgentinaFil: Romero, Cintia Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Dávila Costa, José Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin