Between adaptation and virulence:A proteomics view on Staphylococcus aureus infections

Staphylococcus aureus is one of the commonly encountered bacteria of the human microbiome. Although mostly a seemingly harmless commensal microbe, S. aureus can act as an invasive pathogen with seriously devastating effects on its host’s health and wellbeing. A wide range of infections caused by this bacterium has been reported to affect diverse parts of the human body, including the skin, soft tissues and bones, as well as important organs like the heart, kidneys and lungs. Particularly, S. aureus is infamous for being a major causative agent of respiratory tract infections that may escalate up to necrotizing pneumonia. Due to its clinical relevance, this pathogen has been intensively studied for many years. Nonetheless, further research in this field is still needed, because of the high capacity of S. aureus to evolve drug resistance, its high genomic plasticity and adaptability and, not in the last place, the plethora of niches within the human body where it can thrive and survive. In this regard, there are still many uncertainties concerning the specific adaptations carried out by S. aureus during colonization and infection of the human body, the transition between both stages, and upon the invasion of different types of host cells. To shed more light on some of these adaptations, the research described in this thesis has employed in vitro models of infection that mimic particular conditions during the infectious process with special focus on the lung epithelium. The adaptations displayed by S. aureus were monitored using advanced proteomics. Furthermore, the analyses documented in this thesis included S. aureus strains with diverse backgrounds and epidemiology to take into account the genetic diversity encountered in this species.Staphylococcus aureus ist eines der am häufigsten vorkommenden Bakterien im menschlichen Mikrobiom. Auch wenn sich S.aureus meist eher harmlos verhält, kann diese Mikrobe als invasiver Krankheitserreger bedrohliche Auswirkungen auf die Gesundheit und das Wohlbefinden von Patienten haben. Ein breites Spektrum an Infektionen, die durch dieses Bakterium ausgelöst werden, kann verschiedenste Körperteile des Menschens wie Haut, Weichteile und Knochen, sowie Lebenswichtige Organe wie das Herz, die Nieren und die Lunge betreffen. S. aureus ist insbesondere als ein Haupterreger von Atemwegsinfekten bekannt, welche sich bis zu einer nekrotisierenden Lungenentzündung entwickeln können. Aufgrund seiner klinischen Bedeutung wird dieser Kranksheitserrger bereits seit Jahren intensiv untersucht. Dennoch ist eine Erforschung von S. aureus wegen dessen Fähigkeiten Antibiotikaresistenzen zu entwickeln, der hohen genomischen Plastizität und Anpassungsfähigkeit und nicht zuletzt, der Vielzahl an Nischen im menschlichen Körper, wo es gedeihen und überleben kann, weiter notwendig. Die spezifischen Anpassungen von S. aureus während der Besiedlung und Kolonisierung des menschlichen Körpers, während des Übergangs zwischen diesen beiden Phasen sowie nach Eindringen in verschiedene Wirtszelltypen sind bisher nur unvollständig aufgeklärt. Um im Rahmen dieser Doktorabeit einige Einblicke in diese Anpassungen zu erhalten, wurden in vitro Infektionsmodelle eingesetzt, die bestimmte Bedingungen des Infektionsprozesses speziell im Lungenepithel widerspiegeln. Diese Anpassungen von S. aureus wurden mittels moderner Proteomanalysen untersucht. Weiterhin wurden im Rahmen dieser Arbeit S. aureus Stämme verschiedenen Ursprungs in die Analysen einbezogen, um auch die genetische Vielfalt dieser Spezies zu berücksichtigen

A global Staphylococcus aureus proteome resource applied to the in vivo characterization of host-pathogen interactions.

Data-independent acquisition mass spectrometry promises higher performance in terms of quantification and reproducibility compared to data-dependent acquisition mass spectrometry methods. To enable high-accuracy quantification of Staphylococcus aureus proteins, we have developed a global ion library for data-independent acquisition approaches employing high-resolution time of flight or Orbitrap instruments for this human pathogen. We applied this ion library resource to investigate the time-resolved adaptation of S. aureus to the intracellular niche in human bronchial epithelial cells and in a murine pneumonia model. In epithelial cells, abundance changes for more than 400 S. aureus proteins were quantified, revealing, e.g., the precise temporal regulation of the SigB-dependent stress response and differential regulation of translation, fermentation, and amino acid biosynthesis. Using an in vivo murine pneumonia model, our data-independent acquisition quantification analysis revealed for the first time the in vivo proteome adaptation of S. aureus. From approximately 2.15 × 1

Kinetic and bioinformatics characterization of cellulases from the metagenomic library of GEBIX specific to African oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) empty fruit bunch

Magíster en Ingeniería QuímicaMaestrí

In vitro and in silico characterization of metagenomic soil-derived cellulases capable of hydrolyzing oil palm empty fruit bunch

Diversification of raw material for biofuel production is of interest to both academia and industry. One attractive substrate is a renewable lignocellulosic material such as oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) empty fruit bunch (OPEFB), which is a byproduct of the palm oil industry. This study aimed to characterize cellulases active against this substrate. Cellulases with activity against OPEFB were identified from a metagenomic library obtained from DNA extracted from a high-Andean forest ecosystem. Our findings show that the highest cellulolytic activities were obtained at pH and temperature ranges of 4–10 and 30 °C–60 °C, respectively. Due to the heterogeneous character of the system, degradation profiles were fitted to a fractal-like kinetic model, evidencing transport mass transfer limitations. The sequence analysis of the metagenomic library inserts revealed three glycosyl hydrolase families. Finally, molecular docking simulations of the cellulases were carried out corroborating possible exoglucanase and β-glucosidase activity

Promoción de la salud y entornos saludables

Acné juvenil, presentación de 2 casos clínicosAlta ingesta de proteínas y su relación con el aumento de tejido adiposo en preescolaresAnálisis para la integración entre salud y educación para el desarrollo de programas de promociónCalidad de los estilos de vida de funcionarios académicos de la Universidad del BiobíoCambios en el patrón de consumo de alimentos en niños con un kiosco saludableCaracterísticas del sueño habitual y su relación con el nivel de somnolencia diurna en adolescentesCaracterización de información acerca de promoción de salud población urbana de Temuco, Región de la Araucanía, ChileComportamiento sexual durante el embarazo en usuarias de centros de salud, La Florida, Santiago, 2006Estado nutricional y actividad física en escolares de 1º, 5º y 8º básico de Arica¿Están los padres informados si sus hijos tienen miedo a la atención dental?Evaluación cualitativa del componente promocional de un programa psicosocial en población escolar vulnerableEvaluación de la efectividad de la aplicación del Programa Educativo "Quiero mi boca siempre sana"Evaluación estadística del uso de edulcorantes alimentarios en una población de SantiagoEvolución de la prematurez y características sociodemográficas de la población materna en ChileFactores de riesgo asociados a prevalencia de caries en alumnos del Ejército de ChileHábitos alimentarios en escolares de distinto tipo de establecimientos educacionalesNivel de conocimientos de los habitantes de Loncoche sobre enfermedades parasitarias, IX, Región, Chile 2009Nutrición y condiciones socioeconómicas de escolares de la escuela Jesús María Sifontes, Los Teques, VenezuelaRelación entre dificultad para comprar cigarrillos, lugares de venta y curso en adolescente

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Libro de Proyectos Finales 2021 primer semestre

PregradoIngeniero CivilIngeniero de SistemasIngeniero ElectricistaIngeniero ElectrónicoIngeniero IndustrialIngeniero Mecánic