Biodegradation of lignocellulosics: microbial, chemical, and enzymatic aspects of the fungal attack of lignin

Wood is the main renewable material on Earth and is largely used as building material and in paper-pulp manufacturing. This review describes the composition of lignocellulosic materials, the different processes by which fungi are able to alter wood, including decay patterns caused by white, brown, and soft-rot fungi, and fungal staining of wood. The chemical, enzymatic, and molecular aspects of the fungal attack of lignin, which represents the key step in wood decay, are also discussed. Modern analytical techniques to investigate fungal degradation and modification of the lignin polymer are reviewed, as are the different oxidative enzymes (oxidoreductases) involved in lignin degradation. These include laccases, high redox potential ligninolytic peroxidases (lignin peroxidase, manganese peroxidase, and versatile peroxidase), and oxidases. Special emphasis is given to the reactions catalyzed, their synergistic action on lignin, and the structural bases for their unique catalytic properties. Broadening our knowledge of lignocellulose biodegradation processes should contribute to better control of wood-decaying fungi, as well as to the development of new biocatalysts of industrial interest based on these organisms and their enzymes. [Int Microbiol 2005; 8(3):195-204

Infrared and ultraviolet laser removal of crustose lichens on dolomite heritage stone

8 páginas y 8 figurasLaser removal of biodeteriogen layers warrants detailed studies due to the advantages it brings withrespect to mechanical elimination or the use of biocides. We have investigated elimination of biologicalcrusts on dolomite stones from heritage sites in central Spain. The samples were colonized by epilithiccrustose lichens of different species, such as Caloplaca sp. and Verrucaria nigrescens. A comparative studywas carried out by applying infrared (1064 nm) and ultraviolet (355 nm) nanosecond laser pulses andsequences pulses of the two wavelengths using a Q-switched Nd:YAG system. To detect anatomical andultrastructural damage to the lichens, and to assess possible morphological and chemical changes on theunderlying stone induced by laser irradiation, we used stereomicroscopy, scanning electron microscopywith backscattered electron imaging and Fourier transform Raman spectroscopy. The optimal conditionsfor removal of the colonization crust, while ensuring preservation of the lithic substrate, were obtainedfor dual infrared-ultraviolet sequential irradiation.Work funded by Program Geomateriales 2 (S2013/MIT-2914)financed by Comunidad de Madrid and Structural Funds (FSE andFEDER) S2013/MIT-2914. M.O acknowledges contract by CSIC. Weare grateful to M. Furio, A. Jorge and L. Tormo from Servicio de Micro-scopia, MNCN-CSIC and to support by Red de Ciencia y Tecnología para la Conservación del Patrimonio Cultural (Ministerio de Ciencia e Innovación, Spain, Acción Complementaria HAR2010-11432-E).Peer reviewe

Anales del III Congreso Internacional de Vivienda y Ciudad "Debate en torno a la nueva agenda urbana"

Acta de congresoEl III Congreso Internacional de Vivienda y Ciudad “Debates en torno a la NUEVa Agenda Urbana”, ha sido una apuesta de alto compromiso por acercar los debates centrales y urgentes que tensionan el pleno ejercicio del derecho a la ciudad. Para ello las instituciones organizadoras (INVIHAB –Instituto de Investigación de Vivienda y Hábitat y MGyDH-Maestría en Gestión y Desarrollo Habitacional-1), hemos convidado un espacio que se concretó con potencia en un debate transdisciplinario. Convocó a intelectuales de prestigio internacional, investigadores, académicos y gestores estatales, y en una metodología de innovación articuló las voces académicas con las de las organizaciones sociales y/o barriales en el Foro de las Organizaciones Sociales que tuvo su espacio propio para dar voz a quienes están trabajando en los desafíos para garantizar los derechos a la vivienda y los bienes urbanos en nuestras ciudades del Siglo XXI

Hongos de la podedumbre blanca: deslignificación y control biológico del pitch en Eucalyptus globolus

172 p.-39 fig.-10 p.La fermentación en estado sólido (SSF) de madera de Eucalyptus globulus y de pasta kraft de eucalipto utilizando hongos basidiomicetes de la podredumbre blanca aislados en Uruguay ha sido estudiada, con el fin de evaluar el potencial descomponedor de algunas especies y al mismo tiempo seleccionar cepas efectivas en la deslignificación y el control biológico del pitch durante la fabricación de pasta de papel. La pérdida de peso producida durante la SSF de la madera in vitro mostró la gran capacidad descomponedora de Phanerochaete aff hiulca, Phlebia chrysocreay especialmente Schizospora paradoxa, basidiomicetes aislados en madera estacionada o en tocones de E. globulus. Además, la actividad degradativa y en especial ligninolítica que presentó Peniophora cinerea reveló que, algunas especies de basidiomicetes endófitos presentes en tejidos sanos de E. globulus están capacitados para degradar este recurso pudiendo desarrollar una importante actividad saprofítica. La selección de cepas basada en la especificidad para degradar la lignina Klason y los esteroles libres y esterificados de E. globulusmostró la capacidad de Dendrophora albobadia, Panus tigrinus, Peniophora lycii y Phanerochaete crassa para degradar estos compuestos en dos meses de SSF de la madera. Las modificaciones estructurales de la lignina de la madera de E. globulus y los mecanismos de degradación fúngica que las originaron fueron puestos en evidencia mediante pirólisis analítica (Py-GC/MS). La degradación fúngica se produjo mediante un ataque a las unidades fenólicas S de la lignina a través de la ruptura de enlaces del tipo Cα-Cβ, y la oxidación de las cadenas laterales, como la oxidación del OH del Cα de las subunidades β-O 4. Mediante Py-GC/MS se demostró que P. crassa fue el hongo que produjo la degradación más eficaz de la lignina en E. globulusde los identificados hasta el momento. Los análisis químicos indicaron que las cepas seleccionadas de P. crassa y P. lycii produjeron en un menor tiempo de incubación, dos semanas, una importante degradación de los esteroles libres y esterificados (89-55 y 77-71% respectivamente) implicados en la producción de pitch en madera de E.globulus . A mayor escala de SSF de la madera durante dos semanas de tratamiento fue posible reproducir la degradación de esteroles con ambos hongos. Además P. crassa duplicó su actividad ligninolítica. La madera tratada con estos hongos fue utilizada como materia prima para la producción de biopasta kraft y blanqueada mediante una secuencia totalmente libre de cloro (TCF). La degradación de esteroles de la madera por P. crassa y P. lycii ocasionó una marcada reducción de estos compuestos en la pasta kraft y los licores negros de cocción. Las propiedades papeleras de la biopasta fueron similares a las obtenidas por métodos convencionales, sin embargo se observo una pérdida de rendimiento de pasta. El pretratamiento fúngico de la madera con P. crassa resulto efectivo en el control biológico de pitch durante la manufactura de pasta kraft TCF, aunque la optimización del proceso debe continuar para encontrar un compromiso entre pérdida de rendimiento, tiempo de tratamiento y reducción de esteroles.Los análisis de la madera degradada de E. globulus por P. tigrinus y P. crassa mediante diferentes técnicas microscópicas permitió correlacionar los cambios micromorfológicos producidos en la madera con la degradación fúngica de la lignina y los esteroles. La degradación de la lignina producida por P. crassa es selectiva mientras que P. tigrinus, por el contrario, produjo un patrón de degradación no selectivo de los diferentes componentes químicos y celulares de la madera. La composición de la lignina de la laminilla media y de los rincones celulares en la madera de E. globulus parecería ser un factor importante en limitar su desfibración. Para la localización del sitosterol, principal esterol que participa en la generación de pitch en E. globulus, se desarrollo una técnica específica basada en el uso de un antibiótico poliénico filipina. El sitosterol fue localizado principalmente en las paredes celulares y en los depósitos del lumen de las células parenquimáticas. La degradación de estos componentes de la madera por P. crassa y P. tigrinus confirmó la marcada degradación del sitosterol detectada mediante análisis químicos. La tinción con filipina resultó además un método rápido y efectivo para la localización de sitosterol durante la manufactura de pasta TCF de eucalipto en fábrica, tanto en pastas como en depósitos. P. tigrinus mostró la mayor capacidad de bioblanqueo de pasta kraft de eucalipto con la menor pérdida de viscosidad, alcanzando valores similares a los producidos en fábrica con compuestos clorados. La lacasa fue la principal enzima producida por P. tigrinus durante la SSF y en cultivo líquido en presencia de peptona. En cultivo líquido la lacasa fue inducida más efectivamente con pasta de eucalipto, la enzima mayoritaria es probablemente una proteína dimérica con un Mr de 31 kDa en SDS-PAGE y de alrededor de 60 kDa en columna de exclusión molecular. Esta enzima purificada y caracterizada oxidó sustratos típicos de las lacasa. Sin embargo podría ser una nueva lacasa de P. tigrinus ya que presentó también actividad sobre guayacol y catecol, a diferencia de otras lacasas descritas en este hongo. Algunos estudios complementarios están siendo realizados para confirmar esta hipótesis.La tesis se inició en el marco del proyecto de Iniciación CSIC (1998-1999) apoyo de PEDECIBA (Programa de Desarrollo de las Ciencias Básicas, Uruguay), Facultad de Ciencias (Universidad de la República), CSIC (Comisión Sectorial de Investigación Científica, Universidad de la República), AECI (Agencia Española de Cooperación Internacional) y al proyecto europeo (QLK5-99-2000-0). Proyecto QLK5-99-2000-04 del Quinto Programa Marco de la Unión Europea.Peer reviewe

An anamorph of the white-rot fungus Bjerkandera adusta capable of colonizing and degrading compact disc components

8 páginas, 4 figuras -- PAGS nros. 122-129A Geotrichum-like fungus isolated from a biodeteriorated compact disc (CD) was able to degrade in vitro the components of different CD types. The fungal hyphae inside the CD fragments grew through the aluminium layer and produced the solubilization of this metal. Furthermore, examination of CDs by scanning electron microscopy showed that the fungus was able to destroy the pits and lands structures grooved in the polycarbonate layer, confirming degradation of this aromatic polymer. The fungus secretes aryl-alcohol oxidase and Mn2+-oxidizing peroxidase, two kinds of oxidoreductases characteristic of ligninolytic basidiomycetes. Analysis of the ITS region of ribosomal DNA, as well as the morphological characteristics, the lack of sexual forms and the profile of enzymes secreted in liquid medium identified the fungus as a Geotrichum-like anamorph of Bjerkandera adusta (Willd.) P. KarstThis work has been supported by the Spanish projects BIO2002-12658, BIO2003-0621, BIO BIO2006-11393 and BIORENEW European contract (NMP2-CT-2006-026456). E. Romero thanks the Spanish CSIC for an I3P PhD fellowshipPeer reviewe

Towards a more realistic picture of in situ biocide actions: Combining physiological and microscopy techniques

In this study, we combined chlorophyll a fluorescence (ChlaF) measurements, using pulseamplitude-modulate (PAM) equipment, with scanning electron microscopy in backscattered electron mode (SEM-BSE) and transmission electron microscopy (TEM) images to evaluate the actions of Koretrel at lower concentrations on Verrucaria nigrescens colonising a dolostone. ChlaF measurements are good indicators of the damaging effects of biocides. However, these indicators only provide an incomplete view of the mechanism of biocides used to control biodeterioration agents. The death of the V. nigrescens photobiont at two biocide concentrations was revealed by PAM, SEM-BSE and TEM. Once Koretrel was applied, the Fv/Fm ratios markedly fell in the first few hours after the 1.5% treatment, and ratios for the 3% dilution remained close to zero throughout the study. The algal zone shows the plasmolysed appearance of the photobiont cells, and important aspects related to the action of the biocide on free and lichenised fungi were also detected using SEM-BSE. Many of the mycobiont cells had only their cell walls preserved; although, some fungal hyphae in lichen thalli and some microorganisms in endolithic clusters maintained lipid storage in their cytoplasm. These results indicated that the combination of physiological and microscopy techniques improves the assessment of biocide action in situ and this will help to optimize protocols in order to reduce the emission of these compounds to the environment.This work was funded by Programa Geomateriales (CAM, S2009/Mat-1629) and CGL 2010-16004 and CTM 2009-12838-CO4-03 from MICINN.Peer reviewe

Ecología microbiana y geomicrobiología: ECOGEO

4 páginas, 2 figuras. Ed. Miguel Ángel Rogerio Candelera y Cesáreo Sáiz Jiménez. Primera Reunión de la Red de Ciencia y Tecnología para la Conservación del Patrimonio (Madrid, 28-29 de junio de 2011).El grupo ECOGEO que pertenece en la actualidad a El Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC), comenzó sus trabajos de investigación en las interfases talo liquénico-sustrato lítico, hace casi cuatro décadas.Peer reviewe

Giros de implicación y apropiación de sentidos: reflexión sobre la práctica del rol en trayectorias iniciales de Profesores de Psicología en Universidad de Buenos Aires

Fil: Erausquin, Cristina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Psicología, Argentina.Fil: González, Daniela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Psicología, Argentina.Fil: Speranza, Melina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Psicología, Argentina.Fil: Llorens, Mariela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Psicología, Argentina.El trabajo analiza modelos mentales situacionales de intervención sobre problemas de la Práctica de Enseñanza de Psicología realizada por Estudiantes del Profesorado de Psicología de Universidad de Buenos Aires en el año 2014. El objetivo es identificar fortalezas y nudos críticos para el desarrollo de competencias docentes en contextos de práctica situada, compararlos con resultados de cohortes anteriores y vincular con el papel de tutores y co-tutores en la formación. Marco teórico: enfoques socioculturales, modelos mentales situacionales y cambio educativo. Se administraron 127 Cuestionarios sobre Situaciones Problema de Intervención a Profesores de Psicología en Formación (Erausquin, García Labandal, González, 2007), antes y después de Prácticas de Enseñanza y se analizaron datos con la Matriz de Análisis de Reflexión sobre la Práctica del Profesor en Psicología (Erausquin et alt., 2008). Con enfoque etnográfico, se realizan análisis cualitativos y cuantitativos de modelos mentales situacionales construidos, de giros, apropiaciones de sentido como re-conceptualizaciones reflexivas y aprendizaje profesional expansivo, entre el inicio y el cierre de la experiencia. Resultados: se identifican fortalezas en: complejidad de tramas, hipótesis, perspectivismo, causalidad, localización de problemas; pertinencia, especificidad y multidireccionalidad de intervenciones; versatilidad y especificidad de herramientas, y nudos críticos en: historización, inter-agencialidad, indagación, y atribución de resultados

Fossil protists and fungi in amber and rock substrates

14 pages, figures, and tables statistics.The present study was designed to gain insight into the protists and fungi that made up the microbiota in the past, fossilized in two different substrates: amber and sandstone. The amber, dated as Lower Cretaceous, was from Álava in northern Spain, while fossil- bearing sandstone rocks were collected from the Linnaeus terrace and Mount Fleming regions of Antarctica. When examining this type of inclusion in hard substrates, it first has to be established whether the microorganism is mummified or only partially mineralized. In the latter case, some of the organism’s autofluorescence may be preserved. In our amber samples, light microscopy revealed a very well preserved microcenosis in what must have been a semiaquatic habitat comprised of several types of protozoa including Amoeba, Paramecium and Astasia (Euglena), Amebas limax and the colpodid ciliate Pseudoplatyophrya nana, as well as an abundant fossilized mycelium. The SEM-BSE procedure provided us with ultrastructural details of the fungi and protozoa, especially amoebae and flagellates. In the sandstone samples from Linnaeus terrace, it was possible to identify presumptive diatoms. Ultrastructural details were well-preserved in a fossil Trebouxia-type microalga fromMount Flemming, including the inner chloroplast area normally occupied by the pyrenoid. This fossilized microalga was shown by energy dispersive spectroscopy (EDS) to contain high Si levels in the pyrenoid zone, and high Fe levels in the area corresponding to the chloroplast periphery, peripheric cytoplasm and cell wall. In sandstone from Linnaeus Terrace, fossilized algae showed no central core containing Si, and the entire cell appeared to be completely filled with Al, K and Fe, with Fe most intensely observedwithin the algal wall.The present observations suggest that awell-preserved cell ultrastructure is the best criterion of biogenicity.We sincerely thank E.I. Friedmann for antarctic samples, F. Pinto, S. Lapole and R. Santos for technical assistance, A.T. Martinez and M. J. Martínez for the discussion of results related to fungi, Ana Burton for translating the manuscript and Carmelo Corral. This study was funded by the projects: Proyecto Ámbar-2000 - Diputación Foral de Álava and Proyecto BOS2003-02418, REN2002-03542 and REN2003-07366- CO2-O2 of the Plan Nacional I+D.Peer reviewe

Nd-YAG laser irradiation damages to Verrucaria nigrescens

Epilithic and endolithic microorganisms and lichens play an important role in stone biodeterioration. The structural and physiological damage caused by nanosecond pulsed laser of 1064 nm from Nd:YAG laser to Verrucaria nigrescens lichen as well as to endolithic algae and fungi were investigated in the present study. Ultrastructural laser effects on lichen and endolithic microorganisms were study without disturbing the relationship between lichen and lithic substrate by taking lichen-containing rock fragments and processing both together. SEM-BSE, LT-SEM and FM were used to determine cell integrity and ultrastructure, which reflect microorganism viability. Photobiont vitality was determined using a PAM chlorophyll fluorescence technique. The lichen thalli were completely removed by irradiation with 5 ns pulses at a fluence of 2.0 J/cm2 with no stone damage as showed by micro-Raman spectroscopy. The fungal and algal endolithic cells located below were completely destroyed or presented a high plasmolysis degree resulting from heating their microenvironment. The lichen and endolithic mycobiont near the irradiated zone were also damaged. Algal photosynthetic damage prevents fungal survival and lichen viability. This is the first report of laser removal and inactivation of lichen and lithic microorganisms, and thus provide an environmentally friendly and efficient method to control stone biodeterioration.Work funded by MICINN under Projects CTM2009-12838-CO4-O3, CTQ2010-15680 and CGL2010-16004, and CONSOLIDER CSD2007-00058, and the Programa Geomateriales (CAM, S2009/Mat-1629).Peer reviewe