Nuevas funciones de las proteínas Fur en el metabolismo del nitrógeno de Anabaena PCC7120 y su posible actuación como sensores del balance carbono/nitrógeno

Las proteínas FUR (Ferric Uptake Regulator) son reguladores transcripcionales que controlan la homeostasis de metales y están presentes en la mayoría de organismos procariotas. Sin embargo en cianobacterias se piensa que tienen una función más global y controlan otros procesos, como por ejemplo el metabolismo del nitrógeno. Anabaena PCC7120 es una cianobacteria filamentosa capaz de fijar nitrógeno atmosférico que presenta tres parálogos de proteínas FUR, FurA, FurB y FurC. Estudios previos mostraron que FurA estaba implicada en la diferenciación de heterocistos, células especializadas en la fijación de nitrógeno, y sugerían que FurC también podría desempeñar algún papel en la regulación del metabolismo del nitrógeno.En este trabajo se ha analizado el transcriptoma de una estirpe de sobreexpresión de FurC en deficiencia de nitrógeno y se ha estudiado su morfología y fisiología en esas condiciones. Los resultados obtenidos muestran que la sobreexpresión de este regulador transcripcional impide la formación de heterocistos y que FurC regula directamente la expresión de genes implicados en la asimilación de fuentes de nitrógeno y la diferenciación de heterocistos. Además, dado que en cianobacterias el 2-oxoglutarato actúa como molécula señalizadora del balance carbono/nitrógeno, también se ha estudiado si FurA y FurC eran capaces de actuar como sensores de este metabolito. Se ha determinado que ambas proteínas son capaces de unirse a este compuesto lo que postula a ambas proteínas como potenciales sensores del balance carbono/nitrógeno. Además en el caso de FurA esta interacción modula su actividad de unión al DNA. Los resultados obtenidos en este trabajo confirman que las proteínas FUR son reguladores globales en la cianobacteria Anabaena PCC7120, con implicaciones importantes en la regulación del metabolismo del nitrógeno y la formación de heterocistos.<br /

Avances en la caracterización de las redes de regulación mediadas por proteínas FUR en Anabaena sp. PCC 7120: análisis de la corregulación por NtcA y estudio de la participación de factores sigma

Las cianobacterias son organismos fotosintéticos que desempeñan un papel importante como productores primarios y contribuyen notablemente al mantenimiento de los ciclos de carbono, oxígeno y nitrógeno de la biosfera. Algunas cianobacterias como Anabaena sp. PCC 7120 son capaces de fijar nitrógeno, un proceso muy complejo y altamente regulado por diversos reguladores transcripcionales. Entre ellos destaca NtcA, un regulador global esencial para el desarrollo de células especializadas en el proceso de fijación de nitrógeno, denominadas heterocistos. En la regulación de esta fijación de nitrógeno también parecen estar implicadas proteínas de la familia FUR, que está formada por tres parálogos (FurA, FurB y FurC). FurA y FurC regulan directamente genes implicados en el desarrollo de heterocistos, algunos de los cuales están también regulados por NtcA. Además de intervenir en el metabolismo del nitrógeno, las proteínas FUR están implicadas en otros procesos como el metabolismo del hierro y zinc, la fotosíntesis o la respuesta a estreses.Estudios anteriores definieron una red de regulación mediada por proteínas FUR y, en este trabajo, se quiso determinar si esta red podía estar corregulada por NtcA. Los resultados de este trabajo indican que varios reguladores transcripcionales y sistemas de dos componentes de esta red de regulación están corregulados por proteínas FUR y NtcA. Además, también se ha analizado la participación de los factores sigma en esta red de regulación, habiéndose encontrado que varios factores sigma forman parte de estas redes. Estos resultados sugieren que las redes de regulación mediadas por las proteínas FUR podrían estar implicadas en la respuesta de las cianobacterias a la deficiencia de nitrógeno y que, dada la estrecha relación de los factores sigma con la respuesta a estreses en cianobacterias, también podrían jugar un papel importante en la respuesta a diversos estreses.<br /

Redes de regulación global mediadas por proteínas FUR en Anabaena sp. PCC7120

Las cianobacterias son organismos muy ubicuos que se encuentran ampliamente distribuidos por todo el planeta, ocupando ambientes muy diversos en los que deben enfrentarse a diferentes estreses abióticos. Uno de los principales mecanismos que permite a las cianobacterias adaptarse a estos estreses es la regulación de la expresión génica, que principalmente es llevada a cabo por reguladores transcripcionales y sistemas de dos componentes. En la cianobacteria Anabaena sp. PCC7120 una de las familias de reguladores transcripcionales más importantes es la familia FUR, compuesta por tres parálogos denominados FurA, FurB y FurC. Estos tres factores de transcripción son esenciales para orquestar las respuestas de esta cianobacteria a estreses abióticos y son reguladores globales que modulan la expresión de una gran número de genes en el genoma de Anabaena sp. PCC7120. Algunos de estos genes están regulados de forma directa pero muchos otros están regulados indirectamente a través de reguladores transcripcionales o sistemas de dos componentes que se encuentran jerárquicamente por debajo de estas proteínas. En este trabajo, con el objetivo de identificar redes de regulación global mediadas por proteínas FUR, se ha analizado la capacidad de FurA, FurB y FurC de regular de forma directa genes de reguladores transcripcionales y sistemas de dos componentes mediante ensayos de retardo en gel (EMSA). Además, también se ha estudiado transcripcionalmente la respuesta a la deficiencia de nitrógeno y al estrés oxidativo de algunas proteínas con funciones reguladoras controladas por FurC. Así, se han identificado redes de regulación transcripcional mediadas por proteínas FUR en Anabaena sp. PCC7120 que podrían jugar un papel clave en la respuesta de esta cianobacteria a los estreses abióticos.<br /

Purificación y estudio de dos nuevos reguladores transcripcionales de la cianobacteria Anabaena sp. PCC7120

Las cianobacterias son microorganismos procariotas fotosintéticos con una enorme importancia ecológica, pues gracias a su capacidad fotosintética son responsables de la fijación de carbono inorgánico y uno de los principales productores primarios de oxígeno. Además, algunas especies son capaces de fijar nitrógeno atmosférico en células especializadas que reciben el nombre de heterocistos, gracias a lo cual pueden ser utilizadas como biofertilizantes o en la producción de biocombustibles. Por tanto, comprender la regulación de estos procesos es de gran interés, no solo para ampliar el conocimiento sobre la fisiología de las cianobacterias, sino también para implementar, optimizar y mejorar sus aplicaciones biotecnológicas.Tanto la fotosíntesis como la fijación de nitrógeno tienen un alto requerimiento de metales, lo que hace el control de la homeostasis de metales sea un proceso crucial en cianobacterias, pues pese a ser esenciales su exceso genera estrés oxidativo. En procariotas este proceso está controlado por la familia de reguladores FUR (Ferric Uptake Regulator), que en la cianobacteria Anabaena se compone de tres parálogos: FurA, FurB y FurC. No obstante, las proteínas FUR en Anabaena no solo controlan la homeostasis de metales, sino que son reguladores globales que controlan muchos otros procesos, como los mecanismos de defensa al estrés oxidativo o el metabolismo del nitrógeno. Además de regular estos procesos de forma directa, se ha propuesto que pueden modular muchos otros genes de forma indirecta, orquestando una red de regulación transcripcional.En este trabajo se han estudiado y purificado las proteínas Alr1976 y All0345, anotadas como posibles reguladores transcripcionales y cuya función es desconocida hasta el momento. Estas proteínas pertenecen a la red de regulación mediada por FurC, implicada en la modulación de la defensa a estrés oxidativo y el metabolismo nitrogenado. Mediante estudios bioinformáticos, se ha podido determinar la familia de reguladores a la que pertenecen, modelar su estructura y conocer sus relaciones filogenéticas. Además, se ha conseguido optimizar un protocolo de purificación para ambas proteínas y determinar sus condiciones de interacción con el DNA. Finalmente, dado que existían indicios que relacionaban estas proteínas con el metabolismo del nitrógeno, se estudió mediante ensayos de retardo en gel su interacción con promotores de genes implicados en este proceso.Los resultados obtenidos muestran que los reguladores Alr1976 y All0345 se unen a regiones promotoras de genes con importantes papeles en el control del metabolismo del nitrógeno y la diferenciación de heterocistos, revelando que estos reguladores son nuevos componentes de la compleja red de regulación que controla estos procesos en cianobacterias.<br /

Degradación de isómeros del hexaclorociclohexano (HCH) por Anabaena PCC7120

El hexaclorociclohexano (HCH) fue ampliamente utilizado como pesticida entre 1930 y 1990 e inicialmente se aplicó como una mezcla técnica que contenía α-HCH (60-70%), β-HCH (5-12%), γ-HCH (10-15%) y δ-HCH (6-10%). Se sintetizaba por fotocloración del benceno, proceso en el cual se formaban los isómeros anteriores, aunque posteriormente solamente el isómero γ-HCH o lindano se comercializó, por ser el más efectivo y relativamente más biodegradable. Dado que este isómero constituía solo un 10-15% del total de isómeros, el resto eran enterrados o acumulados en vertederos, lo que ha generado zonas altamente contaminadas en distintos puntos del planeta. Aunque el HCH es persistente y recalcitrante se han aislado algunos microorganismos capaces de degradar uno o más isómeros del HCH. Uno de ellos es Anabaena PCC7120, una cianobacteria filamentosa capaz de degradar lindano (γ-HCH). En este trabajo se ha analizado su tolerancia y respuestas fisiológicas en presencia de los isómeros α-HCH, β-HCH, γ-HCH y δ-HCH. También se ha estudiado su capacidad degradativa, midiendo la desaparición de los distintos isómeros en cultivos de Anabaena PCC7120. Los resultados muestran que es un organismo adecuado para plantear biorremediación de los isómeros α-HCH y γ-HCH, que prácticamente desaparecen por completo. Sin embargo los isómeros β-HCH y δ-HCH no son eliminados en su totalidad y son peor tolerados en las concentraciones utilizadas, afectando notablemente al crecimiento y fisiología de las cianobacterias. Finalmente se ha estudiado la expresión de genes potencialmente implicados en la degradación de HCH y se han realizado estudios in silico para encontrar otros genes involucrados, sugiriendo la existencia de una ruta alternativa a la de microorganismos heterótrofos como S. paucimobilis

Identificación de genes implicados en la síntesis de biofilms en Anabaena sp. PCC7120 y análisis de su modulación por la familia de proteínas FUR (ferric uptake regulator)

Las cianobacterias son microorganismos fotosintéticos surgidos hace 3.500 millones de años y que, como otras bacterias, pueden crecer formando biofilms, agregados microbianos en los que viven rodeadas de una matriz de sustancias poliméricas extracelulares. Estos biofilms cianobacterianos son interesantes por sus aplicaciones en el tratamiento de aguas residuales, la biorremediación o la producción de biocombustibles.Aunque los mecanismos reguladores de la formación de biofilms en bacterias heterótrofas han sido caracterizados, en el caso de las cianobacterias el conocimiento es todavía limitado. Las cianobacterias presentan una familia de reguladores transcripcionales, las proteínas FUR (ferric uptake regulator), implicados en la respuesta a estreses abióticos. Controlan principalmente la homeostasis de metales como el hierro y el zinc, aunque también otros procesos como la respuesta frente a estrés oxidativo o la deficiencia de nitrógeno. Dado que los biofilms se sintetizan en respuesta a condiciones de estrés, se ha estudiado la modulación de su formación en la cianobacteria Anabaena sp. PCC7120 por parte de las proteínas FUR.La realización de una revisión bibliográfica junto con estudios de homología han permitidoidentificar más de 100 genes potencialmente implicados en la formación de biofilms en Anabaena sp. PCC7120. Además, se ha analizado mediante ensayos de retardo en gel (EMSA) la regulación de estos genes por parte de las proteínas FUR, lo que ha permitido identificar 54 genes directamente regulados por estas proteínas. Se pone así de manifiesto que las proteínas FUR juegan un papel clave en la regulación de la formación de biofilms en Anabaena sp. PCC7120.<br /

Purificación y caracterización del regulador transcripcional All7016 de la cianobacteria Anabaena sp. PCC7120

Para los organismos vivos algunos metales son micronutrientes minerales esenciales en eldesarrollo de procesos celulares que son fundamentales para su viabilidad. En las cianobacterias lademanda de metales es excepcionalmente alta como consecuencia de su capacidad de realizar lafotosíntesis y en algunos casos de fijar nitrógeno. Sin embargo, un desequilibrio en la homeostasisde metales puede comprometer el crecimiento y supervivencia celular. Al igual que la mayoría deprocariotas, las cianobacterias cuentan con reguladores de la familia FUR (Ferric UptakeRegulator) que controlan la homeostasis de metales a nivel transcripcional y regulan la expresiónde otros muchos genes que pertenecen a rutas metabólicas diversas. Anabaena sp. PCC 7120contiene tres parálogos FUR, denominados FurA, FurB y FurC. Estos reguladores, además deregular un gran número de genes de forma directa, se ha propuesto que podrían controlar muchosprocesos celulares de forma indirecta, ya que se ha descrito que modulan la transcripción de otrosreguladores transcripcionales, orquestando redes de regulación transcripcional en estacianobacteria. Con el fin de ampliar el conocimiento de las redes de regulación mediadas porproteínas FUR, en este trabajo se ha llevado a cabo la sobreexpresión, purificación ycaracterización del marco de lectura abierto All7016, anotado en las bases de datos como unregulador transcripcional, cuya transcripción está regulada por la proteína FurC. Además derealizar un estudio bioinformático para conocer sus propiedades fisicoquímicas y determinar lapresencia de dominios funcionales en su secuencia de aminoácidos, se ha optimizado susobrexpresión en E. coli y establecido un protocolo para su purificación. Por último, medianteensayos de retardo de la movilidad electroforética se ha estudiado la capacidad de unión al DNA dela proteína purificada.<br /

Purificación y caracterización del regulador transcripcional All1651 de la cianobacteria Anabaena sp. PCC7120

Las cianobacterias son microorganismos procariotas fotosintéticos cuyo estudio es de gran interés, debido a su importancia ecológica y sus numerosas aplicaciones biotecnológicas. Uno aspecto crucial en la fisiología de estos organismos es el mantenimiento de la homeostasis de metales, que en lamayoría de procariotas está controlado por la familia de reguladores transcripcionales FUR (Ferric Uptake Regulator). La cianobacteria Anabaena sp. PCC7120 presenta tres parálogos de proteínas FUR, FurA, FurB y FurC, los cuales, además de la homeostasis de metales, controlan diversos procesos celulares, como la fotosíntesis o el metabolismo del nitrógeno, actuando como reguladores globales. Recientemente, se ha descrito que los reguladores FUR en Anabaena sp. PCC 7120 son capaces de regular la expresión de reguladores transcripcionales, sistemas de dos componentes o factores sigma, orquestando redes de regulación transcripcional que les permitirían controlar muchos procesos celulares de forma indirecta.En este trabajo se ha llevado a cabo la caracterización y purificación del regulador transcripcional All1651, el cual está regulado tanto por FurA como por FurC. Para ello se han realizado estudios bioinformáticos que ha permitido identificar su familia y dominios y conocer sus propiedadesfisicoquímicas. Por otro lado, se han optimizado las condiciones de sobreexpresión de esta proteína en E. coli y se ha establecido un protocolo de purificación del regulador mediante el uso de cromatografía por afinidad a iones metálicos (IMAC). Finalmente, se ha estudiado su actividad deunión al DNA in vitro mediante ensayos de retardo en gel (EMSA). <br /

Obstetricia integral siglo XXI. Tomo II

El libro Obstetricia Integral siglo XXI, Tomo II, es una publicación virtual de la Facultad de Medicina, se trata de la continuación sobre el análisis detallado de los principales tópicos en el área de la obstetricia, realizada por un grupo interdisciplinario de investigadores comprometidos con el mejoramiento de la calidad en el cuidado de la salud de la mujer gestante. Se ha procurado un balance entre los aspectos básicos de fisiopatología y las guías de atención clínica soportadas en evidencias científicas, con el ánimo de brindarle al lector un equilibrio entre las bases biopsico-sociales de la salud y la enfermedad y los aspectos prácticos de la atención clínica.Vargas Fiesco, Diana Carolina and Rubio Romero, Jorge Andrés and Ruiz Parra, Ariel Iván and Rodríguez, Luis Martín and Aragón, Miguel Eduardo and Arteaga Díaz, Clara Eugenia and Riaño, Jorge Enrique and Arenas Gamboa, Jaime and Ramírez Martínez, Javier Andrés and Amaya Guío, Jairo and Gaitán , Magda Alexandry and Gallego Arbeláez, Jaime and Cortés Díaz, Daniel Otálvaro and Ángel Müller, Edith and Bracho Ch., Alcides C. and Bautista Charry, Alejandro and Rodríguez Ramos, Marcela and Navarro Milanés, Alfonso and Díaz Cruz, Luz Amparo and Mercado Pedroza, Manuel Esteban and Gaitán Duarte, Hernando and Gómez Sánchez, Pio Iván and Peña, Diana Marcela and Calvo Gómez, José Manuel and Parra Pineda, Mario Orlando and Cárdenas Muñoz, María Luisa (2010) Obstetricia integral siglo XXI. Tomo II. Facultad de Medicina, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. ISBN 978958447618

Effectiveness of Fosfomycin for the Treatment of Multidrug-Resistant Escherichia coli Bacteremic Urinary Tract Infections

IMPORTANCE The consumption of broad-spectrum drugs has increased as a consequence of the spread of multidrug-resistant (MDR) Escherichia coli. Finding alternatives for these infections is critical, for which some neglected drugs may be an option. OBJECTIVE To determine whether fosfomycin is noninferior to ceftriaxone or meropenem in the targeted treatment of bacteremic urinary tract infections (bUTIs) due to MDR E coli. DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTS This multicenter, randomized, pragmatic, open clinical trial was conducted at 22 Spanish hospitals from June 2014 to December 2018. Eligible participants were adult patients with bacteremic urinary tract infections due to MDR E coli; 161 of 1578 screened patients were randomized and followed up for 60 days. Data were analyzed in May 2021. INTERVENTIONS Patients were randomized 1 to 1 to receive intravenous fosfomycin disodium at 4 g every 6 hours (70 participants) or a comparator (ceftriaxone or meropenem if resistant; 73 participants) with the option to switch to oral fosfomycin trometamol for the fosfomycin group or an active oral drug or pa renteral ertapenem for the comparator group after 4 days. MAIN OUTCOMES AND MEASURES The primary outcome was clinical and microbiological cure (CMC) 5 to 7 days after finalization of treatment; a noninferiority margin of 7% was considered. RESULTS Among 143 patients in the modified intention-to-treat population (median [IQR] age, 72 [62-81] years; 73 [51.0%] women), 48 of 70 patients (68.6%) treated with fosfomycin and 57 of 73 patients (78.1%) treated with comparators reached CMC (risk difference, -9.4 percentage points; 1-sided 95% CI, -21.5 to infinity percentage points; P = .10). While clinical or microbiological failure occurred among 10 patients (14.3%) treated with fosfomycin and 14 patients (19.7%) treated with comparators (risk difference, -5.4 percentage points; 1-sided 95% CI. -infinity to 4.9; percentage points; P = .19), an increased rate of adverse event-related discontinuations occurred with fosfomycin vs comparators (6 discontinuations [8.5%] vs 0 discontinuations; P = .006). In an exploratory analysis among a subset of 38 patients who underwent rectal colonization studies, patients treated with fosfomycin acquired a new ceftriaxone-resistant or meropenem-resistant gram-negative bacteria at a decreased rate compared with patients treated with comparators (0 of 21 patients vs 4 of 17 patients [23.5%]; 1-sided P = .01). CONCLUSIONS AND RELEVANCE This study found that fosfomycin did not demonstrate noninferiority to comparators as targeted treatment of bUTI from MDR E coli; this was due to an increased rate of adverse event-related discontinuations. This finding suggests that fosfomycin may be considered for selected patients with these infections