Biocrust-forming cyanobacteria inoculation to restore degraded soils from dryland ecosystems

Resumen: La acción combinada del cambio climático y el aumento de la presión antrópica están acelerando la degradación de los ecosistemas (Lal, 2015), la cual afecta negativamente a la biodiversidad, la fertilidad del suelo, la disponibilidad de agua y el bienestar de la población local, siendo uno de los principales problemas ambientales del siglo XXI (UNCCD, 2019). Los procesos de degradación son especialmente relevantes en las zonas áridas, por la fuerte presión antrópica que soportan y las condiciones climáticas adversas que los caracterizan. Por este motivo, las Naciones Unidas, en su Agenda 2030, ha propuesto un objetivo específico para detener y revertir la degradación mediante la rehabilitación ecológica de las tierras secas ya degradadas. Sin embargo, la mayoría de los intentos llevados a cabo para restaurar los ecosistemas en estas regiones secas, mediante las estrategias tradicionales centradas en el establecimiento de la cobertura vegetal, fracasan debido a la escasez de agua (Reynolds et al., 2007), baja fertilidad de los suelos y alta vulnerabilidad a la erosión que caracterizan a estas áreas. Por lo tanto, es necesario investigar estrategias de restauración complementarias, que soporten el fuerte estrés abiótico, mejoren las condiciones del suelo y y que sean viables económicamente. Debido a las duras condiciones abióticas que se presentan en las tierras secas, las plantas, a menudo, se sitúan en las zonas más favorables dentro del ecosistema, y en las menos favorables, aparecen otras formas de vida con menores requerimientos edáficos y de humedad, como las costras biológicas del suelo o biocostras. Las biocostras son comunidades formadas por organismos poiquilohídricos como bacterias, cianobacterias, arqueas, algas, hongos, musgos o líquenes, los cuales viven en estrecha asociación con las partículas del suelo (Belnap et al., 2016). Esta capa casi continua, que forma “la piel viva del suelo”, intercede en numerosos procesos clave de los ecosistemas (Castillo-Monroy and Maestre, 2011; Maestre et al., 2016), afectando positivamente a la estabilidad y fertilidad del suelo (Mazor et al., 1996), regulando la disponibilidad de agua en el suelo y reduciendo la erosión hídrica y eólica (Belnap et al., 2007; Cantón et al., 2014). Aunque, las biocostras son muy resistentes y pueden sobrevivir en condiciones climáticas adversas, numerosos trabajos han demostrado que son muy sensibles a las perturbaciones físicas (ej. al tráfico de vehículos o pastoreo) y a los efectos derivados del cambio climático (Ferrenberg et al., 2015), lo que a su vez reduce su capacidad de proporcionar servicios ecosistémicos clave (Weber et al., 2016). Además, una vez que la actividad que causa la alteración cesa, su recuperación natural tiende a ser muy lenta y no siempre ocurre (Weber et al., 2016). Por este motivo, en las últimas décadas se están desarrollando nuevas estrategias para ayudar en la recuperación de las biocostras ya alteradas o para inducir su nueva formación, y que contribuir así, al restablecimiento de los servicios ecosistémicos perdidos. De las diferentes técnicas desarrolladas hasta el momento, la inoculación del suelo con cianobacterias es una de las más atractivas. Estas bacterias fotoautotróficas son uno de los primeros colonizadores del suelo (Büdel et al., 2016), y gracias a su capacidad para fijar CO2 y N2, mejoran la fertilidad (Mazor et al., 1996), la estabilidad de los agregados (Chamizo et al., 2018) y la capacidad de retención de agua (Colica et al., 2014). Además, las cianobacterias presentan una gran variedad de adaptaciones para hacer frente a condiciones abióticas severas. Por ejemplo, todas las especies pueden permanecer en un estado latente durante los períodos de sequía y la gran mayoría son capaces de sintetizar pigmentos que las protegen frente a los rayos UV (Garcia-Pichel and Castenholz, 1991; Rajeev et al., 2013). Además, se pueden aislar a partir de pequeños fragmentos de biocostra natural y cultivarse ex situ en medio de cultivo líquido para producir grandes cantidades de inóculo en periodos de tiempo relativamente cortos. Todas estas características convierten a las cianobacterias en magníficas candidatas para contribuir a la rehabilitación ecológica de las tierras secas. Aunque estudios previos, en condiciones de laboratorio, han demostrado la viabilidad del uso de la inoculación de cianobacterias para promover la formación de una nueva biocostra que mejora las propiedades del suelo (Acea et al., 2003; Malam-Issa et al., 2007; Chamizo et al., 2018), esta tecnología aun no está lo suficientemente desarrollada como para aplicarse de forma generalizada en los procesos de restauración en tierras secas. Esto se debe, en cierta medida, a que una gran parte de los estudios se han centrado en el uso de una sola especie, Microcoleus vaginatus, mientras que apenas se han probado otras especies (Hu et al., 2002; Chen et al., 2006; Wang et al., 2009). Las especies de cianobacterias pueden presentar grandes diferencias en la facilidad para aislarlas y cultivarlas, y en su capacidad para colonizar el suelo y formar biocostras, así como en su tolerancia al estrés abiótico y en su efecto sobre la calidad del suelo (Rossi et al., 2017). Por lo tanto, un examen preliminar para evaluar su crecimiento y efecto sobre las propiedades del suelo en el laboratorio constituye un paso esencial para elegir entre las diferentes alternativas disponibles. Por ejemplo, la escasez de agua y las propiedades fisicoquímicas del suelo son dos de los principales factores que afectan a la supervivencia y colonización de las cianobacterias en condiciones de campo (Bu et al., 2014; Fernandes et al., 2018), pero rara vez se han considerado estos factores en los experimentos publicados realizados en laboratorio. En este sentido, el uso de especies nativas se vislumbra como la opción más atractiva ya que es más probable que ya estén adaptadas a las condiciones abióticas locales (Giraldo-Silva et al., 2019a). Además, trabajando con especies nativas se reduciría la modificación de la comunidad nativa de microorganismos. Por esa razón, esta tecnología se beneficiaría de la identificación y puesta a punto de nuevas especies nativas que pudieran aportar aptitudes y funciones ecológicas que permitieran, por un lado, resistir las duras condiciones en el campo y, por otro, colonizar suelos con diferentes características fisicoquímicas. La única experiencia exitosa a gran escala de esta tecnología en el campo se ha llevado a cabo en China, en ecosistemas de dunas de arena que fueron previamente estabilizadas (Chen et al., 2006; Wang et al., 2009), mientras que la mayoría de los intentos de inoculaciones del suelo con cianobacterias en los desiertos del oeste de EEUU no mostraron resultados satisfactorios (Kubeckova et al., 2003; Faist et al., 2020). Esto demuestra que la aplicación de cianobacterias en el campo sigue siendo un desafío, debido sobre todo a la alta radiación UV y las sequías prolongadas que caracterizan las tierras secas, y por el efecto de la erosión hídrica y eólica que desplazan el inóculo antes de que este se asiente definitivamente sobre la superficie del suelo. Por lo tanto, se han propuesto diferentes estrategias para mejorar la supervivencia y el establecimiento de las cianobacterias en condiciones de campo. Una de estas estrategias consiste en aumentar gradualmente la radiación UV y reducir la disponibilidad de agua durante la fase de cultivo para endurecer el inóculo y adquiera mayor capacidad para soportar el estrés abiótico al que se enfrentará en el campo (Giraldo-Silva et al., 2019b). Las primeras pruebas realizadas que usaron esa estrategia mostraron resultados positivos en 13 de las 20 cepas de cianobacterias probadas (Giraldo-Silva et al., 2019b), sin embargo, la viabilidad del inóculo pre-acondicionado aún no se ha probado bajo condiciones de campo. Otra posibilidad es reducir el estrés tras la inoculación (pe: cubrir con una malla de yute), lo cual ya ha mostrado resultados prometedores para la rehabilitación de biocostras utilizando como inóculo propágulos de biocostra natural previamente cultivados en el invernadero (Bowker et al., 2020). Sin embargo, su aplicación en inoculaciones utilizando exclusivamente especies de cianobacterias aún no se ha ensayado. Además, una vez que se cosecha la biomasa, esta se debe aplicar en el área objetivo de forma casi inmediata, de lo contrario puede contaminarse o verse afectada por el ataque de patógenos. Esto dificulta su incorporación en las acciones de restauración tradicionales, y por este motivo hay varios grupos de investigación trabajando en el desarrollo de nuevas metodologías y técnicas que mejoren su almacenamiento, transporte y aplicación en las zonas a restaurar. Una de estas alternativas sería la incorporación de los cultivos de cianobacterias en pellets. Por ejemplo, Buttars et al., (1998) demostraron que M. vaginatus puede sobrevivir al proceso de peletización en pellets de alginato y que posterior se pueden liberar al suelo con éxito. Por el contrario, otros intentos con la misma especie, pero usando almidón como agente aglutinante, mostraron una alta mortalidad (Howard y Warren, 1998). Es necesario, por tanto, probar su aplicación con otras especies y compuestos de pellets. Una vez que se ha realizado la inoculación del suelo con cianobacterias es necesario llevar a acabo un seguimiento continuo de la evolución de la nueva biocostra generada, que nos permita evaluar el éxito de la restauración e identificar los posibles factores que puedan limitar la viabilidad del inóculo. Los indicadores más usados para realizar el seguimiento de las biocostras y controlar el éxito de la restauración son la cobertura de biocostra y, sobre todo, su contenido en clorofila. El problema es que los procedimientos que se suelen utilizar para para determinar el contenido de clorofila son lentos y costosos, y producen una alteración de la zona inoculada. Por lo tanto, es necesario desarrollar metodologías alternativas que nos permitan estimar el contenido de clorofila de forma indirecta y no destructiva. Una de las metodologías con mayor potencial para la estima indirecta del contenido de clorofila de las biocostras es la aplicación de indicadores espectrales calculados a partir de su reflectancia, tal como se viene haciendo desde hace algunos años para las plantas (Haboudane et al., 2002). Sin embargo, hasta ahora, esta metodología no ha sido probada ni adaptada para su uso con comunidades de biocostras, ya sean naturales o artificiales. El objetivo principal de esta tesis es probar el potencial de la inoculación con especies de cianobacterias formadoras de biocostras para promover el desarrollo de una nueva biocostra que mejore las condiciones de los suelos degradados de tierras secas. Para lograrlo, en primer lugar, se llevó a cabo un experimento para evaluar el potencial de tres cepas nativas de cianobacterias fijadoras de nitrógeno, Nostoc commune, Scytonema hyalinum y Tolypothrix distorta, de forma individual y combinadas formando un consorcio, para restaurar las funciones del suelo. La inoculación se llevó a cabo en tres suelos con diferentes grados de desarrollo provenientes de ecosistemas semiáridos de la provincia de Almería (sureste de España). Los resultados de este experimento demostraron que la inoculación con cianobacterias nativas induce la formación de una nueva biocostra que mejora las propiedades del suelo, relacionadas con su fertilidad, en un período de tiempo corto. De las diferentes cepas probadas, N. commune y el Consorcio de las tres cepas fueron los tratamientos que mostraron una mayor capacidad para colonizar y mejorar las propiedades del suelo (CAPÍTULO I). Con el fin de identificar el inoculo que mejor se adapta a condiciones de estrés hídrico, el experimento se repitió simulando dos regímenes de hidratación, uno que correspondía a un año hidrológico húmedo y otro a un año seco en las áreas de origen. En contra de lo que cabría esperar, tanto el desarrollo de la biocostra como las mejoras en las condiciones edáficas fueron similares bajo ambos regímenes de hidratación y para todos los tratamientos de inoculación probados, lo que sugiere que la disponibilidad de agua podría no ser tan importante para la formación de la nueva biocostra mediante la inoculación con cianobacterias, como inicialmente se pensaba. Además, Noctoc commune, el cual es conocido por ser un buen tolerante frente a la desecación, mostró una mayor capacidad de crecimiento bajo escenarios de restricción de agua, convirtiéndose de esta forma en un buen candidato para restaurar áreas degradadas en zonas áridas (CAPÍTULO II). Posteriormente, se evaluó la viabilidad de esas mismas cepas bajo condiciones de campo inoculando un consorcio de ellas en suelos de nuestras tres áreas de estudio. Para ello, previamente, se llevó a cabo el cultivo en fotobiorreactores de 100 L utilizando un medio de cultivo hecho a base de fertilizantes, lo que reduce considerablemente el coste de producción biomasa (Roncero-Ramos et al., 2019). Este experimento no generó los resultados esperados, pues se encontraron valores similares de clorofila a, absorción espectral de clorofila y albedo en las parcelas inoculadas y en las no inoculadas, dos años después de la inoculación. La baja tasa de éxito en campo motivó la realización de un segundo experimento para evaluar el efecto de técnicas dirigidas a la aclimatación o endurecimiento del inóculo, en el éxito de la inoculación. Para ello, los cultivos se aclimataron aumentando la radiación solar y disminuyendo el suministro de agua progresivamente antes de la inoculación. A pesar de ello, 6 meses después de inocular el suelo con el inóculo acondicionado se obtuvieron resultados poco exitosos y similares para parcelas en las que se aplicó el inóculo aclimatado y sin aclimatar. Finalmente, se evaluó el efecto de la cobertura de las parcelas con una red de plástico y una malla de fibra vegetal reciclada que aportaba sombra y mejoraba las condiciones ambientales del inoculo una vez instalado en campo. La combinación de la inoculación con cianobacterias no acondicionadas y posteriormente cubiertas por la malla vegetal dio lugar a una mayor colonización, contenido de clorofila, picos de absorción espectral de la clorofila más profundos y albedo más bajo que las parcelas descubiertas (CAPÍTULO III). Con el objetivo de desarrollar una metodología que permitiese mejorar el almacenamiento y la aplicabilidad del inóculo, se desarrolló un experimento paralelo para evaluar la supervivencia y el establecimiento de las cianobacterias después de ser encapsuladas en pellets. Para ello, se seleccionaron tres cepas de cianobacterias pertenecientes a géneros de fijadoras (Nostoc y Scytonema) y no fijadoras (Leptolyngbya) de nitrógeno. Las diferentes especies y el consorcio se incorporaron en pellets hechos a base de arena y arcilla y se probaron sobre suelos de tres sitios degradados de Australia. Los resultados obtenidos en este experimento mostraron que los pellets pueden disolverse completamente, y el inóculo se extiende hacia zonas subyacentes en todos los tratamientos probados. Los pellets que incorporaron Scytonema y el Consorcio mostraron mayor biomasa que los que incluían Nostoc y Leptolyngbia al final del período de incubación. Además, el almacenamiento de los pellets durante 30 días produjo una reducción de en el contenido de clorofila a en todos los tratamientos, aunque al menos el 50% de la biomasa aún estaba presente (CAPÍTULO IV). Finalmente, se estudió el potencial del uso de la reflectancia de la superficie del suelo para el seguimiento no destructivo de la biocostra inducida. El análisis de la respuesta espectral de diferentes comunidades de biocostras reveló que algunas transformaciones aplicadas a las firmas espectrales, tales como el continuo quitado y la primera derivada de la reflectancia, así como los índices de diferencia normalizada y los índices verdes estándar, tanto hiperespectrales como de banda ancha, se pueden utilizar de forma efectiva para este propósito. Sin embargo, esta metodología debe adaptarse de forma específica a cada tipo de biocostra. Para resolver esta limitación aplicamos un “random forest” que combinaba la información espectral con datos de la cobertura de cada tipo de costra. Este modelo no lineal dio muy buenos resultados cuando se aplicó al conjunto de la base de datos (CAPÍTULO V). En resumen, los resultados de esta tesis proporcionan información valiosa para la mejora de las acciones de rehabilitación del suelo basadas en la aplicación de una biotecnología basada en la incoculación de cianobacterias formadoras de biocostras, para su aplicación en zonas áridas. En primer lugar, los experimentos de laboratorio realizados demuestran la viabilidad del uso de un consorcio de cianobacterias nativas para promover la formación y el desarrollo de una nueva biocostra que mejora notablemente las propiedades clave de diferentes suelos degradados. Además, su aplicación exitosa sobre suelos con diferentes propiedades fisicoquímicas, incluyendo suelos de textura fina y sustratos de cantera, proporciona nuevos avances para desarrollar una tecnología aplicable en diferentes entornos. También hemos comprobado que N. commune puede sobrevivir y colonizar el suelo con muy poca disponibilidad de agua, lo que demuestra su gran potencial para restaurar suelos de ecosistemas donde el agua es un recurso limitante. Sin embargo, la inoculación directa del suelo en campo con el consorcio de cianobacterias nativas no mostró los resultados esperados. El bajo éxito se explicaba principalmente porque cuando se secó el suelo el inoculo se desprendió de la superficie del suelo y fue arrastrado por el viento y por la escorrentía. El uso de procedimientos para la mejora del hábitat redujo considerablemente el estrés abiótico y la inestabilidad del suelo, mejorando de esta forma significativamente la supervivencia y el establecimiento del inóculo. Sin embargo, aunque estos resultados son prometedores de cara a su aplicación a escala local, se necesitan más estudios para el desarrollo de técnicas de mejora del hábitat que puedan aplicarse a escalas más grandes. Por otro lado, nuestros resultados muestran que algunas cianobacterias, especialmente Scytonema sp. y el Consorcio, se pueden incorporar con éxito en pellets hechos a base de arena y bentonita. Aunque durante el almacenamiento del pellet se pierde parte de la clorofila al menos el 50% de la biomasa total cianobacterias sobrevivió. Por lo tanto, esta tecnología, aunque prometedora, necesita ser revisada y refinada en futuro estudios antes de que pueda aplicarse en situaciones reales de campo. Finalmente, la tesis presenta el primer estudio donde las propiedades espectrales de las biocostras se emplean con éxito para la estimación no destructiva de biomasa en biocostras. Esta información puede incorporarse a un coste razonable en los programas de monitoreo para la evaluación de proyectos de rehabilitación basados en el uso de biocostras. Summary: In drylands, the largest earth biome, the coupled action of climate change and rising human pressure are causing accelerated land degradation (Lal, 2015). This negatively affects biodiversity, soil fertility, water availability, and local population wellbeing, being one of the major environmental issues of the 21st century (UNCCD, 2019). For all these reasons, United Nations, in the Agenda 2030 has proposed a specific goal to stop and reverse ongoing land degradation by the ecological rehabilitation of already degraded drylands. However, most attempts to restore drylands ecosystems by using traditional strategies focused on plant cover establishment fails due to the water scarcity, low fertility and high vulnerability to erosion that characterize these areas (Reynolds et al., 2007). Thus, it is necessary to investigate complementary restoration strategies adapted to strong abiotic stress that can contribute to the recovery of these ecosystems in a cost-effective manner. Due to the harsh abiotic conditions imposed in drylands, plants are often restricted to the most favorable position within the landscape. In open and less favourable inter-plant spaces, other life-forms with lower edaphic and moisture requirements appear, such as poikilohydric communities of cyanobacteria, algae, fungi, bryophytes and lichens, living in close association with soils particles, and known as biological soil crusts or biocrusts (Belnap et al., 2016). By covering the soil surface, biocrusts form an almost continuous live-skin that intercede in numerous key ecosystems processes (Castillo-Monroy and Maestre, 2011; Maestre et al., 2016), positive affecting soil stability and fertility (Mazor et al., 1996), regulating water balance and reducing water and wind erosion (Belnap et al., 2007; Cantón et al., 2014). However, they are very sensitive to physical disturbance (e.g., vehicular traffic or grazing) and climate change (Ferrenberg et al., 2015), which in turn results in a reduction of their ability to provide key ecosystems services (Weber et al., 2016). In addition, once the activity that causes the disturbance ceases their natural recovery, when possible, tends to be very slow (Weber et al., 2016). Within the last decades, several innovative techniques are being developed to assist in the recovery of disturbed biocrust or to induce the formation of new ones, thereby reinstating the lost ecosystem services. From the different techniques already developed, soil inoculation with biocrust-forming cyanobacteria propagules is among the most attractive for several reasons. For example, theses photoautotrophic bacteria are among the first colonizers of soils (Büdel et al., 2016), enhancing so

Blood DNA Methylation Patterns in Older Adults With Evolving Dementia

Dementia and cognitive disorders are major aging-associated pathologies. The prevalence and severity of these conditions are influenced by both genetic and environmental factors. Reflecting this, epigenetic alterations have been associated with each of these processes, especially at the level of DNA methylation, and such changes may help explain the observed interindividual variability in the development of the 2 pathologies. However, the importance of epigenetic alterations in explaining their etiology is unclear because little is known about the timing of when they appear. Here, using Illumina MethylationEPIC arrays, we have longitudinally analyzed the peripheral blood methylomes of cognitively healthy older adults (>70 year), some of whom went on to develop dementia while others stayed healthy. We have characterized 34 individuals at the prediagnosis stage and at a 4-year follow-up in the postdiagnosis stage (total n = 68). Our results show multiple DNA methylation alterations linked to dementia status, particularly at the level of differentially methylated regions. These loci are associated with several dementia-related genes, including PON1, AP2A2, MAGI2, POT1, ITGAX, PACSIN1, SLC2A8, and EIF4E. We also provide validation of the previously reported epigenetic alteration of HOXB6 and PM20D1. Importantly, we show that most of these regions are already altered in the prediagnosis stage of individuals who go on to develop dementia. In conclusion, our observations suggest that dementia-associated epigenetic patterns that have specific biological features are already present before diagnosis, and thus may be important in the design of epigenetic biomarkers for disease detection based on peripheral tissues.This work was supported by: the Spanish Association Against Cancer (grant number PROYE18061FERN to M.F.F.), the Asturias Government (PCTI) cofunding 2018-2022/FEDER (grant number IDI/2018/146 to M.F.F.), the Fundación General CSIC (grant number 0348_CIE_6_E to M.F.F.) and the Health Institute Carlos III (Plan Nacional de I + D + I) cofunding FEDER (grant numbers PI15/00892, PI18/01527 to M.F.F. and A.F.F.). JRT is supported by a Juan de la Cierva fellowship from the Spanish Ministry of Science and Innovation (grant number FJCI-2015-26965). R.F.P. is supported by the Severo Ochoa program (grant number BP17-114). We also acknowledge support from the Institute of Oncology of Asturias (IUOPA, supported by Obra Social Cajastur Liberbank, Spain), the Health Research Institute of Asturias (ISPA-FINBA) and Consorcio Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBERER-ISCIII).S

Coupling sewage sludge amendment with cyanobacterial inoculation to enhance stability and carbon gain in dryland degraded soils

Sewage sludge (SS) is widely used as a soil conditioner in agricultural soil due to its high content of organic matter and nutrients. In addition, inoculants based on soil microorganisms, such as cyanobacteria, are being applied successfully in soil restoration to improve soil stability and fertility in agriculture. However, the combination of SS and cyanobacteria inoculation is an unexplored application that may be highly beneficial to soil. In this outdoor experiment, we studied the ability of cyanobacteria inoculum to grow on degraded soil amended with different concentrations of composted SS, and examined the effects of both SS concentration and cyanobacteria application on carbon gain and soil stability. We also explored the feasibility of using cyanobacteria for immobilizing salts in SS-amended soil. Our results showed that cyanobacteria growth increased in the soil amended with the lowest SS concentration tested (5 t ha−1, on soil 2 cm deep), as shown by its higher chlorophyll a content and associated deeper spectral absorption peak at 680 nm. At higher SS concentrations, inoculum growth decreased, which was attributed to competition of the inoculated cyanobacteria with the native SS bacterial community. However, SS significantly enhanced soil organic carbon gain and tightly-bound exopolysaccharide content. Cyanobacteria inoculation significantly improved soil stability and reduced soil’s wind erodibility. Moreover, it led to a decrease in the lixiviate electrical conductivity of salt-contaminated soils, indicating its potential for salt immobilization and soil bioremediation. Therefore, cyanobacteria inoculation, along with adequately dosed SS surface application, is an efficient strategy for improving carbon gain and surface stability in dryland agricultural soil

Modulation of food intake by differential TAS2R stimulation in rat

Metabolic surgery modulates the enterohormone profile, which leads, among other effects, to changes in food intake. Bitter taste receptors (TAS2Rs) have been identified in the gastrointestinal tract and specific stimulation of these has been linked to the control of ghrelin secretion. We hypothesize that optimal stimulation of TAS2Rs could help to modulate enteroendocrine secretions and thus regulate food intake. To determine this, we have assayed the response to specific agonists for hTAS2R5, hTAS2R14 and hTAS2R39 on enteroendocrine secretions from intestinal segments and food intake in rats. We found that hTAS2R5 agonists stimulate glucagon-like peptide 1 (GLP-1) and cholecystokinin (CCK), and reduce food intake. hTAS2R14 agonists induce GLP1, while hTASR39 agonists tend to increase peptide YY (PYY) but fail to reduce food intake. The effect of simultaneously activating several receptors is heterogeneous depending on the relative affinity of the agonists for each receptor. Although detailed mechanisms are not clear, bitter compounds can stimulate differentially enteroendocrine secretions that modulate food intake in rats

Water Regulation in Cyanobacterial Biocrusts from Drylands: Negative Impacts of Anthropogenic Disturbance

Arid and semi-arid ecosystems are characterized by patchy vegetation and variable resource availability. The interplant spaces of these ecosystems are very often covered by cyanobacteria-dominated biocrusts, which are the primary colonizers of terrestrial ecosystems and key in facilitating the succession of other biocrust organisms and plants. Cyanobacterial biocrusts regulate the horizontal and vertical fluxes of water, carbon and nutrients into and from the soil and play crucial hydrological, geomorphological and ecological roles in these ecosystems. In this paper, we analyze the influence of cyanobacterial biocrusts on water balance components (infiltration-runoff, evaporation, soil moisture and non-rainfall water inputs (NRWIs)) in representative semiarid ecosystems in southeastern Spain. The influence of cyanobacterial biocrusts, in two stages of their development, on runoff-infiltration was studied by rainfall simulation and in field plots under natural rainfall at different spatial scales. Results showed that cover, exopolysaccharide content, roughness, organic carbon, total nitrogen, available water holding capacity, aggregate stability, and other properties increased with the development of the cyanobacterial biocrust. Due to the effects on these soil properties, runoff generation was lower in well-developed than in incipient-cyanobacterial biocrusts under both simulated and natural rainfall and on different spatial scales. Runoff yield decreased at coarser spatial scales due to re-infiltration along the hillslope, thus decreasing hydrological connectivity. Soil moisture monitoring at 0.03 m depth revealed higher moisture content and slower soil water loss in plots covered by cyanobacterial biocrusts compared to bare soils. Non-rainfall water inputs were also higher under well-developed cyanobacterial biocrusts than in bare soils. Disturbance of cyanobacterial biocrusts seriously affected the water balance by increasing runoff, decreasing soil moisture and accelerating soil water loss, at the same time that led to a very significant increase in sediment yield. The recovery of biocrust cover after disturbance can be relatively fast, but its growth rate is strongly conditioned by microclimate. The results of this paper show the important influence of cyanobacterial biocrust in modulating the different processes supporting the capacity of these ecosystems to provide key services such as water regulation or erosion control, and also the important impacts of their anthropic disturbance

Estrategias docentes alternativas empleando Youtube, Facebook y Twitter como herramientas dinamizadoras en el proceso de la enseñanza de la microbiología

Memoria ID-0196. Ayudas de la Universidad de Salamanca para la innovación docente, curso 2016-2017

Lymphangioleiomyomatosis biomarkers linked to lung metastatic potential and cell stemness

Lymphangioleiomyomatosis (LAM) is a rare lung-metastasizing neoplasm caused by the proliferation of smooth muscle-like cells that commonly carry loss-of-function mutations in either the tuberous sclerosis complex 1 or 2 (TSC1 or TSC2) genes. While allosteric inhibition of the mechanistic target of rapamycin (mTOR) has shown substantial clinical benefit, complementary therapies are required to improve response and/or to treat specific patients. However, there is a lack of LAM biomarkers that could potentially be used to monitor the disease and to develop other targeted therapies. We hypothesized that the mediators of cancer metastasis to lung, particularly in breast cancer, also play a relevant role in LAM. Analyses across independent breast cancer datasets revealed associations between low TSC1/2 expression, altered mTOR complex 1 (mTORC1) pathway signaling, and metastasis to lung. Subsequently, immunohistochemical analyses of 23 LAM lesions revealed positivity in all cases for the lung metastasis mediators fascin 1 (FSCN1) and inhibitor of DNA binding 1 (ID1). Moreover, assessment of breast cancer stem or luminal progenitor cell biomarkers showed positivity in most LAM tissue for the aldehyde dehydrogenase 1 (ALDH1), integrin-ß3 (ITGB3/CD61), and/or the sex-determining region Y-box 9 (SOX9) proteins. The immunohistochemical analyses also provided evidence of heterogeneity between and within LAM cases. The analysis of Tsc2-deficient cells revealed relative over-expression of FSCN1 and ID1; however, Tsc2-deficient cells did not show higher sensitivity to ID1-based cancer inhibitors. Collectively, the results of this study reveal novel LAM biomarkers linked to breast cancer metastasis to lung and to cell stemness, which in turn might guide the assessment of additional or complementary therapeutic opportunities for LAM

BIM aplicado al patrimonio cultural

La asociación buildingSMART tiene como principal objetivo fomentar la eficacia en el sector de la construcción a través del uso de estándares abiertos de interoperabilidad con la metodología BIM (Building InformationMode-ling). Para ello, cuenta con una estructura de grupos de trabajo a nivel internacional para abordar diferentes cues-tiones al respecto. Sin embargo, en el ámbito del Patrimonio Cultural, no existe en la actualidad una aproximación internacional sobre el uso de BIM, y es por lo que buildingSMART Spanish Chapter ha puesto en marcha un grupo de trabajo abierto, denominado LEGEND–HBIM, y que está centrado en BIM aplicado al Patrimonio Cultural. De este modo, buildingSMART Spanish Chapter continua la laborde promover el uso de la metodología BIM a través de guías como esta, que supone una continuación de las guías uBIM publicadas en el año 2014

Comprehensive analysis and insights gained from long-term experience of the Spanish DILI Registry

[Background & Aims] Prospective drug-induced liver injury (DILI) registries are important sources of information on idiosyncratic DILI. We aimed to present a comprehensive analysis of 843 patients with DILI enrolled into the Spanish DILI Registry over a 20-year time period.[Methods] Cases were identified, diagnosed and followed prospectively. Clinical features, drug information and outcome data were collected.[Results] A total of 843 patients, with a mean age of 54 years (48% females), were enrolled up to 2018. Hepatocellular injury was associated with younger age (adjusted odds ratio [aOR] per year 0.983; 95% CI 0.974–0.991) and lower platelet count (aOR per unit 0.996; 95% CI 0.994–0.998). Anti-infectives were the most common causative drug class (40%). Liver-related mortality was more frequent in patients with hepatocellular damage aged ≥65 years (p = 0.0083) and in patients with underlying liver disease (p = 0.0221). Independent predictors of liver-related death/transplantation included nR-based hepatocellular injury, female sex, higher onset aspartate aminotransferase (AST) and bilirubin values. nR-based hepatocellular injury was not associated with 6-month overall mortality, for which comorbidity burden played a more important role. The prognostic capacity of Hy’s law varied between causative agents. Empirical therapy (corticosteroids, ursodeoxycholic acid and MARS) was prescribed to 20% of patients. Drug-induced autoimmune hepatitis patients (26 cases) were mainly females (62%) with hepatocellular damage (92%), who more frequently received immunosuppressive therapy (58%).[Conclusions] AST elevation at onset is a strong predictor of poor outcome and should be routinely assessed in DILI evaluation. Mortality is higher in older patients with hepatocellular damage and patients with underlying hepatic conditions. The Spanish DILI Registry is a valuable tool in the identification of causative drugs, clinical signatures and prognostic risk factors in DILI and can aid physicians in DILI characterisation and management.[Lay summary] Clinical information on drug-induced liver injury (DILI) collected from enrolled patients in the Spanish DILI Registry can guide physicians in the decision-making process. We have found that older patients with hepatocellular type liver injury and patients with additional liver conditions are at a higher risk of mortality. The type of liver injury, patient sex and analytical values of aspartate aminotransferase and total bilirubin can also help predict clinical outcomes.The present study has been supported by grants of Instituto de Salud Carlos III cofounded by Fondo Europeo de Desarrollo Regional – FEDER (contract numbers: PI19/00883, PI16/01748, PI18/00901, PI18/01804, PI-0285-2016, PI-0274-2016, PI-0310-2018, PT17/0017/0020) and Agencia Española del Medicamento. CIBERehd and Plataforma ISCIII Ensayos Clinicos are funded by Instituto de Salud Carlos III. MRD holds a Joan Rodes (JR16/00015)/Acción B clinicos investigadores (B-0002-2019) and JSC a Rio Hortega (CM17/00243) research contract from ISCIII and Consejería de Salud de Andalucía.Peer reviewe