Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica A.C. (México)

Caracterización hidrogeoquímica y diversidad microbiana en ambientes extremos, casos: Villa Juárez, San Luis Potosí y Rincón de Parangueo, Guanajuato

Caracterización hidrogeoquímica y diversidad microbiana en ambientes extremos, casos: Villa Juárez, San Luis Potosí y Rincón de Parangueo, Guanajuato "Desde que el hombre inició estudios en ambientes extremos, prestó atención en los factores que marcan los límites de la vida sobre todo en consorcios microbianos. Los microorganismos encontrados en estos ambientes, se les relaciona con los primeros seres que existieron bajo condiciones anóxicas en nuestro planeta Tierra y a lo largo del tiempo se han modificado. A través de la multidisciplina se estudian las condiciones fisicoquímicas, hidrogeológicas, fisiológicas, metabólicas y moleculares en la que los microorganismos se han adaptado en diversos lugares extremos como el Lago Tirez (España), el Rio Tinto (España), el Gran Lago salado (E.U.A.), Cuatro Ciénegas (México), el desierto de Atacama (Chile), entre otros. Se analizaron dos zonas ubicadas en el Estado de San Luis Potosí (Arroyo Carrizal y Buenavista, en Villa Juárez) y en el Estado de Guanajuato (Cráter-Lago Rincón de Parangueo, Valle de Santiago). Nuestros resultados mostraron que Villa Juárez posee manantiales con aguas sulfatadas-magnésicas (Mg-SO4), y procesos de interacción agua-roca. En arroyo Carrizal se identificó un flujo regional, caracterizado como un sitio poliextremo: ácido (pH menor de 2) y siderófilo (altas concentraciones de fierro). Por otro lado, Buenavista presenta un flujo intermedio, también poliextremo: neutrófilo y halofílico. En el Cráter-Lago Rincón de Parangueo destacan aguas cloruradas sódicas (Na-Cl), el cual presenta condiciones de alta evaporación e interacción agua-roca, domina el flujo regional, y se catalogó como una área alcalófila y halófila, debido a los gradientes tan altos de alcalinidad y solutos. Mediante herramientas de geociencias y métodos moleculares, fue posible descubrir a través de diversas muestras (agua, sedimentos, filamentos, estromatolito, sedimento verde), los microorganismos que se desarrollaron en época de lluvia y estiaje proceden de sitios extremos donde encontramos los phyla: Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria y Euryarchaeota. En arroyo Carrizal sobresale Hidrogenophaga, con un pH ácido aunque su pH óptimo es entre 7 y 8. En Buenavista destaca Brevundimonas el cual mineraliza materia orgánica disuelta en los ambientes acuáticos. Por último, en Rincón de Parangueo se hallaron Natronorubrum (haloalcalifilica), Thiohalobacter (neutrófilo, halófilo moderado), Salinimonas (halofila), Nitriliruptor (alcalifílico), Alterococcus (halófila, anaerobia), Halocella (halófila, celulollitica, reportada previamente en Crimea), Halorhodospira (halófila extrema, bacteria fotótrofa púrpura del azufre) hallada en lugares alcalinos como Egipto y Natronobacterium (haloalcalifílico), encontradaen Kenia y China. En general, se concluye que la diversidad microbiana es condicionada por la geología, características fisicoquímicas del agua, el clima y la relación C:N."; "Since early studies in extreme environments, we have paid attention to the factors that define the limits of life especially in microbial consortia. Microorganisms are related to the first beings that existed in our planet Earth under anoxic conditions and they have evolved and changed over time. Based on multidisciplinary studies that can include physicochemical water analysis, hydrogeology, physiological, metabolic, and molecular conditions, we can learn how micro-organisms have adapted to various extreme environments like Lake Tirez (Spain), Rio Tinto (Spain), the Great Salt Lake (USA), Cuatro Cienegas (Mexico), the Atacama Desert (Chile), among others. We have studied two localities in the State of San Luis Potosi (Arroyo Carrizal and Arroyo Buenavista, at Villa Juarez) and in the State of Guanajuato (a Crater-Lake named Rincon de Parangueo, at the Valle de Santiago region). Our results showed that Villa Juarez has springs with sulfated-magnesium water (Mg-SO4) and waterrock interaction processes and water evaporation processes; this is probably related to the dissolution of gypsums. Arroyo Carrizal has a regional groundwater flow; it is characterized as a poliextreme site acidic (pH less than 2) and siderophile (high concentrations of iron). Arroyo Buenavista includes an intermediate flow. Poliextreme also: neutrophil and halophilic. In the Crater-Lake Rincon de Parangueo surface waters containing sodium chloride (Na-Cl), introduced under high evaporation and water-rock interaction, it is dominated by regional flow and was classified as an alkalophilic and halophilic area due to the very high gradients of alkalinity and solutes. Geosciences and molecular biology tools were applied to discover through various samples (water, sediments, filaments, stromatolites and green sediment), microorganisms developed in the rainy and dry season from extreme areas, where we found the following phyla: Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria and Euryarchaeota. Arroyo Carrizal Hidrogenophaga excels with an acid pH although the optimum pH is between 7 and 8. In Buenavista stands out Brevundimonas, which mineralizes dissolved organic matter in aquatic environments. Finally, at Rincon of Parangueo we have found Natronorubrum (haloalkaliphilic), Thiohalobacter (neutrophil, moderate halophile), Salinimonas (halophyte), Nitriliruptor (alkaliphilic), Alterococcus (halophilic, anaerobic), Halocella (halophilic, cellulolytic were previously reported in Crimea), Halorhodospira (extreme halophilic, phototrophic purple sulfur bacteria found in places like Egypt alkaline), Natronobacterium (haloalkaliphilic found before in Kenya and China), amongst others. Overall, we conclude that microbial diversity is conditioned by the hydrogeological, physical and chemical characteristics of water, climate and the C: N ratio."

Sintesis y caracterización de materiales compuestos polímero/nanaotubos de carbono: Impacto de injerto de polÍmero a la superficie de los CNx MWNTs sobre las propiedades eléctricas y mecánicas de los nano-compuestos.

Sintesis y caracterización de materiales compuestos polímero/nanaotubos de carbono: Impacto de injerto de polÍmero a la superficie de los CNx MWNTs sobre las propiedades eléctricas y mecánicas de los nano-compuestos. Tesis (Doctorado en Nanociencias y Nanotecnología); "Unos nuevos materiales híbridos, proviniendo del injerto de poliestireno a la superficie de unos nanotubos de carbono dopados con nitrógeno (CNx MWNT), fueron sintetizados y usados en la elaboración de nano-compuestos a matriz polimérica. En esos trabajos hemos estudiado el impacto de esos nanotubos injertados sobre las propiedades mecánicas y eléctricas de unas matrices de poliestireno (PS) y poli (butedieno-coestireno) (PSBS). Los nanotubos injertados presentan una mejor dispersión en una matrice de PS en comparación con los nanotubos sin tratamiento químico. Sin embargo ese tipo de funcionalización no permite bajar el umbral de precolación eléctrica dado que el injerto aísla eléctricamente los CNx MWNTs. Por otra parte, el refuerzo mecánico de matrices poliméricas (PS) es mejor con injerto, sobre todo cuandolos nano-compuestos están sometidos a grandes deformaciones mecánicas. En el caso particular de una matriz nano-estructurada (PSBS), observamos un refuerzo mecánico mucho más importante. La conexión, vía los CNx MWNTs injertados, de los nano-dominios de PS de la matriz, permitió llevar a cabo la aparición de una red percolante rígida con umbral de percolación muy bajo (Pc < 0.05 vol.%)."; "New hybrid materials from the grafting of polystyrene on the surface of nitrogen doped carbon nanotube were synthesized. These chemically modified nanotubes were further used in the fabrication of polymer based nanocomposites. In these works, we studied the impact of the polymer grafted nanotubes on the electrical and mechanical properties of a polystyrene (PS) and a poly (butadiene-co-styrene) (PSBS) matrices. The grafted nanotubes have a better dispersion in a PS matrix as compared to the as received ones. Nevertheless, this kind of functionalization does not lower the percolation threshold since the grafted polymer layer electrically isolates the nanotubes each others. On the other hand, the mechanical reinforcement (PS matrix) increases when the nanotubes are polymer grafted. Furthermore, a stronger mechanical reinforcement is observed for large strain deformation. Concerning the nano-structured PSBS matrix, we observed a stronger mechanical reinforcement as compared to the PS matrix. The PS grafted nanotubes permit to connect the PS nano-domains of the matrix and consequently forms a percolating rigid network with a very low threshold (PC<0.05 vol.%)."

Las superóxido dismutasas de Candida glabrata participan en la respuesta a estrés oxidante y se requieren para la biosíntesis de lisina, la integridad del ADN y la supervivencia en fase estacionaria

Las superóxido dismutasas de Candida glabrata participan en la respuesta a estrés oxidante y se requieren para la biosíntesis de lisina, la integridad del ADN y la supervivencia en fase estacionaria; The superoxide dismutases of Candida glabrata protect against oxidative damage and are required for lysine biosynthesis, DNA integrity and chronological life survival "El hongo patógeno oportunista Candida glabrata tiene una respuesta al estrés oxidante bien definida. C. glabrata es extremadamente resistente a estrés oxidante e inclusive sobrevive dentro de las células fagociticas. Para entender la respuesta a estrés oxidante en C. glabrata, caracterizamos las superóxido dismutasas (SODs): la Cu/Zn-SOD (Sod1) y la MnSOD (Sod2). Las SODs catalizan la dismutación de superóxido en peróxido de hidrógeno y oxígeno. Encontramos que principalmente Sod1 contribuye al total de la actividad de SOD en esta levadura y se localiza en el citoplasma. En cambio, Sod2 es una proteína mitocondrial. Ambas SODs juegan un papel central en la respuesta a estrés oxidante, Sod1 es más importante durante el crecimiento fermentativo y Sod2 durante la respiración y el crecimiento en fuentes de carbono no fermentables. Es interesante notar que la cepa de C. glabrata carente de ambos genes Sod1 y Sod2 muestra auxotrofia a lisina, tiene alta tasa de mutación espontanea y una vida cronológica reducida. En consecuencia nuestro estudio revela que las SODs juegan un papel importante en el metabolismo, biosíntesis de lisina, protección al ADN y la vida cronológica de C. glabrata."; "The opportunistic fungal pathogen Candida glabrata has a well-defined oxidative stress response, and it is extremely resistant to oxidative stress. C. glabrata can survive and replicate inside phagocytic cells. In order to further our understanding of the oxidative stress response in C. glabrata, we characterized the superoxide dismutases (SODs) Cu/Zn-SOD (Sod1) and MnSOD (Sod2). SODs catalyze the dismutation of superoxide into hydrogen peroxide and oxygen. We show that Sod1 is the major contributor of the total SOD activity and is present in the cytoplasm, whereas Sod2 is a mitochondrial protein. Both SODs play a central role in the oxidative stress response. Sod1 plays a central role during fermentative growth and Sod2 is important during respiration and growth in non-fermentable carbon sources. Interestingly, C. glabrata cell lacking both SODs showed auxotrophy for lysine, a high rate of spontaneous mutation and a reduced chronological lifespan. Thus, our study reveals that SODs in C. glabrata play a central role in metabolism, lysine biosynthesis, DNA protection and chronological lifespan."

Candida glabrata contiene una variante más larga del gen de apareamiento Cgalfa2 en el locus MTL3, el cual puede formar homodímeros

Candida glabrata contiene una variante más larga del gen de apareamiento Cgalfa2 en el locus MTL3, el cual puede formar homodímeros Tesis (Doctorado en Ciencias en Biología Molecular); "El hongo patógeno Candida glabrata es un organismo haploide y asexual. C. glabrata contiene genes ortólogos que controlan el apareamiento y la identidad del tipo celular en otros hongos, los cuales codifican factores de transcripción localizados en el locus MAT en Saccharomyces cerevisiae o MTL en otros hongos. C. glabrata contiene tres copias del locus CgMTL pero solamente CgMTL1 expresa correctamente la información codificada en éste. CgMLT1 puede contener el gen Cga1 (información a), o los genes Cgalfa1 y Cgalfa2 (información alfa). CgMTL2 contiene una copia idéntica del gen Cga1. CgMTL3 contiene una copia idéntica del gen Cgalfa1 pero una variante más larga del gen Cgalfa2 que nosotros llamamos Cgalfa3. En S. cerevisiae las células diploides que expresan información Sca y Scalfa, forman un heterodímero entre las proteínas Sca1 y Scalfa2, el cual reprime genes que son específicos de haploidía y algunos genes involucrados en la respuesta a estrés. En este trabajo contruimos cepas de C. glabrata que expresan de manera simultánea los genes Cga1 y Cgalfa2 ó bien Cga1 y Cgalfa3. No encontramos ningún fenotipo característico cuando cultivamos las cepas que expresan simultáneamente Cga1-Cgalfa2 ó Cga1-Cgalfa3 en una variedad de condiciones de estrés y diferentes fuentes nutricionales. Sin embargo, detectamos una interacción entre Cga1 y Cgalfa2 mediante Complementación Bimolecular por Fluorescencia (BiFC) y CoIP (Co-inmunoprecipitación), además también observamos que la proteína Cgalfa3 puede formar homodímeros. En cambio, la proteína Cgalfa2 no forma heterodímeros eficientemente."; "The fungal pathogen Candida glabrata is a haploid asexual yeast. C. glabrata contains orthologues of the genes that control mating and cell type identity in other fungi, which encode putative transcription factors localized in the MAT locus in Saccharomyces cerevisiae or MTL in other fungi. C. glabrata contains three copies of the CgMTL locus but only CgMTL1 correctly expresses the information encoded in it. CgMTL1 can encode the Cga1 gene (a information), or the Cgalpha1 and Cgalpha2 genes (alpha information). CgMTL2 contains an identical copy of the Cga1 gene. CgMTL3 contains an identical copy of the Cgalpha1 gene but a longer variant of the Cgalpha2 gene we termed Cgalpha3. In S. cerevisiae diploid cells that express a and alpha information, Sca1 and Scalpha2 proteins form a heterodimer, which represses genes expressed only in haploid cells and some genes involved in response to stress. We constructed C. glabrata strains that simultaneously express Cga1 and Cgalpha2 or Cga1 and Cgalpha3 genes. We did not find any phenotype in these strains when grown under a large variety of stress and nutritional conditions. However, we could detect an interaction between Cga1 and Cgalpha2 and the formation of Cgalpha3 homodimer by Bimolecular Fluorescent Complementation and Co-IP. However, Cgalpha2 does not form heterodimers efficiently."