Microbial nanowires : an electrifying tale

Electromicrobiology has gained momentum in the last ten years with advances in microbial fuel cells and the discovery of microbial nanowires (MNWs). The list of MNWs producing microorganisms is growing and providing intriguing insights into the presence of such microorganisms in diverse environments and the potential roles MNWs can perform. This review discusses the MNWs produced by different microorganisms, including their structure, composition and role in electron transfer through MNWs. Two hypotheses, metallic-like conductivity and an electron hopping model, have been proposed for electron transfer and we present a current understanding of both these hypotheses. MNWs are not only poised to change the way we see microorganisms but may also impact the fields of bioenergy, biogeochemistry and bioremediation, hence their potential applications in these fields are highlighted here.

Vers une compréhension mécanistique de la biocatalyse des composés pharmaceutiques dans des matrices complexes par traitement fongique (Trametes hirsuta)

La présence des contaminants organiques dans l’environnement est une problématique aux enjeux aussi bien scientifiques que politiques. Le caractère diffus et continu (différentes et multiples sources) de cette contamination ne permet pas à ces molécules biologiquement actives d’être soumises à une législation. Ces molécules, pouvant être très récalcitrantes, ne sont pas systématiquement éliminées par les systèmes de traitement des eaux conventionnels. Actuellement, de nouveaux procédés biotechnologiques basés sur des enzymes extracellulaires (e.g. Laccase) ou des champignons lignivores permettent l’élimination des composés les plus récalcitrants. Notre compréhension des mécanismes impliqués dans cette élimination reste incomplète. En effet, la biosorption et l’activité des enzymes extracellulaire sont les mécanismes les plus souvent mis en avant pour expliquer l’efficacité des procédés d’élimination fongique, mais ne sont pas capables d’expliquer les performances obtenues pour certains composés pharmaceutiques. Ces lacunes dans nos connaissances sur les mécanismes responsables de l’élimination fongique des contaminants organiques sont un frein à la pleine exploitation de ces procédés de traitement. De plus, il est forcé d’admettre qu’un grand nombre de travaux portant sur l’élimination fongique de contaminants organiques ont été réalisés dans des conditions de hautes concentrations, qui peuvent être peu représentatives des matrices environnementales. Ainsi, les effets observés à plus forte concentration peuvent etre le résultat dû au stress de l’organisme au contact des contaminants (toxicités). Cette thèse adresse deux questions ; ainsi quelle est l’influence des concentrations traces sur de tels procédés ? Et comment expliquer l’élimination de certains contaminants organiques lors des traitements fongiques ? Afin d’apporter des éléments de réponse sur les mécanismes mis en jeux lors de l’élimination fongique, les travaux présentés ici ont été réalisés sur un modèle de champignon lignivore connu pour ses propriétés en bioremediation. Dans un premier temps, un développement analytique permettant la quantification d’une sélection de contaminants organiques à l’état de traces a été réalisé. Cette méthode a permis d’effectuer des analyses de ces molécules à partir d’un seul échantillon environnemental de faible biomasse et à partir d’une seule injection instrumentale. Les résultats de cette thèse démontrent que l’élimination fongique de contaminants organiques résulte de mécanismes plus complexes que précédemment décrits. Notamment, la dégradation est fortement dépendante d’une étape initiale d’internalisation du contaminant par l’organisme ciblé et de la dégradation intracellulaire. Les mécanismes impliqués peuvent ainsi donnés lieux à des réactions de conjugaison intracellulaire des molecules (glucuronide, glutathione). Les résultats démontrent également que ces procédés d’élimination fongique sont efficaces sur une large gamme de concentration en contaminants organiques. Cependant, les faibles concentrations modifient les propriétés physico-chimiques et biologiques de l’organisme testé (i.e. un changement de la morphologie et du profil de la production enzymatique). La réponse biologique n’étant pas directement proportionnelle a l’exposition en contaminant. Cette étude a permis d’accroitre notre compréhension des mécanismes impliqués dans la dégradation fongique de contaminants organiques. Ceci ouvre la voie à de nouvelles études portant sur les interactions entre processus intra — et extracellulaires. Cette thèse contribue également à l’amélioration des connaissances en offrant des outils de compréhension nécessaire à l’optimisation et au développement du potentiel de ces procédés biotechnologiques (ciblage et role des enzymes réeellement impliquées dans les réactions de biocatalyse).

Caracterización molecular por patrones electroforéticos de isoenzimas esterasas en Lemna aequinoctialis y Lemna valdiviana (lemnaceae) de Costa Rica (ING)

The Lemnaceae family lacks morphologic and anatomical characteristics with comparative aims and for that reason the molecular studies has been necessary a differentiation. In Costa Rica there are two species of Lemna: Lemna aequinoctialis and Lemna valdiviana. With the objective of a molecular characterization and differentiation of both species were extracted isoenzymes esterases. The study was carried out in the Molecular Genetics Laboratory of the School of Biological Sciences at Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica. The technical electrophoresis in gel of polyacrylamida SDS-PAGE was used. It was difference in the pattern of isoenzymes between both species. According to previous molecular studies based on morphology and anatomy, flavonoides, isoenzymes, and DNA sequences of certain genes both species are very different; in addition they belong to different monophyletics groups. On the other hand, the importance of this molecular characterization is its possible use in water treatment, because the esterases have had important in the bioremediation. Also, species of the Lemnaceae family are used in the water treatment like bioremediation.