Prevalence of SOS-mediated control of integron integrase expression as an adaptive trait of chromosomal and mobile integrons

BACKGROUND Integrons are found in hundreds of environmental bacterial species, but are mainly known as the agents responsible for the capture and spread of antibiotic-resistance determinants between Gram-negative pathogens. The SOS response is a regulatory network under control of the repressor protein LexA targeted at addressing DNA damage, thus promoting genetic variation in times of stress. We recently reported a direct link between the SOS response and the expression of integron integrases in Vibrio cholerae and a plasmid-borne class 1 mobile integron. SOS regulation enhances cassette swapping and capture in stressful conditions, while freezing the integron in steady environments. We conducted a systematic study of available integron integrase promoter sequences to analyze the extent of this relationship across the Bacteria domain. RESULTS Our results showed that LexA controls the expression of a large fraction of integron integrases by binding to Escherichia coli-like LexA binding sites. In addition, the results provide experimental validation of LexA control of the integrase gene for another Vibrio chromosomal integron and for a multiresistance plasmid harboring two integrons. There was a significant correlation between lack of LexA control and predicted inactivation of integrase genes, even though experimental evidence also indicates that LexA regulation may be lost to enhance expression of integron cassettes. CONCLUSIONS Ancestral-state reconstruction on an integron integrase phylogeny led us to conclude that the ancestral integron was already regulated by LexA. The data also indicated that SOS regulation has been actively preserved in mobile integrons and large chromosomal integrons, suggesting that unregulated integrase activity is selected against. Nonetheless, additional adaptations have probably arisen to cope with unregulated integrase activity. Identifying them may be fundamental in deciphering the uneven distribution of integrons in the Bacteria domain.

Planificación y supervisión de flotas de robots autónomos en tareas agrícolas

El control seguro y efectivo de las malas hierbas según los principios establecidos por la Agricultura de Precisión requiere una tecnología específica, avanzada y de coste asumible dentro de los márgenes de beneficio. El uso de plataformas móviles autónomas tanto terrestres como aéreas equipadas con sistemas de percepción innovadores, sistemas inteligentes de toma de decisión y herramientas que permitan la aplicación precisa de los tratamientos herbicidas, reduce el coste asociado a la operación así como los potenciales daños ambientales y el riesgo para los agricultores. Varios son los grupos internacionales de investigación dedicados al desarrollo de tecnologías basadas en sistemas robóticos capaces de optimizar las operaciones complejas implicadas en este tipo de tratamientos de precisión. El desarrollo de sistemas autónomos de ayuda al tratamiento preciso, tanto de cultivos extensivos (malas hierbas) como de leñosos, es el objetivo principal del proyecto RHEA (Robot Fleets for Highly Effective Agriculture and Forestry Management), financiado por el 7º Programa Marco de la CE y dirigido a minimizar los insumos (agroquímicos, combustible, etc.) a la vez que garantizar la calidad y seguridad del producto así como cubrir totalmente el campo independientemente del tamaño que éste tenga. RHEA propone utilizar una flota de robots pequeños/medianos tanto aéreos como terrestres para la inspección/monitorización y posterior aplicación de fitosanitarios, lo que presenta múltiples ventajas frente al tratamiento basado en la habitual máquina de mayores dimensiones y más tradicional. Entre otras, una flota de robots de tamaño pequeño/mediano reduce el impacto sobre la compactación del suelo e interactúa de un modo más seguro con los operarios, ya que la detección e interacción se puede distribuir en varios sistemas de detección y gestión de fallos como los propuestos en la presente tesis. El trabajo de investigación presentado en esta tesis se ha desarrollado dentro de este proyecto europeo y está relacionado con el diseño, desarrollo y evaluación del nivel más alto de la arquitectura RHEA, en otras palabras, con los tres aspectos fundamentales para conseguir que los robots de la flota ejecuten el trabajo eficientemente y sin intervención humana, es decir, con la planificación, la supervisión y la gestión completa e integrada de las tareas de inspección y tratamiento...