Avances y Desafíos para la producción industrial de Macrocystis y su transformación en biocombustibles

En esta conferencia se presenta los avances sobre las técnicas de producción a gran escala del alga parda Macrocystis pyrifera. Se aborda el manejo de la especie en laboratorio para la obtención de algas mediante reproducción sexual y su traslado al medio costero en el Sur de Chile para la obtención de biomasa. Se presenta los procedimientos de obtención de bioetanol a partir de la fermentación azúcares solubles como de los polisacáridos de pared mediante la acción de bacterias transformadas que faciltan el proceso. Por otro lado se presentan datos sobre la ecofisología y fisologái del carbono d esta especie y el uso de compustos bio-activos de interés en la industria alimentaria .

A bacterial acetyltransferase targets the protein kinase ZIP1, a positive regulator of plant immunity

Pseudomonas syringae is a model bacterial pathogen that penetrates the leaf to reach the plant apoplast, where it replicates causing disease. In order to do that, the pathogen must interfere and suppress a two-tiered plant defense response: PTI (PAMP-Triggered Immunity, or basal resistance) and ETI (Effector-Triggered Immunity). P. syringae uses a type III secretion system to directly deliver effector proteins inside the plant cell cytosol, many of which are known to suppress PTI, some of which are known to trigger ETI, and a handful of which are known to suppress ETI. Bacterial infection can also trigger a systemic plant defense response that protects the plant against additional pathogen attacks known as SAR (Systemic Acquired Resistance). We are particularly interested in the molecular and cellular mechanisms involved in effector-mediated defense evasion by P. syringae, in particular those involved in the suppression of ETI and SAR, and/or mediation of hormone signaling. Here we present data describing effector-mediated interference with plant immunity, by means of acetylation of a key positive regulator of local and systemic responses. Our work identifies a novel plant target for effector function, and characterizes its function. This work illustrates how analyzing the means by which a given effector interferes with its target can provide novel information regarding eukaryotic molecular mechanisms.

PAMP-triggered immunity against Pseudomonas syringae involves microRNA-mediated regulation of several uncharacterized R genes

Two main types of noncoding small RNA molecules have been found in plants: microRNAs (miRNAs) and small interfering RNAs (siRNAs). They differ in their biogenesis and mode of action, but share similar sizes (20-24 nt). Their precursors are processed by Dicer-Like RNase III (dcl) proteins present in Arabidopsis thaliana, and in their mature form can act as negative regulators of gene expression, being involved in a vast array of plant processes, including plant development, genomic integrity or response to stress. Small-RNA mediated regulation can occurs at transcriptional level (TGS) or at post-transcriptional level (PTGS). In recent years, the role of gene silencing in the regulation of expression of genes related to plant defence responses against bacterial pathogens is becoming clearer. Comparisons carried out in our lab between the expression profiles of different mutants affected in gene silencing, and plants challenged with Pseudomonas syringae pathovar tomato DC3000, led us to identify a set of uncharacterized R genes, belonging to the TIR-NBS-LRR gene family, differentially expressed in these conditions. Through the use of bioinformatics tools, we found a miRNA* of 22 nt putatively responsible for down-regulating expression of these R genes through the generation of siRNAs. We have also found that the corresponding pri-miRNA is down-regulated after PAMP-perception in a SA-dependent manner. We also demonstrate that plants with altered levels of miRNA* (knockdown lines or overexpression lines) exhibit altered PTI-associated phenotypes, suggesting a role for this miRNA* in this defence response against bacteria. In addition we identify one of the target genes as a negative regulator of defence response against Pseudomonas syringae.

The transition from health to sickness via the chloroplast

Microbe associated molecular pattern (MAMP) receptors in plants recognize MAMPs and activate basal defences; however a complete understanding of the molecular and physiological mechanisms conferring immunity remains elusive. Pathogens suppress active defence in plants through the combined action of effector proteins. This talk presents results showing the chloroplast as a key component of early immune responses. MAMP perception triggers the rapid, large-scale suppression of nuclear encoded chloroplast-targeted genes (NECGs). Virulent Pseudomonas syringae effectors reprogramme NECG expression in Arabidopsis, target the chloroplast and inhibit photosynthetic CO2 assimilation through disruption of photosystem II. This activity prevents a chloroplastic reactive oxygen burst. These physiological changes precede bacterial multiplication and coincide with pathogen-induced abscisic acid (ABA) accumulation. MAMP pretreatment protects chloroplasts from effector manipulation, whereas application of ABA or the inhibitor of photosynthetic electron transport, DCMU, abolishes the MAMP-induced chloroplastic reactive oxygen burst, and enhances growth of a P. syringae hrpA mutant that fails to secrete effectors.

Análisis de la maquinaria molecular implicada en multicelularidad en Bacillus cereus

Bacillus cereus es una bacteria Gram-positiva usualmente implicada en brotes de intoxicaciones alimentarias así como en numerosas infecciones en pacientes hospitalizados que pueden ser mortales. Estos procesos infecciosos e intoxicaciones están directa o indirectamente relacionados con el ensamblaje de un biofilm que sirve de reservorio de células o protege ante condiciones adversas, las defensas del hospedador o la quimioterapia. Son numerosos los estudios sobre los genes implicados en la formación de biofilm en diversas especies, bajo condiciones de cultivo y tiempos no estandarizados, y bajo el supuesto de que unos genes de una especie se comportan de la misma forma en otras. En este trabajo analizamos en detalle y de forma comparativa el transcriptoma de las células planctónicas y las de biofilm a diferentes tiempos bajo condiciones estándar. Nuestros resultados desvelan un gran número de genes implicados en biofilm, muchos de ellos de función desconocida, y dan luz sobre este grupo de loci del genoma de Bacillus cereus, que además suelen estar bien conservados en Gram-positivos. En este trabajo nos centraremos en el grupo de los metabolitos secundarios y las toxinas, un sector del metabolismo clave en la interacción de Bacillus cereus con otras bacterias y sus hospedadores

Caracterización funcional de las proteínas TasA y TapA en la formación de fibras de tipo amiloide en Bacillus subtilis

Las proteínas amiloides son un grupo heterogéneo de proteínas diferentes en secuencia aminoacídica, pero similares en su estructura cuaternaria: fibras enriquecidas en láminas beta, con gran estabilidad, resistencia y capacidad de unión de colorantes específicos, como el rojo congo o la thioflavina T. Estas proteínas han estado tradicionalmente asociadas a patologías neurodegenerativas en humanos como el Alzheimer o el Parkinson. Sin embargo, los miembros dentro de esta familia están ampliamente distribuidas en la naturaleza, desde bacterias hasta humanos, e intervienen en un amplio rango de funciones biológicas, motivo por el que se han denominado “amiloides funcionales”. En bacterias, los amiloides funcionales son responsables de participar en funciones muy diversas como la interacción célula-célula, con superficies abióticas, y formación de biofilms. En Bacillus subtilis, la proteína amiloide TasA es el componente proteico mayoritario de la matriz extracelular del biofilm de este microorganismo y el principal elemento que constituye las fibras amiloides, mientras que la proteína auxiliar TapA, presente en mucha menor proporción, actúa favoreciendo el ensamblaje de las mismas. Estas actúan como un andamiaje proteico donde se disponen el resto de componentes de la matriz extracelular, lo que confiere a esta estructura una mayor estabilidad y, por consiguiente, proporcionan una mayor robustez al biofilm. En este este trabajo se pretende llevar a cabo el análisis de regiones o dominios tanto de TasA como de TapA importantes para la amiloidogénesis, así como para la funcionalidad de ambas proteínas. Para ello, el estudio se ha enfocado desde un punto de vista multidisciplinar, combinando pruebas clásicas de caracterización de amiloides con técnicas de biología molecular y diversas pruebas biofísicas. Los resultados obtenidos hasta la fecha han demostrado la existencia de pequeñas secuencias, dentro de las proteínas TasA o TapA con capacidad para polimerizar en la forma de fibras, lo que muestra su importancia en el proceso de fibrilación y en la funcionalidad de ambas proteínas. En el caso de la proteína TapA, las regiones analizadas ponen de manifiesto la importancia de su extremo amino-terminal tanto en la funcionalidad de la proteína como en su interacción con TasA.