Improvements in Fermentative Hydrogen Production through Physiological Manipulation and Metabolic Engineering

La production biologique d'hydrogène (H2) représente une technologie possible pour la production à grande échelle durable de H2 nécessaire pour l'économie future de l'hydrogène. Cependant, l'obstacle majeur à l'élaboration d'un processus pratique a été la faiblesse des rendements qui sont obtenus, généralement autour de 25%, bien en sous des rendements pouvant être atteints pour la production de biocarburants à partir d'autres processus. L'objectif de cette thèse était de tenter d'améliorer la production d'H2 par la manipulation physiologique et le génie métabolique. Une hypothèse qui a été étudiée était que la production d'H2 pourrait être améliorée et rendue plus économique en utilisant un procédé de fermentation microaérobie sombre car cela pourrait fournir la puissance supplémentaire nécessaire pour une conversion plus complète du substrat et donc une production plus grande d'H2 sans l'aide de l'énergie lumineuse. Les concentrations optimales d’O2 pour la production de H2 microaérobie ont été examinées ainsi que l'impact des sources de carbone et d'azote sur le processus. La recherche présentée ici a démontré la capacité de Rhodobacter capsulatus JP91 hup- (un mutant déficient d’absorption-hydrogénase) de produire de l'H2 sous condition microaérobie sombre avec une limitation dans des quantités d’O2 et d'azote fixé. D'autres travaux devraient être entrepris pour augmenter les rendements d'H2 en utilisant cette technologie. De plus, un processus de photofermentation a été créé pour améliorer le rendement d’H2 à partir du glucose à l'aide de R. capsulatus JP91 hup- soit en mode non renouvelé (batch) et / ou en conditions de culture en continu. Certains défis techniques ont été surmontés en mettant en place des conditions adéquates de fonctionnement pour un rendement accru d'H2. Un rendement maximal de 3,3 mols de H2/ mol de glucose a été trouvé pour les cultures en batch tandis que pour les cultures en continu, il était de 10,3 mols H2/ mol de glucose, beaucoup plus élevé que celui rapporté antérieurement et proche de la valeur maximale théorique de 12 mols H2/ mol de glucose. Dans les cultures en batch l'efficacité maximale de conversion d’énergie lumineuse était de 0,7% alors qu'elle était de 1,34% dans les cultures en continu avec un rendement de conversion maximum de la valeur de chauffage du glucose de 91,14%. Diverses autres approches pour l'augmentation des rendements des processus de photofermentation sont proposées. Les résultats globaux indiquent qu'un processus photofermentatif efficace de production d'H2 à partir du glucose en une seule étape avec des cultures en continu dans des photobioréacteurs pourrait être développé ce qui serait un processus beaucoup plus prometteur que les processus en deux étapes ou avec les co-cultures étudiés antérieurément. En outre, l'expression hétérologue d’hydrogenase a été utilisée comme une stratégie d'ingénierie métabolique afin d'améliorer la production d'H2 par fermentation. La capacité d'exprimer une hydrogénase d'une espèce avec des gènes de maturation d'une autre espèce a été examinée. Une stratégie a démontré que la protéine HydA orpheline de R. rubrum est fonctionnelle et active lorsque co-exprimée chez Escherichia coli avec HydE, HydF et HydG provenant d'organisme différent. La co-expression des gènes [FeFe]-hydrogénase structurels et de maturation dans des micro-organismes qui n'ont pas une [FeFe]-hydrogénase indigène peut entraîner le succès dans l'assemblage et la biosynthèse d'hydrogénase active. Toutefois, d'autres facteurs peuvent être nécessaires pour obtenir des rendements considérablement augmentés en protéines ainsi que l'activité spécifique des hydrogénases recombinantes. Une autre stratégie a consisté à surexprimer une [FeFe]-hydrogénase très active dans une souche hôte de E. coli. L'expression d'une hydrogénase qui peut interagir directement avec le NADPH est souhaitable car cela, plutôt que de la ferrédoxine réduite, est naturellement produit par le métabolisme. Toutefois, la maturation de ce type d'hydrogénase chez E. coli n'a pas été rapportée auparavant. L'opéron hnd (hndA, B, C, D) de Desulfovibrio fructosovorans code pour une [FeFe]-hydrogénase NADP-dépendante, a été exprimé dans différentes souches d’E. coli avec les gènes de maturation hydE, hydF et hydG de Clostridium acetobutylicum. L'activité de l'hydrogénase a été détectée in vitro, donc une NADP-dépendante [FeFe]-hydrogénase multimérique active a été exprimée avec succès chez E. coli pour la première fois. Les recherches futures pourraient conduire à l'expression de cette enzyme chez les souches de E. coli qui produisent plus de NADPH, ouvrant la voie à une augmentation des rendements d'hydrogène via la voie des pentoses phosphates.

Extensive characterization of Campylobacter jejuni chicken isolates to uncover genes involved in the ability to compete for gut colonization

Background: Campylobacter jejuni is responsible for human foodborne enteritis. This bacterium is a remarkable colonizer of the chicken gut, with some strains outcompeting others for colonization. To better understand this phenomenon, the objective of this study was to extensively characterize the phenotypic performance of C. jejuni chicken strains and associate their gut colonizing ability with specific genes. Results: C. jejuni isolates (n = 45) previously analyzed for the presence of chicken colonization associated genes were further characterized for phenotypic properties influencing colonization: autoagglutination and chemotaxis as well as adhesion to and invasion of primary chicken caecal cells. This allowed strains to be ranked according to their in vitro performance. After their in vitro capacity to outcompete was demonstrated in vivo, strains were then typed by comparative genomic fingerprinting (CGF). In vitro phenotypical properties displayed a linear variability among the tested strains. Strains possessing higher scores for phenotypical properties were able to outcompete others during chicken colonization trials. When the gene content of strains was compared, some were associated with different phenotypical scores and thus with different outcompeting capacities. Use of CGF profiles showed an extensive genetic variability among the studied strains and suggested that the outcompeting capacity is not predictable by CGF profile. Conclusion: This study revealed a wide array of phenotypes present in C. jejuni strains, even though they were all recovered from chicken caecum. Each strain was classified according to its in vitro competitive potential and its capacity to compete for chicken gut colonization was associated with specific genes. This study also exposed the disparity existing between genetic typing and phenotypical behavior of C. jejuni strains.

Metabolic disorders in the transition period indicate that the dairy cows' ability to adapt is overstressed

Metabolic disorders are a key problem in the transition period of dairy cows and often appear before the onset of further health problems. They mainly derive from difficulties the animals have in adapting to changes and disturbances occurring both outside and inside the organisms and due to varying gaps between nutrient supply and demand. Adaptation is a functional and target-oriented process involving the whole organism and thus cannot be narrowed down to single factors. Most problems which challenge the organisms can be solved in a number of different ways. To understand the mechanisms of adaptation, the interconnectedness of variables and the nutrient flow within a metabolic network need to be considered. Metabolic disorders indicate an overstressed ability to balance input, partitioning and output variables. Dairy cows will more easily succeed in adapting and in avoiding dysfunctional processes in the transition period when the gap between nutrient and energy demands and their supply is restricted. Dairy farms vary widely in relation to the living conditions of the animals. The complexity of nutritional and metabolic processes Animals 2015, 5 979 and their large variations on various scales contradict any attempts to predict the outcome of animals’ adaptation in a farm specific situation. Any attempts to reduce the prevalence of metabolic disorders and associated production diseases should rely on continuous and comprehensive monitoring with appropriate indicators on the farm level. Furthermore, low levels of disorders and diseases should be seen as a further significant goal which carries weight in addition to productivity goals. In the long run, low disease levels can only be expected when farmers realize that they can gain a competitive advantage over competitors with higher levels of disease.

Measure of the ability to rotate mental images

Resumen tomado de la publicaci??n

The design of optimal education policies when individuals differ in inherited wealth and ability

In this paper I consider the role of education poli-cies in redistribution of income when individuals differ in two aspects: ability and inherited wealth. I discuss the extent to which the rules that emerge in unidimensional settings apply also in the bidimen-sional setting considered in this paper. The main conclusion is that, subject to some qualifi cations, the same type of rules that determine optimal education policies when only ability heterogeneity is considered apply to the case where both parameters of heterogeneity are considered. The qualifi cations pertain to the implementation of the optimal alloca-tion of resources to education and not the way the optimal allocations fi rst- and second-best differ.

Learning diaries to foster learner autonomy in mixed-ability groups. 'Los diarios de aprendizaje como herramientas para facilitar la autonomía en grupos de diferente capacidad'.

Resumen basado en el de la publicación. Resumen en español

Dealing with primary mixed ability groups : o qué hacer en clase. 'Tratando con grupos de habilidad mixtos de primaria'.

Un grupo de profesoras implicadas en experiencias de implantación del Inglés en el ciclo medio de Educación Primaria recoge en este documeto sus experiencias, reflexiones y materiales elaborados durante el proceso. La introducción aporta una serie de observaciones sobre las características del alumnado, la contextualización del Inglés como tercera lengua, los objetivos generales del área en esta etapa, el papel del profesorado y del alumnado y la organización del aula de inglés. Se incluyen una serie de actividades y materiales para cada uno de los cursos de 2õ y 3õ ciclo, asi como pautas para su utilización. Los contenidos de cada uno de los cursos se organizan en torno a una serie de temas (topics) seleccionados de acuerdo con la edad e intereses del alumnado.

Authentic materials for a mixed-ability class.

Método para la enseñanza de la lengua y cultura inglesas, destinado a los alumnos de primer curso de bachillerato LOGSE. Se desarrolla en trece unidades didácticas y cinco unidades creativas. Comprende : Libro de texto para el alumno, libro del profesor, cinta de vídeo y cinta de audio. Uno de los objetivos del método es poner a los alumnos en contacto directo con la lengua y cultura inglesas a través de los materiales llamados -auténticos- : textos periodísticos, publicitarios, literarios, cinematográficos ; también con estos materiales seleccionados se trabajan los temas transversales : educación ambiental, educación para la salud, educación sexual, educación para la paz, educación para la igualdad de oportunidades y educación del consumidor. El libro del profesor propone para cada unidad las orientaciones y sugerencias didácticas y metodológicas que ayudan al desarrollo de los temas transversales en el aula.

The verbal reasoning test workbook : umbeatable practice for verbal ability, English usage and interpretation and judgement tests.

Cada vez se utilizan mas las pruebas psicométricas, como parte del procedimiento de selección laboral. Casi todas las baterías de pruebas psicométricas incluyen un subtest de razonamiento verbal o una serie de preguntas. Este manual está pensado para quienes se enfrentan a una prueba de razonamiento verbal en el nivel intermedio y que carecen de cualquier práctica o confianza en sus destrezas. Ayuda a preparar estas pruebas con setecientas preguntas prácticas, una prueba de larga duración de simulación de práctica real, una explicación detallada de las respuestas y la interpretación de los resultados.

Evaluation of satisfaction in an extracurricular enrichment program for high-intellectual ability participants

Resumen tomado de la publicaci??n

The inner-relationship among lipreading ability, auditory speech perception ability, hearing loss, and language level in hearing impaired children

This paper reviews a study done to determine the correlation between lipreading, auditory speech perception, language abilities, and hearing loss levels in hearing impaired children.

Predicting the ability to lip-read in children who have a hearing loss

This study aims to discover if a variety of factors related to a child's education and audiologic history predict a child's ability to lip-read.

Factors related to oral communication ability in profoundly deaf children

This study examines which factors might be related to the successful development of good oral communication skills in hearing-impaired students at a school for the deaf.

A comparison of scores of deaf and hearing children on the Hiskey Test of learning ability and on performance scales

This paper discusses the Hiskey Test of learning ability and its use on hearing impaired and normal hearing children.

The effect of pre-implant puretone thresholds on post-implant speech perception ability in children

This paper studies the effect of residual hearing on post-implant speech perception in children with cochlear implants. The effect of pre-implant auditory experience and the effect of neuronal survival in the implanted ear were investigated.