Fisiologia e formação de partículas lipídicas durante o crescimento da levedura Yarrowia lipolytica IMUFRJ 50682.

A levedura Yarrowia lipolytica tem sido muito investigada, especialmente por ser um microrganismo oleaginoso, ou seja, capaz de acumular grandes quantidades de lipídios, o que ocorre majoritariamente em organelas denominadas partículas lipídicas. Estes lipídios apresentam várias potenciais aplicações biotecnológicas, como por exemplo na produção de óleo microbiano (single cell oil) e na produção de biodiesel. Durante este projeto de mestrado, objetivou-se estudar a fisiologia de duas linhagens da levedura Y. lipolytica, sendo uma tradicionalmente estudada pela comunidade científica internacional (linhagem w29) e outra isolada da Baía da Guanabara, no Rio de Janeiro (linhagem IMUFRJ 50682). Foram realizados cultivos em frascos agitados tipo Erlenmeyer com defletores tampados com algodão (volume total 500 mL, volume de meio 100 mL, 28 oC e 200 rotações por minuto), durante os quais foi possível: 1) escolher um meio de cultivo de composição totalmente definida, com tiamina como único fator de crescimento, adequado a estudos de fisiologia quantitativa com esta levedura; 2) verificar que Y. lipolytica não é capaz de crescer com sacarose ou xilose como única fonte de carbono; 3) verificar que Y. lipolytica cresce com velocidade específica de crescimento máxima (Máx) de 0,49 h-1 num meio complexo contendo glicose, extrato de levedura e peptona (meio YPD), 0,31 h-1 em meio definido com glicose como única fonte de carbono e 0,35 h-1 no mesmo meio, mas com glicerol como única fonte de carbono, sem excreção de metabólitos para o meio de cultivo; 4) verificar que ocorreu limitação por oxigênio nos cultivos em frasco agitado, sendo este o motivo pelo qual as células deixaram de crescer exponencialmente; 5) verificar que o uso de ureia, em vez de sulfato de amônio, como fonte de nitrogênio, contribui para uma variação menor do pH durante os cultivos, sem prejuízo ao crescimento da levedura; 6) observar que, ao se restringir a oferta de nitrogênio à levedura (aumento da relação C/N inicial no meio de 12,6 para 126), as células têm sua morfologia alterada e apresentam maior quantidade de partículas lipídicas; 7) determinar uma composição elementar para a biomassa de Y. lipolytica (CH1,98O0,58N0,13), em que os átomos de carbono encontram-se em média mais reduzidos do que na biomassa de leveduras como Saccharomyces cerevisiae e Dekkera bruxellensis. Foram também realizados cultivos em biorreator em batelada (1 L de volume útil, 28 oC, aerobiose plena e pH controlado em 5,0), durante os quais foi possível: a) estabelecer um protocolo de cultivo para Y. lipolytica em biorreator (que envolvem agitação mecânica, aeração e uso de anti-espumante, entre outras diferenças em relação aos cultivos em frasco); b) confirmar os valores dos principais parâmetros fisiológicos apresentados por esta levedura, anteriormente obtidos a partir de cultivos em frasco; c) confirmar que o fator de conversão de substrato a células (Yx/s) é maior para cultivos realizados com glicerol como fonte única de carbono (0,53 g/g para a linhagem IMUFRJ 50682), do que com glicose (0,48 g/g para a mesma linhagem). Finalmente, cultivos realizados em quimiostato com glicerol como fonte de carbono e energia, limitados por amônio (fonte de nitrogênio, relação C/N 126), às vazões específicas de 0,25 h-1 e 0,15 h-1, permitiram observar que o número de partículas lipídicas por célula de Y. lipolytica permaneceu em torno de 2 em ambas as situações e houve uma diminuição no teor de nitrogênio nas células quando a velocidade específica de crescimento diminuiu de 0,25 para 0,15 h-1.

Efeito da adição de fibras de cana-de-açúcar pré-tratadas na produção de metano advinda da biodigestão anaeróbia de gorduras do leite

A digestão anaeróbia é uma alternativa para o tratamento de resíduos com altas concentrações de matéria orgânica. Por meio dos processos anaeróbios é possível a produção de biogás, fonte de energia renovável e ambientalmente amigável. Elevadas concentrações de lipídios, todavia, apesar de representarem elevado potencial metanogênico, interferem negativamente nos sistemas de tratamento, podendo inibir a atividade microbiana e, consequentemente, a produção de metano. O presente projeto avaliou o efeito da adição de bagaço de cana-de-açúcar no processo de biodigestão anaeróbia de elevadas concentrações de gorduras advindas de efluentes de laticínio. Para tanto foi utilizado bagaço de cana-de-açúcar in natura e pré-tratadas pelos seguintes métodos: organossolve, hidrotérmico, explosão à vapor e ácido diluído. O uso desse material lignocelulósico teve o objetivo de controlar a inibição causada pelos produtos da hidrólise dos lipídios por meio de sua adsorção e, consequentemente, diminuição das concentrações de tais compostos no meio. Outra hipótese era que o bagaço de cana-de-açúcar pudessem agir como co-substrato no processo de biodigestão anaeróbia. Inicialmente realizaram-se ensaios de biodegradabilidade anaeróbia com concentrações crescentes de gordura, que resultaram em relação entre substrato e microrganismo 0,06, 0,1, 0,2, 0,4 e 0,6 g DQO/gSTV. O ensaio com concentração em que foi verificada a inibição severa (0,4 gDQO/gSTV) do processo foi repetido com adição das fibras tratadas e não tratadas. Aos dados de produção acumulada de metano ajustou-se modelo de Gompertz, e parâmetros cinéticos foram inferidos. O bagaço de cana-de-açúcar mostrou potencial como adsorvente de gordura, pois as produções metanogênicas foram superiores à condição inibida sem adição desse material. A adição de fibras pré-tratadas por método organossolve resultou nas maiores produções de metano.

Del hospital al balneario: arquitecturas para tratar y prevenir las enfermedades [PPT]

Presentación realizada para VIII Trobades del Seminari d’Estudis sobre la Ciència: L’oci, el turisme, i la salut en als municipis valencians, San Vicente del Raspeig, 26-27 mayo 2011.

Nosocomios higienistas: el caso Florence Nightingale

Los impresionantes cambios surgidos tras el inicio de la Revolución Industrial ayudaron a que de manera reiterada se buscaran soluciones a los diferentes problemas que se sucedían, uno tras de otro, como resultado del hacinamiento y las modificaciones sociopolíticas y económicas. Los avances en el campo de la ciencia, y en particular en las ciencias de la salud, fueron innumerables, estableciéndose en la sociedad una preocupación marcada por solucionar los problemas de las clases más desfavorecidas. En el campo de la sanidad, progresivamente se fueron dejando atrás posturas ancladas en los modelos basados en los «miasmas», para pasar a fundamentarse en el modelo microbiano de la mano de Pasteur y Lister. Estos descubrimientos fueron trasladados a la arquitectura progresivamente, dando paso a edificios que buscaban mantener unas condiciones higiénicas adecuadas que exiliaran las enfermedades del interior de los «paramentos de los hospitales». Ejemplo de esta lucha fue la llevada a cabo por la enfermera Florence Nightingale, que gracias a la observación y a sus conocimientos adquiridos tanto en el Instituto de Diaconisas de Kaiserswerth en Alemania como en la Maison de la Providence de las Hermanas de la Caridad de París, logró establecer una serie de pautas que aplicó al establecimiento que gestionó, el Hospital Scutari, durante la Guerra de Crimea.

Del hospital al balneario: arquitecturas para tratar y prevenir las enfermedades

En el presente artículo se estudian las relaciones existentes en materia de hospitales entre la disciplina de la arquitectura y la ciencia de la medicina en el periodo de las eras Moderna y Contemporánea (1450-1950), es decir: las influencias entre ambas a través de sus respectivos avances y descubrimientos; particularizado para Occidente y para las tierras valencianas. El recorrido jalona los tipos arquitectónicos hospitalarios cruciforme, radial, pabellonario y colonia, y los coloca en correspondencia paralela a las teorías médicas hipocrática y galénica, la miasmática, la taxonomía y la nosología, para finalizar con las teorías del higienismo (sanitary movement) y la teoría microbiana de las enfermedades con los cambios que esta última introduce, junto a otros de índole técnica. Esto supone un cierto distanciamiento entre arquitectura y medicina a partir del siglo XX. Con la revolución industrial el tiempo era dinero; con la revolución sanitaria el tiempo sería vida. A ello se añaden las relaciones entre las curas por hidroterapia, talasoterapia y climatoterapia con los balnearios termales y los marinos. Se asiste a la doble evolución: del enfrentamiento a la enfermedad como un acto de cura de agudos y la arquitectura vinculada entendida como una máquina para curar (los hospitales), al planteamiento de la salud como un acto de tratamiento de crónicos y prevención, entendiendo la arquitectura vinculada como residencias o lugares de residencia y/o ocio (los balnearios). Las obras y proyectos arquitectónicos más sobresalientes que ilustran el discurso son: el antiguo hospital general de Valencia (s. XVI), el hospital civil de Oliver en Alcoy (s. XIX), el antiguo hospital provincial de Alicante (s. XX), el balneario de Busot (ss. XIX-XX), el sanitarium de Babel (s. XIX) y el conjunto de balnearios marítimos que existían por toda la costa valenciana (desde Torrevieja hasta Benicásim) y que han desaparecido en su totalidad tras la II guerra mundial. Se efectúa un recorrido histórico por los tipos de hospitales, que se plantean como arquitecturas para curar las enfermedades, hasta la aparición de los balnearios, planteados como arquitecturas para prevenirlas.

Evaluación del trabajo colaborativo en Iniciación a la Investigación en Biología

Tras el trabajo previo de diseño de la asignatura Iniciación a la Investigación en Biología, el equipo multidisciplinar de profesores y profesoras de la Red Docente INVES ha desarrollado una metodología propia de trabajo en equipo, no sólo entre el diferente profesorado que la compone, sino también con el profesorado de la asignatura Estadística, con la que se comparten objetivos de aprendizaje comunes. Se ha optimizado el sistema de evaluación del trabajo colaborativo del alumnado, mediante el uso de rubricas y auto-evaluación. Dicho trabajo consiste en el diseño y desarrollo de un proyecto de investigación bibliométrico de temática biológica realizado por los estudiantes, propiciando la adquisición de competencias transversales mediante una dinámica de trabajo en grupo que culmina en la edición de unas Jornadas Científicas. Por otra parte, se han consensuado criterios comunes de evaluación continua, mejorando en la eficiencia de la evaluación, y determinado un incremento de la capacidad de aprendizaje del alumnado a lo largo de los cursos 2010-11 al 2013-14. La oferta formativa se completa mediante la formación de un grupo de Alto Rendimiento Académico con docencia en lengua inglesa. Esto permite al alumnado implementar el objetivo general de compresión de lengua extranjera inglés en lo relativo al ámbito científico.

Seguimiento de la implantación del Grado en Biología. Estrategias para la coordinación docente

Durante el curso académico 2013-2014 ha tenido lugar la implantación del último curso del Grado en Biología. Esto permite hacer un análisis completo de la implantación del título así como un estudio sobre el diseño y desarrollo del Trabajo de fin de Grado y la adaptación del Programa de Prácticas externas. Estrategias de trabajo a través de las comisiones de semestre, comisión de garantía de calidad del Centro, reuniones con el alumnado, grupos de acción tutorial, etc. han permitido detectar anomalías y reforzar aspectos positivos para el correcto funcionamiento del título. Cabe resaltar la alta participación del alumnado en la asignatura optativa de prácticas externas, así como un número elevado de alumnos/as matriculados en las optativas de cuarto curso vinculadas al Itinerario 2: Biotecnología y Biosanitaria. En cuanto a los Trabajos de Fin de Grado en curso, destaca el elevado número de trabajos experimentales, seguidos de los bibliográficos y en menor medida, los vinculados a empresas/instituciones.

Reflexiones tras la implantación del Grado en Biología en la UA

Con el curso académico 2013-2014 finaliza la implantación de los títulos de Grado en la Universidad de Alicante, y con ello se abre un período de análisis de este proceso que será la antesala de la evaluación y la acreditación de títulos. Los actuales títulos de Grado se diseñaron en un escenario socio-cultural-económico muy diferente al que se ha tenido durante el proceso de implantación. Los recortes en la financiación han sido el principal desencadenante de una dinámica en la que tanto aquellos involucrados en la gestión como los encargados de las tareas docentes han tenido que asumir la impartición de materias en grupos numerosos, con falta de recursos y una interpretación cuanto menos ambigua del concepto “evaluación continua”. Asimismo, los recortes en los programas de becas han tenido efectos tanto en el número y tipo de matrículas como en la participación del alumnado en programas de movilidad. Este trabajo pretende ser un resumen del análisis de resultados relativos a la implantación del Grado en Biología en la Universidad de Alicante para su posterior uso en el diseño de estrategias de mejora para la docencia en este título.

Evaluación del Grado de Biología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante

Una vez implantado el Grado de Biología, es el momento de hacer una revisión profunda de los resultados obtenidos, con el fin de comprobar si éstos son adecuados para garantizar la continuidad de la impartición del mismo. Esta comunicación se presenta como resultado del trabajo que se está realizando en el seno de la Comisión del Grado en Biología, que es el grupo encargado de realizar la autoevaluación de dicho grado. La revisión se centra en comprobar la adquisición de competencias por parte de los estudiantes, en los recursos humanos y materiales que soportan el desarrollo del título y en el análisis de la evolución de los resultados del mismo. Todo ello en tres ámbitos principales: la Gestión del Título, los Recursos de los que se dispone y por último los Resultados obtenidos. Toda esta información será de gran ayuda para poder detectar las fortalezas y debilidades del grado, y de este modo poder reforzar aquellos puntos que se revelen más débiles.

Avances en el trabajo colaborativo en Iniciación a la Investigación en Biología

Un equipo multidisciplinar de profesores y profesoras que componen la Red Docente INVES e imparten docencia en la asignatura Iniciación a la Investigación en Biología, ha desarrollado una metodología propia de trabajo en equipo, en coordinación con el profesorado de la asignatura Estadística, con la que se comparten objetivos de aprendizaje comunes. El sistema de evaluación del trabajo colaborativo del alumnado se ha optimizado mediante el uso de rúbricas y auto-evaluación. Se ha propiciado la adquisición de competencias transversales mediante una dinámica de trabajo en grupo. El diseño y desarrollo de un proyecto de investigación bibliométrico, de temática biológica, es realizado por los y las estudiantes, y culmina con la edición de unas Jornadas Científicas. Con el fin de mejorar la eficiencia de la evaluación, se han consensuado criterios comunes de evaluación continua entre el profesorado. Ello ha determinado un incremento de la capacidad de aprendizaje del alumnado a lo largo de los cursos 2010-11 al 2013-14. La lectura y compresión de textos científicos en inglés junto a la formación de un grupo de Alto Rendimiento Académico con docencia en lengua inglesa completa la oferta formativa, permitiendo al alumnado implementar el objetivo general de compresión de lengua extranjera inglés en lo relativo al ámbito científico.

From community approaches to single-cell genomics: the discovery of ubiquitous hyperhalophilic Bacteroidetes generalists

The microbiota of multi-pond solar salterns around the world has been analyzed using a variety of culture-dependent and molecular techniques. However, studies addressing the dynamic nature of these systems are very scarce. Here we have characterized the temporal variation during 1 year of the microbiota of five ponds with increasing salinity (from 18% to >40%), by means of CARD-FISH and DGGE. Microbial community structure was statistically correlated with several environmental parameters, including ionic composition and meteorological factors, indicating that the microbial community was dynamic as specific phylotypes appeared only at certain times of the year. In addition to total salinity, microbial composition was strongly influenced by temperature and specific ionic composition. Remarkably, DGGE analyses unveiled the presence of most phylotypes previously detected in hypersaline systems using metagenomics and other molecular techniques, such as the very abundant Haloquadratum and Salinibacter representatives or the recently described low GC Actinobacteria and Nanohaloarchaeota. In addition, an uncultured group of Bacteroidetes was present along the whole range of salinity. Database searches indicated a previously unrecognized widespread distribution of this phylotype. Single-cell genome analysis of five members of this group suggested a set of metabolic characteristics that could provide competitive advantages in hypersaline environments, such as polymer degradation capabilities, the presence of retinal-binding light-activated proton pumps and arsenate reduction potential. In addition, the fairly high metagenomic fragment recruitment obtained for these single cells in both the intermediate and hypersaline ponds further confirm the DGGE data and point to the generalist lifestyle of this new Bacteroidetes group.

Selection of the N-Acylhomoserine Lactone-Degrading Bacterium Alteromonas stellipolaris PQQ-42 and of Its Potential for Biocontrol in Aquaculture

The production of virulence factors by many pathogenic microorganisms depends on the intercellular communication system called quorum sensing, which involves the production and release of signal molecules known as autoinducers. Based on this, new-therapeutic strategies have emerged for the treatment of a variety of infections, such as the enzymatic degradation of signaling molecules, known as quorum quenching (QQ). In this study, we present the screening of QQ activity amongst 450 strains isolated from a bivalve hatchery in Granada (Spain), and the selection of the strain PQQ-42, which degrades a wide range of N-acylhomoserine lactones (AHLs). The selected strain, identified as Alteromonas stellipolaris, degraded the accumulation of AHLs and reduced the production of protease and chitinase and swimming motility of a Vibrio species in co-cultivation experiments in vitro. In the bio-control experiment, strain PQQ-42 significantly reduced the pathogenicity of Vibrio mediterranei VibC-Oc-097 upon the coral Oculina patagonica showing a lower degree of tissue damage (29.25 ± 14.63%) in its presence, compared to when the coral was infected with V. mediterranei VibC-Oc-097 alone (77.53 ± 13.22%). Our results suggest that this AHL-degrading bacterium may have biotechnological applications in aquaculture.

Armas biológicas

Abordamos el presente trabajo con el objetivo de realizar una revisión bibliográfica que nos permita elaborar un análisis del empleo de armas biológicas tanto en el pasado, es decir, una documentación de la utilización de éstas a lo largo de la historia, quiénes las utilizaban y el porqué de su utilización, dividido en varios periodos; como en el presente, si se siguen empleando en la actualidad, con especial mención de los protocolos que existen en cuanto a su regulación normativa a día de hoy, como es el protocolo de Ginebra, así como las medidas que hay que llevar a cabo si se detecta un caso por infección microbiana. Por último, especificar los diferentes agentes infecciosos que más se utilizan como armas biológicas, de qué manera afectan a los seres vivos, concretamente a los seres humanos, sus consecuencias y su clasificación según su impacto.

La Reacreditación en el Grado de Biología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante

Implantación de los nuevos Grados, como sustitución de las Licenciaturas en los estudios universitarios, lleva consigo un proceso de Reacreditación, consistente en la revisión de una serie de parámetros de calidad, a realizar una vez terminada su implantación. Este proceso se ha desarrollado en tres ámbitos principales: la Gestión del Título, los Recursos de los que se dispone y, por último, los Resultados, y tiene como fin principal evaluar si los resultados obtenidos son adecuados para garantizar la continuidad de la impartición del Grado. El equipo de trabajo que ha llevado a cabo la revisión y ha puesto en marcha los procesos de mejora en el Grado de Biología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante ha sido la Comisión de Título. La revisión que dicha Comisión ha realizado se ha centrado en evaluar la adquisición de competencias por parte de los estudiantes, en los recursos humanos y materiales que soportan el desarrollo del título, y en el análisis de la evolución de los resultados del mismo. Toda la información generada en este grupo de trabajo, ha sido volcada a la aplicación “AstUA” con la que se gestionan los programas de calidad de toda la Universidad de Alicante.

Caracterización de moléculas de rizobacterias y de leguminosas con alto impacto productivo y tecnológico en la provincia de Córdoba

La provincia de Córdoba cuenta con alto desarrollo agrícola a base de cereales y leguminosas, como por ejemplo el maní. Pero este cultivo con los años ha trasladado su zona de siembra original y se ha extendido hacia otras áreas de mayor riesgo ambiental a raíz de la implantación de la soja. Diversas son las consecuencias de estas dos acciones y que se extienden desde lo agroecológico hasta lo científico-técnico. Este previo estado del arte y las referencias bibliográficas que apuntan a la necesitad de aumentar el valor agregado de los cultivos, nos ha llevado a formular una hipótesis de trabajo y es que las plantas de maní y soja así como las rizobacterias que se asocian con ellas, son productoras de diversas moléculas con potencial uso biológico en la productividad del cultivo y en aplicaciones tecnológicas, biológicas e industriales. Sumado a lo anterior y a las ideas gubernamentales de la necesidad de obtener conocimiento y capitalizarlo como riqueza, y la imperiosa urgencia de responder a demandas regionales, se presenta este proyecto cuyo objetivo general apunta a estudiar la producción de diversas moléculas de rizobacterias y leguminosas con el fin de mejorar la productividad de los cultivos y desarrollar nuevas aplicaciones tecnológicas en la provincia de Córdoba. Para cumplir dentro de los dos años de trabajo solicitados con lo expuesto anteriormente, la investigación será dividida en objetivos específicos y que consisten en investigar la producción de moléculas de raíces de maní y soja, analizar la respuesta microbiana a las rizodeposiciones de ambas leguminosas y evaluar el posible papel biológico y aplicación tecnológica de moléculas de ambos tipos de organismos. Nuestro grupo es de caracter multidisciplinar y ahondará en la diversidad molecular producida por raíces de maní y soja en direfentes días y la respuesta de las rizobacterias que se asocian ellas utilizando técnicas químicas (HPLC, GC, GC-masa) y herramientas microbiológicas y bioquímicas clásicas. Con fines de aplicación tecnológica se determinará la posible acción antioxidante de los extractos vegetales sobre sistemas modelos de ensayo así como la búsqueda de enzimas y hormonas microbianas aplicables en otros campos de la ciencia. De esta forma se pretende atender algunas demandas de diferentes sectores del centro sur de Córdoba y del país pero fundamentalmente posibilitar nuevas aplicaciones de las leguminosas y de las rizobacterias además de permitir la formación académicas de alumnos de grado y posgrado de la UNRC.