Catálogo de publicaciones

Los polihidroxialcanoatos (PHAs) constituyen una familia compleja de polímeros, que se acumulan en el citoplasma celular de una amplia variedad de microorganismos en forma de gránulos, como material de reserva. Estos polímeros pueden ser utilizados en la fabricación de plásticos que, a diferencia de los producidos por síntesis química son termoplásticos, biodegradables y pueden biosintetizarse a partir de recursos renovables. Bacillus megateríum acumula principalmente poli(3-hidroxibutirato), PHB, un homopolímero lineal de D(-)-3-hidroxibutirato. La estructura del gránulo, así como los mecanismos involucrados en su formación son poco conocidos. En este trabajo se obtuvo una colección de mutantes de Bacillus megaterium deficientes en la biosíntesis de PHA, con inactividad de la enzima PHA sintasa. A continuación, se estableció, un sistema de estudio de genes pha heterólogos en una bacteria que acumula el polímero en forma natural. Para ello se introdujo el gen que codifica para la enzima PHA sintasa de Alcaligenes eutrophus en las mutantes PHA negativas obtenidas, utilizando como vector de subclonado el plásmido “shuttle” pATl9. Por último y para contribuir al conocimiento sobre los roles de las proteínas asociadas al gránulo y sus interacciones en la formación del mismo, se aplicó este sistema de estudio al análisis de la interacción de la proteína de Mr 22 de B. megateríum, propuesta como un factor estructural de importancia en la formación de estas inclusiones, en B. megaterium, con gránulos sintetizados por la PHA sintasa de A. eutrophus. Los resultados obtenidos revelaron que esta proteína puede asociarse a los gránulos formados por la sintasa heteróloga.

Fil:Rubinstein, Clara Patricia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Los suelos afectados por la salinidad se encuentran ampliamente distribuidos a nivel mundial y Argentina es el tercer país que presenta suelos con problemas de halomorfismo. Adicionalmente la creciente expansión agrícola en áreas no tradicionales, desplazó a la ganadería hacia suelos restrictivos con problemas de salinidad y sodicidad. El agropiro alargado (Thinopyrum ponticum) es una de las especies forrajeras perennes con mayor adaptación a este tipo de ambientes, pero su productividad es afectada por el tipo de suelo halomórfico en el que crece. El objetivo de la presente tesis fue analizar fenotípica y genéticamente el crecimiento de genotipos y familias de medio hermanos (FMH) de agropiro alargado en condiciones halomórficas. Para esto se condujeron cuatro experimentos. El primero estudió la variabilidad genética de la población naturalizada a nivel morfológico y molecular; el segundo y tercer experimento estudiaron la respuesta al halomorfismo en hidroponia simulando distintos tipos de suelo (control, salino, sódico, salino-sódico) a nivel poblacional y a nivel de familias de medio hermanos, a través de variables morfológicas, fisiológicas y bioquímicas. El cuarto experimento estudió el comportamiento agronómico de las familias tolerantes a campo. Se estimó el Índice de tolerancia relativo de los genotipos y las familias (IT) a los estreses ambientales, se estimó la relación K+ /Na+ y se aplicó AMMI, para seleccionar los de mejor y peor comportamiento en halomorfismo. En todos los estudios se estimaron los componentes de varianza fenotípica y la heredabilidad en sentido amplio y en sentido estricto en los diferentes ambientes. Los resultados obtenidos en el primer experimento detectaron una importante variabilidad fenotípica y genética dentro de la población a nivel molecular y a nivel morfológico en caracteres de interés agronómico a campo. Los estudios de halomorfismo en hidroponía (experimentos 3 y 4) detectaron una respuesta diferencial de la población (genotipos) y de las familias a los ambientes impuestos, que permitió agruparlos en tolerantes y susceptibles. El ambiente salino-sódico fue el que mayor reducción del crecimiento produjo en los genotipos y en las FMH. La variabilidad fenotípica observada en la población expresó un elevado componente plástico heredable. Las familias mostraron un componente genético aditivo elevado aplicable para seleccionar por ambiente halomórfico. La producción de materia seca, el índice de tolerancia y la relación K+ /Na+ , fueron variables indicadoras de tolerancia aplicables como criterios de selección en programas de mejoramiento de la especie. Los resultados obtenidos en el último experimento a campo, detectaron un muy buen comportamiento agronómico, en producción de forraje y de semilla de las familias seleccionadas como tolerantes. En términos generales la presente tesis doctoral generó conocimientos y aportó germoplasma utilizable en futuros programas de selección y obtención de cultivares de agropiro alargado tolerantes al halomorfismo que resulten productivamente útiles en diferentes sistemas ganaderos de la Argentina.

Las especies forrajeras subtropicales, adaptadas a las distintas condiciones de las regiones NEA, NOA y Semiárida Central, son estratégicas para el desarrollo de la ganadería regional y nacional. Los programas de mejoramiento genéticos de estas especies son recientes y la disponibilidad de marcadores moleculares como los SSR, podría contribuir a una caracterización más exacta de la variabilidad genética disponible. En este contexto, se realizó la amplificación cruzada de SSR en Digitaria eriantha, Setaria sphacelata y Trichloris crinita. Los SSR desarrollados por transferencia fueron evaluados en diferentes materiales de cada una de las especies. Los análisis de agrupamiento se realizaron con UPGMA, basados en los coeficientes de similitud Dice (Digitaria y Setaria) y Jaccard (Trichloris) y las relaciones genéticas fueron visualizadas mediante dendogramas. En Digitaria eriantha, la transferencia fue 7% del total de los SSR evaluados, siendo los SSR diseñados en Digitaria exilis (36%), Cenchrus ciliaris (27%) y Panicum maximum (18%) los que mayor transferencia presentaron. El nivel de polimorfismo fue de 95%. Los individuos se clasificaron en cuatro grupos. El AMOVA mostró que la variabilidad genética fue de 61% entre las poblaciones (grupos) y el 39% dentro de las mismas. En Setaria sphacelata se transfirió un 40% de SSR desarrollados en Setaria italica, con un polimorfismo del 85%. Los cultivares se diferenciaron genéticamente y el material experimental “selección INTA” se separó del cv. Narok, del cual deriva. En Trichloris crinita la tasa de transferencia fue de un 7,3% de SSR diseñados en 9 especies Poáceas pertenecientes a diferentes subfamilias. Estos evidenciaron un 69% de polimorfismo. La clasificación molecular de los individuos fue coincidente con el sitio de colecta. Según el AMOVA, el 21% de la varianza molecular es explicada por la variabilidad entre las poblaciones, mientras que el 79% fue dentro de las mismas. Los resultados han permitido la transferencia de SSR diseñados en especies Poáceas de mayor importancia agronómica a Digitaria eriantha, Setaria sphacelata y Trichloris crinita. De este modo, se han podido obtener SSR informativos, lo que representa una herramienta novedosa disponible para su utilización en bancos de germoplasma y/o programas de mejoramiento para cada especie.

La Aplasia Medular o Anemia Aplásica adquirida (AA) es una insuficiencia medular global cuantitativa, caracterizada por una médula ósea hipo-celular, pancitopenia y riesgo de progresión a Síndromes Mielodisplásicos (SMD). El 80% de los casos de AA son de etiología idiopática, vinculados a un desorden autoinmune subyacente. Los principales mecanismos relacionados a la supresión hematopoyética en AA involucran un incremento de las citoquinas TNF-α e IFN-γ producidas por linfocitos T citotóxicos y T helper (Th) 1, y el consecuente aumento de la apoptosis. También se observa un desbalance entre los diferentes subsets de linfocitos T y la desregulación de otras citoquinas como IL-6 y TGF-β1. El objetivo fue estudiar polimorfismos asociados con la expresión diferencial de los genes TNF, IFNG, IL6 y TGFB1, y establecer su relación con susceptibilidad y/o características clínico-patológicas en pacientes con AA y SMD. Además, determinar los niveles de expresión de estas citoquinas y de los factores de transcripción Foxp3, T-bet, GATA-3 y RORγt en AA, a fin de caracterizar el desbalance entre los linfocitos T regulatorios (Treg), Th1, Th2 y Th17, respectivamente. Los resultados sugieren que los polimorfismos estudiados no estarían asociados con susceptibilidad a AA; mientras que, existiría una relación entre los polimorfismos de los genes TNF e IL6 y riesgo a SMD, en nuestra población. Las variantes polimórficas estudiadas estarían relacionadas con la severidad de las citopenias tanto en AA como en SMD, pudiendo actuar como modificadores genéticos de la enfermedad. Los hallazgos del análisis de expresión en AA muestran un incremento de TNF e IL6, y una disminución de TGBF1. La relación entre los factores de transcripción reflejaría una disminución en la diferenciación y/o función de células Treg favoreciendo un estado pro-inflamatorio, principalmente Th1 y Th2, lo cual podría contribuir con los mecanismos patogénicos relacionados a la falla medular en los pacientes con AA.

Fil:Ducrey Santopietro, Luis Marcelo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Fil:Castro, Olga Alejandra. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Debido a sus características particulares fenotípicas y taxonómicas, los rizobios tipo Oregon han atraído la atención de los rizobiólogos desde su aislamiento original por Eardly et al. (1985) en Oregon, USA. Estos rizobios son tolerantes a la acidez, tienen un rango de hospedadores amplio (nodulan varias leguminosas), son muy competitivos para la nodulación de alfalfa en suelos ácidos y son ineficientes para la fijación de nitrógeno en asociación con la alfalfa. Todos estos factores señalan a este grupo de rizobios como un potencial factor de riesgo en los suelos agrícolas en los que coexisten y compiten con E. meliloti, el simbionte eficiente de alfalfa. Nueva información sobre la genética y fisiología de las bacterias tipo Oregon es necesaria para desarrollar mejores estrategias y herramientas (moleculares) para su detección, para comprender de modo más acabado su ecología en suelos de cultivo, y para minimizar los impactos sobre la simbiosis eficiente entre alfalfa y E. meliloti. Objetivos Generales: Abordar estudios genómicos y caracterizar funcionalmente a los rizobios tipo Oregon, noduladores de alfalfa y otras leguminosas, tolerantes a la acidez e ineficientes en la fijación biológica de nitrógeno. Objetivos Específicos: - Obtener el genoma completo de la cepa Rhizobium sp. LPU83, como el representante mejor caracterizado de los rizobios tipo Oregon. - Realizar el análisis funcional in silico del nuevo genoma y evaluar, comparativamente, marcadores cromosomales y plasmídicos respecto de sus homólogos en otros rizobios con el fin de establecer relaciones funcionales y filogenéticas con otras rizobacterias. - Analizar la información contenida en plásmidos, y su transmisibilidad por vía conjugativa. - Determinar la estructura de los factores de nodulación de las rizobios tipo Oregon como determinantes de especificidad para la nodulación de alfalfa. Explorar las relaciones estructurales de los factores de nodulación con los de otros rizobios, especialmente los noduladores de Medicago spp. y Phaseolus vulgaris.

La subdivisión α- de la clase proteobacteria representa un grupo sumamente diverso y heterogéneo de bacterias con una gran variabilidad en sus características genómicas, biológicas y ecológicas. Dentro de esta subdivisión se encuentra el orden Rickettsiales que ha cobrado gran importancia durante los últimos años por agrupar a diversos patógenos emergentes que resultan relevantes para la salud pública y salud animal. Entre ellos, se destaca Anaplasma marginale, causante de la Anaplasmosis bovina enfermedad transmitida por garrapatas que tiene gran impacto sobre la actividad ganadera en nuestro país. Es importante concentrar esfuerzos en comprender mejor las preguntas: ¿Qué tienen en común y en qué difieren estos organismos en términos de información en el genoma y en su biología? ¿Podemos identificar y explicar las diferencias en sus capacidades de adaptación en términos del contenido génico y la conservación de la estructura y función de determinados mecanismos moleculares? Este trabajo se centra en aspectos inmunológicos, funcionales y evolutivos tomando como modelo a A. marginale y analizando comparativamente organismos relacionados del orden Rickettsiales en el contexto de la clase α-proteobacteria. La caracterización del conjunto de proteínas de membrana externa y de los sistemas de secreción representa un desafío importante por ser los principales blancos de interacción de las bacterias con las células hospedadoras y con las células del sistema inmune. Este estudio permitió la identificación de dos proteínas en A. marginale con capacidad antigénica que fueron capaces de estimular una respuesta inmune específica. Estudios futuros permitirán verificar experimentalmente la localización superficial, como también corroborar su potencialidad como antígenos protectivos en nuevas formulaciones de vacunas racionales. La caracterización del sistema de secreción de proteínas “Twin Arginine translocación pathway (Tat)” aporta nueva información acerca de la funcionalidad del sistema en dos patógenos de gran relevancia: A. marginale y B. abortus. A pesar de que sistema Tat en A. marginale presentan una organización genómica fragmentada, se pudo demostrar la conservación de su funcionalidad en este organismo. Esta organización se opone a la estructura clásica en operon bajo una única secuencia regulatoria característica de la mayoría de los sistemas proteicos multi-componentes. Asimismo, en A. marginale la diferencia de los niveles de abundancia de ARNm de cada uno de los genes correlaciona con los niveles de proteínas descriptos para complejos funcionales, sugiriendo la existencia de una adaptación a mecanismos de regulación alternativos gen-específicos. Las bacterias intracelulares estrictas tendrían un uso limitado del sistema Tat, mientras que organismos de vida libre y bacterias del suelo presentarían un uso moderado a alto. Sin embargo, tanto en A. marginale como en B. abortus el sistema Tat podría estar involucrado en procesos relevantes de adaptación y patogénesis. Los procariotas coordinan la transcripción de genes involucrados en complejos metabólicos o de proteínas mediante la organización de operones. En la actualidad,existen diferentes hipótesis acerca de las fuerzas que rigen estos procesos de organización, tanto para determinar su origen como los mecanismos de mantenimiento de este tipo de estructura. A partir de la fragmentación del operon tat y la adaptación a mecanismos de regulación gen-específicos, como así también de otros casos descriptos recientemente en la literatura, surgió la hipótesis de la existencia de un proceso generalizado de fragmentación de operones en organismos asociados a ambientes intracelulares con genomas reducidos en tamaño. En tal sentido, fue posible comprobar que en las α-proteobacterias de genomas pequeños tanto el número como el largo de los operones era menor en comparación con bacterias de genomas también pequeños pero pertenecientes a otros grupos. Este comportamiento observado en las α-proteobacterias sería compatible con un proceso generalizado de fragmentación. Estos resultados se explicarían teniendo en cuenta que los procesos de reducción genómica se describieron como procesos evolutivos independientes en los diferentes linajes. Del análisis de las diferentes propiedades de los genes presentes en operones en diversos grupos filogenéticos se pudo detectar tanto resultados que reflejan diversidad como patrones consistentes y conservados. La mayor frecuencia de fragmentación supone el incremento de regiones de regulación gen-específicas en genomas de tamaño reducido, y/o en genes bajo escasa presión de selección, como se observa para los genes menos persistentes, de baja expresión y no-esenciales. La aparición de mecanismos de control gen-específico versus un control concertado en operón estaría fuertemente influenciado por los procesos de mutación, selección y deriva. Dada la diversidad de la clase y la complejidad de procesos que afectan y determinan la organización de los cromosomas, el conocimiento acerca de los mismos ayudará a conocer los procesos celulares, moleculares que subyacen a la diversidad. Aspiramos a que los estudios realizados en la tesis aporten al conocimiento general de los organismos del orden Rickettsiales para avanzar en la caracterización de un grupo de bacterias que requiere más atención y estudio como patógenos emergentes de amplia distribución.

La subdivisión α- de la clase proteobacteria representa un grupo sumamente diverso y heterogéneo de bacterias con una gran variabilidad en sus características genómicas, biológicas y ecológicas. Dentro de esta subdivisión se encuentra el orden Rickettsiales que ha cobrado gran importancia durante los últimos años por agrupar a diversos patógenos emergentes que resultan relevantes para la salud pública y salud animal. Entre ellos, se destaca Anaplasma marginale, causante de la Anaplasmosis bovina enfermedad transmitida por garrapatas que tiene gran impacto sobre la actividad ganadera en nuestro país. Es importante concentrar esfuerzos en comprender mejor las preguntas: ¿Qué tienen en común y en qué difieren estos organismos en términos de información en el genoma y en su biología? ¿Podemos identificar y explicar las diferencias en sus capacidades de adaptación en términos del contenido génico y la conservación de la estructura y función de determinados mecanismos moleculares? Este trabajo se centra en aspectos inmunológicos, funcionales y evolutivos tomando como modelo a A. marginale y analizando comparativamente organismos relacionados del orden Rickettsiales en el contexto de la clase α-proteobacteria. La caracterización del conjunto de proteínas de membrana externa y de los sistemas de secreción representa un desafío importante por ser los principales blancos de interacción de las bacterias con las células hospedadoras y con las células del sistema inmune. Este estudio permitió la identificación de dos proteínas en A. marginale con capacidad antigénica que fueron capaces de estimular una respuesta inmune específica. Estudios futuros permitirán verificar experimentalmente la localización superficial, como también corroborar su potencialidad como antígenos protectivos en nuevas formulaciones de vacunas racionales. La caracterización del sistema de secreción de proteínas “Twin Arginine translocación pathway (Tat)” aporta nueva información acerca de la funcionalidad del sistema en dos patógenos de gran relevancia: A. marginale y B. abortus. A pesar de que sistema Tat en A. marginale presentan una organización genómica fragmentada, se pudo demostrar la conservación de su funcionalidad en este organismo. Esta organización se opone a la estructura clásica en operon bajo una única secuencia regulatoria característica de la mayoría de los sistemas proteicos multi-componentes. Asimismo, en A. marginale la diferencia de los niveles de abundancia de ARNm de cada uno de los genes correlaciona con los niveles de proteínas descriptos para complejos funcionales, sugiriendo la existencia de una adaptación a mecanismos de regulación alternativos gen-específicos. Las bacterias intracelulares estrictas tendrían un uso limitado del sistema Tat, mientras que organismos de vida libre y bacterias del suelo presentarían un uso moderado a alto. Sin embargo, tanto en A. marginale como en B. abortus el sistema Tat podría estar involucrado en procesos relevantes de adaptación y patogénesis. Los procariotas coordinan la transcripción de genes involucrados en complejos metabólicos o de proteínas mediante la organización de operones. En la actualidad,existen diferentes hipótesis acerca de las fuerzas que rigen estos procesos de organización, tanto para determinar su origen como los mecanismos de mantenimiento de este tipo de estructura. A partir de la fragmentación del operon tat y la adaptación a mecanismos de regulación gen-específicos, como así también de otros casos descriptos recientemente en la literatura, surgió la hipótesis de la existencia de un proceso generalizado de fragmentación de operones en organismos asociados a ambientes intracelulares con genomas reducidos en tamaño. En tal sentido, fue posible comprobar que en las α-proteobacterias de genomas pequeños tanto el número como el largo de los operones era menor en comparación con bacterias de genomas también pequeños pero pertenecientes a otros grupos. Este comportamiento observado en las α-proteobacterias sería compatible con un proceso generalizado de fragmentación. Estos resultados se explicarían teniendo en cuenta que los procesos de reducción genómica se describieron como procesos evolutivos independientes en los diferentes linajes. Del análisis de las diferentes propiedades de los genes presentes en operones en diversos grupos filogenéticos se pudo detectar tanto resultados que reflejan diversidad como patrones consistentes y conservados. La mayor frecuencia de fragmentación supone el incremento de regiones de regulación gen-específicas en genomas de tamaño reducido, y/o en genes bajo escasa presión de selección, como se observa para los genes menos persistentes, de baja expresión y no-esenciales. La aparición de mecanismos de control gen-específico versus un control concertado en operón estaría fuertemente influenciado por los procesos de mutación, selección y deriva. Dada la diversidad de la clase y la complejidad de procesos que afectan y determinan la organización de los cromosomas, el conocimiento acerca de los mismos ayudará a conocer los procesos celulares, moleculares que subyacen a la diversidad. Aspiramos a que los estudios realizados en la tesis aporten al conocimiento general de los organismos del orden Rickettsiales para avanzar en la caracterización de un grupo de bacterias que requiere más atención y estudio como patógenos emergentes de amplia distribución.