Este blog está asociado a las páginas web de las asignaturas de Microbiología del Grado de Biotecnología y del Grado de Ciencias Ambientales de la UMH.





Inicialmente era usado para publicar los resúmenes divulgativos de los trabajos presentados en clase, pero ahora se va a usar la cuenta de twitter para eso. Así que este blog va a permanecer como un espacio para la reflexión sobre el funcionamiento de la asignatura.


También podrás encontrar diversas páginas y blogs relacionados con el mundo de la Microbiología. El material que se presenta en ellos puede ser utilizado en clase.


martes, 3 de julio de 2018

Reflexiones sobre el curso 2018



Estimados alumnos

Tal y como hice en el curso 2017 me gustaría compartir algunas de mis reflexiones sobre este curso.

Primeramente quiero agradecer a todos aquellos que han contestado la encuesta sobre la asignatura. Sólo ha respondido un 22,6% de vosotros (19 respuestas de 84 alumnos) y eso es un inconveniente, ya que con tan bajo nivel de participación es difícil sacar conclusiones.

De nuevo parece que las diferentes herramientas docentes y la organización de la asignatura os han parecido adecuadas (podéis verlo en la figura). El uso intensivo del Kahoot parece que os ha gustado bastante y algunos proponéis que se tenga en cuenta en la nota final. Debo deciros que eso no va a ser posible porque significaría manejar 30 documentos Excel adicionales, además de los 15 correspondientes a las preguntas sobre los trabajos de grupo. No tengo tiempo material para hacer eso.



Para el año que viene voy a intentar establecer lo que los anglosajones llaman una Journal Club Session en la que se darán una serie de pautas para elaborar el trabajo de grupo, el hilo de twitter y el proyecto Canvas. Además, voy a procurar que el Canvas tenga algo más de peso en la actividad de trabajo de grupo, ya que se nos pide que incluyamos en la docencia algo que estimule el emprendimiento. El grupo de trabajo podrá escoger entre realizar la actividad tal y como está ahora (20 minutos de exposición, dos oradores escogidos al azar), o exponer en 10 minutos el artículo y en otros 10 minutos el proyecto Canvas. En este caso el grupo podrá escoger al orador/oradores para la presentación.

En cuanto al examen de junio. Tengo una sensación agridulce (más bien "agri"). Aquí os dejo una comparación de los valores y los porcentajes obtenidos en 2017 y en 2018 (redondeados hacia arriba)

2017
21  notables:   27%
39  apaprobados:   51%
17  suspensos:   22%

2018
1   Sobresaliente:   2%
20   Notables:   33%
21  Aprobados:   34%
19   Suspensos:   31%


La buena noticia es que la nota media ha sido mejor (considerando Suspenso = 0, aprobado = 1, notable = 2 y sobresaliente = 3). En el 2017 fue de "1'05" y este año ha sido de "1,1". Un incremento del 4,6%.

La mala noticia es que el número total de aprobados ha disminuido un 9%, del 78% de 2017 al 69% de este año (o lo que es lo mismo, los suspensos se han incrementado un 9%).

¿Hay algún motivo para esos resultados? Pues sí. Y tiene que ver con el experimento del tema de desarrollo en el examen. 11 personas firmaron la cláusula de ser evaluados sobre "5" y que el tema no fuera obligatorio. De ellas solo han aprobado 3. Es decir, un 27,3% de éxito. En comparación, los que optaron por la evaluación normal con el tema de desarrollo obligatorio, fueron 50 personas de las que han aprobado 39, lo que indica una tasa de éxito del 78%, idéntica a la del año pasado. Es decir, el resultado de este experimento parece indicar que la disminución del número de aprobados se debe al fracaso obtenido en la evaluación al modo tradicional y que la forma de evaluar la asignatura con un tema de desarrollo obligatorio funciona. En el examen de septiembre volverá a aparecer dicha opción ya que tengo que mantener el mismo sistema que en junio, pero confío en que vuestra mente científica analice los datos y reflexione adecuadamente.

Vayamos con el aspecto que más quejas ha causado. La extensión del temario. Bueno, aquí lo que os puedo decir es que os pongo básicamente el mismo temario que yo tuve cuando cursé la asignatura en la carrera de Biología hace ya unos cuantos años. La diferencia fundamental es que los temas han sido actualizados. No os pido nada que yo no haya hecho antes. Para comprobar lo que digo basta que hagáis una visita a la biblioteca y echéis un vistazo al siguiente libro: Biotecnología básica de Ratledge y Kristiansen. Comprobaréis que mis clases solo han sido un resumen de lo que contiene ese libro. ¿Se puede dar menos temario? sí, claro, pero en mi opinión no estaríais bien formados. Además, tal y como dije en las reflexiones del 2017, si os dais cuenta la principal carga de la asignatura son las 8 horas de los temas obligatorios: un 26'7% de la asignatura tiene un valor del 45% de la nota del examen.

También hay alguna queja sobre el problema del examen, sobre todo porque fue muy difícil de resolver y da la sensación de que vale mucho (1 punto de los 10 puntos del examen). Vayamos por partes. En primer lugar el problema es difícil. Y en clase ya comenté el porqué en diversas ocasiones. También comenté que la razón de ello es que me permite ver si habéis integrado los extensos conocimientos que se imparten en la asignatura. Me permite ver cómo pensáis. Y de nuevo, todo aquel que ha puesto algo razonable en el problema ha sido valorado y puntuado. Lo que no he valorado es el haberlo dejado en blanco o el haber calculado mal un porcentaje (estáis en la universidad, hay fallos tan graves que no tienen un pase). En segundo lugar, ¿el problema vale mucho en la nota final? Pues en mi opinión NO. El problema vale 0,5 puntos de la nota final. Además, habéis resuelto otro problema (el de prácticas) que vale 0,25 puntos de la nota final. Es decir, los problemas en esta asignatura tienen un valor de 0,75 puntos sobre la nota final, mucho menos que lo que vale el simple hecho de asistir a todas las practicas de la asignatura (tiene un valor de 1 punto sobre la nota final).

Para finalizar, una cosa que me ha llamado la atención. Como sabéis, el pasado marzo realicé una encuesta recogiendo vuestra opinión sobre las prácticas de informática, una opinión que en ese momento fue bastante buena (se recogieron 37 respuestas). En esta última encuesta repetía la misma pregunta y me he encontrado con que vuestra opinión ha empeorado. De hecho aparece la opción "creo que deberían haber sido de otro modo" que antes ni siquiera aparecía. Si alguno de vosotros me puede dar alguna explicación del porqué del cambio de dicha tendencia se lo agradecería.



Así que os animo a que dejéis vuestros comentarios en esta entrada (puede hacerse de manera totalmente anónima) o, mejor aún, podéis rellenar las tres encuestas si no lo habéis hecho ya. Espero que de esa manera se pueda establecer un debate entre todos.

Encuesta sobre Metodología Docente de la asignatura
Encuesta sobre el proyecto SWI
Encuesta sobre el hilo de Twitter en el trabajo de grupo


Muchas gracias y felices vacaciones.


miércoles, 14 de marzo de 2018

Sobre las prácticas de informática (curso 2017/18)

Estimados alumnos

Hasta ahora este blog era usado para publicar los resúmenes divulgativos de los trabajos de grupo realizados por los alumnos de la asignatura de Microbiología Industrial. Sin embargo, el curso pasado utilicé este blog para publicar una reflexión sobre el funcionamiento de dicho curso. La experiencia resultó positiva, así que voy a repetirla pero con respecto a las prácticas de informática que realizamos la semana pasada.

Recordaréis que se publicó el enlace a una encuesta voluntaria y anónima. Paso a comentaros los resultados obtenidos hasta el momento (si no has participado, te animo a que lo hagas).

He recibido 36 respuestas de los 74 alumnos que asististeis a las prácticas, lo que significa un 47% de participación, porcentaje bastante similar a la participación de la encuesta del curso pasado. Desglosadas por grupo quedan repartidas de la siguiente forma: 13 respuestas del lunes (25 alumnos), 14 del martes (30 alumnos), 9 del miércoles (19 alumnos).



Como ya os dije durante la clase, se tuvieron en cuenta los comentarios y sugerencias realizados por vuestros compañeros del curso pasado para el diseño de la práctica realizada este año. Por la comparación entre los resultados de satisfacción parece claro que se ha mejorado bastante.



En cuanto a los comentarios recibidos, han sido un total de 24, la mayor parte de ellos coinciden en que las prácticas están bien en su forma actual. Aunque hay unos cuantos que también piden que sean más completas. Os agradezco todos ellos y solo puedo decir que algunas de las sugerencias serán tenidas en cuenta para el diseño de esta práctica para el curso futuro.

Un saludo

PD: Si quieres decir algo sobre este tema, u otro que afecte a la asignatura, se puede comentar anónimamente pero se ha activado la moderación de comentarios para evitar el spam.

lunes, 3 de julio de 2017

Reflexiones sobre el curso 2017




Estimados alumnos



Me gustaría compartir con vosotros algunas reflexiones sobre el curso que acabamos de concluir

Primeramente quiero agradecer a todos aquellos que han contestado la encuesta sobre la asignatura. Sólo ha respondido un 33% de vosotros y eso es un inconveniente para lo bueno y para lo malo, ya que con un bajo nivel de participación normalmente los que contestan son aquellos que, o bien les ha gustado mucho la asignatura, o bien les ha disgustado profundamente. Eso dificulta sacar conclusiones.

En líneas generales parece que las diferentes herramientas docentes y la organización de la asignatura os han parecido adecuadas. En el próximo curso tendré en cuenta algunos de los comentarios que se han realizado. Por ejemplo, la práctica del modelo Canvas se refinará, procuraré usar el Kahoot en las clases de teoría y seguramente simplificaré la tarea de evaluación del trabajo de grupo por parte de los alumnos.


Sin embargo hay una aspecto en el que casi todos los participantes han coincidido. Y se trata de la evaluación del tema de desarrollo del examen. Podría resumirse en la siguiente frase:

El tema obligatorio debería de desaparecer y el examen debería de cubrir todo el temario porque es injusto que aprobar el examen dependa de un sólo tema en el que no puedes cometer dos fallos.

Voy a intentar explicar otra vez porqué tengo este sistema de evaluar la asignatura. Sabéis que el examen vale la mitad de la nota final. La otra mitad está repartida entre los test, el trabajo de grupo y las prácticas. No sé si habéis caído en la cuenta que un punto de la nota final lo tenéis ganado simplemente por asistir a las prácticas.

Si no existiera el tema obligatorio entonces hubiera evaluado el examen de manera tradicional. Es decir, habría que sacar un 5 para aprobar el examen y solo entonces puntuaría para el cálculo final de la nota de la asignatura. Si hubiera aplicado esa norma, de los 77 presentados habrían aprobado 37 (un 48%) frente a los 60 que lo han hecho (un 78%).  

Además, vuelvo a insistir que no son “dos fallos”. Son “dos fallos graves” (si tenéis curiosidad por saber lo que considero grave solo tenéis que ir a este "momento" de twitter).

En segundo lugar. Los temas obligatorios son 8 y cada uno se imparte en 1 hora. La asignatura son 30 horas, luego esos 8 temas representan el 26,7% del temario de toda la asignatura.

En el examen, las preguntas Nº 2 (cerveza), Nº 3 (transferencia O2) y Nº 8 (poblaciones de una EDAR) eran parte de dichos temas obligatorios. Eso quiere decir que el valor total de las preguntas de los temas obligatorios equivalía a:  3+ (0,5 x 3) = 4,5 puntos del total del examen.

O en otras palabras. Un 26’7% del temario valía un 45% de la nota del examen final. Un 26’7 % que sabíais que iba a ser preguntado más allá de toda duda.

De hecho, de los 77 presentados, el tema solo ha sido suspendido por 6 personas. Otras 10 han sacado una nota entre 1,5 y 1,9 (solo uno de ellas ha aprobado). Las restantes 61 personas han sacado “2” o más en el tema (dos de ellas han suspendido).

Por resumir, los porcentajes de notas han sido los siguientes

21 notables: 27,4%
39 aprobados: 50,6%
17 suspensos: 22%

Algo mejor que el año anterior (21% notables, 47% aprobados) pero evidentemente cualquier actividad humana siempre puede mejorarse. Y confío en que vuestros comentarios me ayuden a ello. Podéis dejar los comentarios en esta entrada (puede hacerse de manera totalmente anónima) o, mejor aún, podéis rellenar la encuesta si no lo habéis hecho ya. Espero que de esa manera se pueda establecer un debate entre todos.

Muchas gracias y felices vacaciones.


PD: ¿Alguien me puede explicar qué es lo que ha pasado con la pregunta del champán? La había puesto pensando que era fácil (es un tema que está en materiales docentes) y muchos la habéis dejado en blanco o la habéis contestado de manera incorrecta (confundiendo el champán con el jerez)

viernes, 26 de mayo de 2017




LA CURA DEL ÉBOLA ESTÁ MÁS CERCA 







Un equipo de científicos ha diseñado una vacuna contra la famosa enfermedad del ébola, llegando a obtener la prácticamente completa protección en la gran mayoría de los macacos en los que se llevó a cabo el experimento.

Los resultados de este innovador y, sin duda con considerables perspectivas futuras ensayo , fueron publicados en la prestigiosa revista científica Science . Los investigadores que realizaron la publicación se  basaron, para la cura,  en el  cambio de algunas proteínas del virus de la estomatitis vesicular , previamente convertido en inofensivo,  por otras proteínas características del virus del ébola.


Con este cambio se consiguió que nuestro cuerpo sea capaz de desarrollar una respuesta inmune -es decir, una respuesta de nuestro sistema de defensa- al detectar las proteínas del ébola, sin que realmente el virus se encuentre en nuestro interior . De este modo, no habrá necesidad de que el verdadero virus penetre dentro de nosotros para que se pueda desarrollar un ataque contra él .


Consecuentemente , cuando se introducen únicamente las proteínas del virus, somos capaces de desarrollar los anticuerpos (proteínas del sistema inmunitario que reconocen al virus y que permiten su posterior eliminación) necesarios contra las mismas, anticuerpos que funcionaran también contra las proteínas del agente patógeno real. Así,  ante  una posterior exposición a la enfermedad  estos anticuerpos estarán preparados para reconocer y con la ayuda de todo el sistema destruir completamente al virus .


Además , cabe la pena mencionar la gran investigación que se está llevando a cabo para poder poner en marcha muchas mejoras de este proyecto que por lo que parece tiene un gran futuro. 

En resumen, esta nueva vacuna ayuda a nuestro cuerpo haciendo más fuerte el sistema inmune . Con unas defensas mucho más elevadas y que saben a lo que se enfrentan reducir esta mortal enfermedad no será una misión tan imposible como imaginábamos.



Para más información consúltese :


https://es.wikipedia.org/wiki/VSV-

EBOVhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20198110

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006295214006893

https://es.wikipedia.org/wiki/Anticuerpo



Artículo seleccionado : 
VSV-EBOV rapidly protects macaques against infection with the 2014/15 Ebola virus outbreak strain
Andrea Marzi,1 Shelly J. Robertson,1 Elaine Haddock,1 Friederike Feldmann,2 Patrick W. Hanley,2 Dana P. Scott,2 James E. Strong,3 Gary Kobinger,3 Sonja M. Best,1 Heinz Feldmann1*Publicado en: Science ,  14 Aug 2015 , Vol. 349

Pediocina recombinante en Lactococcus lactis: incremento de su producción mediante la fusión de un propéptido y la mejora de su potencia por coproducción con PedC.


Las bacteriocinas son unas toxinas proteicas sintetizadas por ribosomas de las bacterias del ácido láctico capaces de inhibir el crecimiento de bacterias similares o cepas cercanas. Se utilizan en los alimentos como conservantes biológicos y actualmente son candidatos a producir medicamentos. Como bioconservantes, pueden añadirse a los alimentos siguiendo tres estrategias diferentes: in situ, directamente en una forma purificada o semipurificada y, como producto a partir de la fermentación de una cepa productora de bacteriocinas. Un ejemplo de bacteriocina es pediocina PA-1.
El uso industrial de las bacteriocinas requiere procesos eficientes, pero la baja tasa de producción puede afectar la aplicación de bacteriocinas. Para paliar esto, se han diseñado dos posibles soluciones:
-La expresión heteróloga es una estrategia eficaz para mejorar los rendimientos de la producción de bacteriocina. Se uilizó Lactococcus lactis para producir bacteriocinas como la PA-1, y podría ser utilizada como huésped para la producción a gran escala. Además, debido a su estado estable y seguro, L. lactis es una bacteria interesante para la administración in vivo de bacteriocinas con fines probióticos o para alimentos fermentados.
-Mejorar la etapa de secreción y por lo tanto la productividad global, es reemplazar el péptido señal de tipo silvestre del recombinante por el péptido señal Usp45 (SPusp45), permitiendo así la secreción de la pediocina PA-1. El estudio de la producción de proteínas recombinantes en L. lactis mostró que la inserción del péptido LEISSTCDA (o propéptido SD) entre el péptido señal y la proteína recombinante NucB, permitió aumentar la producción de NucB.
La pediocina PA-1 es un modelo de bacteriocina de clase IIa (que son bacteriocinas producidas por las bacterias de ácido láctico), producido por diversas cepas de Pediococcus y Lactobacillus. Esta bacteriocina muestra actividad antibacteriana frente a un gran espectro de patógenos que producen infecciones alimentarias y bacterias Gram positivas capaces de producir el deterioro de los alimentos. Afectan  tanto a la permeabilidad de la membrana como al potencial. La pediocina PA-1 madura consiste en un péptido de 44 aminoácidos que contiene cuatro residuos de cisteínas enlazados en dos puentes disulfuro.
El objetivo de este proyecto fue investigar la eficiencia de una producción heteróloga (producción de proteínas recombinantes) de pediocina en Lactococus lactis a los niveles cuantitativos y cualitativos con un enfoque especial en la secreción de la proteína y la modificación post-traduccional.
Experimento
Para llevar a cabo el experimento, se diseñaron 3 plásmidos con el objetivo de producir tres pediocinas recombinantes diferentes. Estos plásmidos dirigían la secreción de las pediocina PA-1 recombinantes fusionadas, y que presentarían el péptido SD y LEISSTCDA en el N-terminal respectivamente. Los tres plásmidos fueron usados para transformar L. lactis. Las cepas resultantes fueron cultivadas con el objetivo de producir las pediocinas recombinantes.


Observando el producto de cada cepa, se llegó a la conclusión de que todas producían aproximadamente la misma cantidad de biomasa. La concentración de cada pediocina recombinante fue medida mediante el método ELISA.


Tras algunas determinaciones, se observó que la producción específica de pediocina por L. lactis es aproximadamente 20 veces más eficiente que la producción de pediocina del fenotipo silvestre.
Los resultados muestran así que los propéptidos (proteína inmadura) SD y LEISSTCDA permiten un aumento de 1,5 veces la producción de pediocinas recombinantes secretadas.
A continuación, se evaluó la actividad antibacteriana de los sobrenadantes mediante ensayo de difusión de pocillo de agar utilizando Carnobacterium maltaromaticum como cepa diana. Se obtuvieron áreas de inhibición a partir de los sobrenadantes de cultivo de las tres cepas L. lactis pero no se obtuvo inhibición con el cultivo sobrenatural de la cepa de control.

La potencia de las pediocinas recombinantes producidas en L. lactis se comparó con la pediocina de tipo silvestre producida por Pediococcus acidilactici. Sorprendentemente, la pediocina de tipo silvestre PA-1 producida a partir de P. acidilactici exhibió un valor 30 veces más activo que las pediocinas recombinantes.
Este resultado sugiere que la estructura de las pediocinas recombinantes es diferente de la pediocina de tipo silvestre. Aunque se describe que las bacteriocinas de clase IIa no están modificadas postraduccionalmente, todas exhiben al menos un enlace disulfuro. Se conoce que los enlaces disulfuro son importantes para la actividad antibacteriana de la pediocina PA-1. Por ello,  se planteó la hipótesis de que existen enzimas que podrían permitir la formación correcta de enlaces disulfuro en productores de bacterias PA-1 de pediocina de tipo silvestre. Los últimos estudios han demostrado que las tiol-disulfuro oxidorreductasas (TDOR) están implicadas en la maduración postraduccional de las bacteriocinas.
El análisis de secuencias de la pediocina PA-1 reveló que pedC codifica una supuesta proteína que es secretada. Por lo tanto, se puede plantear la hipótesis de que PedC es un TDOR y permite la formación de enlaces disulfuro nativos de la pediocina PA-1. Por lo tanto, se llevó a cabo un experimento de inhibición con cepas transformadas con PedC con el fin de comprobar si este propéptido mejoraba la producción de la pediocina.


La secuencia de codificación de pedC se clonó y el plásmido resultante se usó para transformar L. lactis. Paralelamente, la misma cepa receptora  se transformó, y la resultante se usó como control. Los ensayos de inhibición dieron lugar a halos de inhibición del crecimiento más amplios para la cepa transformada (A y C) con pedC que para la cepa control (B y D). Usando como cepa receptora Carnobacterium maltaromaticum y añadiendo al centro las cepas de L. lactis.


Estos resultados muestran que, incluso si se producen cantidades menores de pediocina recombinante, se obtiene una actividad más alta con la cepa coproduciendo la pediocina recombinante y PedC. Además, PedC permite aumentar la potencia antibacteriana de la pediocina recombinante en L. lactis.



Discusión de las diferentes hipótesis
Los propéptidos SD y LEISSTCDA no tuvieron ningún impacto significante en la actividad específica antibacteriana de la pediocina PA-1. Añadiendo residuos de aminoácidos al N-terminal de las bacteriocinas de clase IIa se pueden tener varios impactos en la potencia y en la ingeniería de péptidos. Esto implica que fusiones de péptidos en el N-terminal requerirán comprobar el impacto en la potencia antibacteriana de las bacteriocinas que se parecen a la pediocina.
Se mostró que  todas las pediocinas recombinantes eran menos activas que la pediocina PA-1 silvestre producida por P. acidilactici. Se hicieron hipótesis sobre si las bacterias recombinantes deben estar sujetas a autosegregación o degradación. Otra hipótesis puede estar ligada al hecho de que la pediocina PA-1 tiene dos enlaces disulfuro. El enlace disulfuro del N-terminal se conserva en las bacteriocinas de la clase IIa, mientras que el enlace disulfuro C-terminal está menos conservado y es importante tanto para el espectro de pediocina PA-1 como para la estabilidad de dentro de la membrana bacteriana. Cuando la producción heteróloga de la pediocina PA-1 se lleva a cabo usando Lactobacillus sakei, se forman enlaces disulfuro no nativos.  Se hipotetizó que se formaba cisteína similar por error en la pediocina PA-1 producida en L.lactis.
El análisis secuencial del operón reveló que pedC podría codificar una proteína con un posible papel en el estado de los enlaces disulfuro de la pediocina PA-1. En el estudio, la coproducción de PedC y la proteína recombinante permitieron la producción de una bacteriocina con una mayor potencia. Aunque PedC se describe como una proteína accesoria de transporte, se concluyó que era esencial para la secreción tanto en Pediococci como en E. coli. Sin embargo, como la cantidad de PA-1 producida no fue medida, aún no está claro si la ausencia de actividad detectada en este estudio fue debida a la disminución de la eficiencia de secreción y/o a la potencia.
Otro estudio demostró que PedC fue suficiente para permitir la segregación de pediocina PA-1 en E.coli. Los resultados apoyaron que PedC aumentaba la potencia de pediocina PA-1. Los análisis secuenciales mostraron que los genes homólogos pedC están genéticamente ligados a genes que codifican la bacteriocina sugiriendo que TDORs eran funciones críticas para estas bacteriocinas. Otros dos estudios revelaron el papel de TDORs en la potencia de bacteriocinas pertenecientes a otras clases.
Conclusión
Este estudio reveló que el modelo de la pediocina PA-1 de la clase IIa de las bacteriocinas es lo suficientemente flexible como para tolerar fusiones por el extremo N-terminal. Esta propiedad fue usada aquí para mejorar la secreción eficiente y para poder ser también usada para otros propósitos como ingeniería genética de innovar compuestos antibacterianos. Este trabajo reveló que la sola expresión del gen estructural de la clase IIa de pediocina PA-1 en un hospedador heterólogo, podría no ser suficiente para obtener una actividad antibacteriana óptima. También se observó que PedC podría ser de utilidad para mejorar la actividad de bacteriocinas recombinantes, probablemente por el aumento de la concentración de enlaces disulfuro correctos que contienen los péptidos (su función silvestre es la formación de puentes disulfuro en PA-1).

Artículo: Microbial Biotechnology: Recombinant pediocin in Lactococcus lactis: increased production by propeptide fusion and improved potency by co-production with Ped.
Autores: John Wiley & Sons Ltd.


Trabajo realizado por:
Gema Beltrán Moya, Javier Fernández Fernández, Marina Jiménez Martínez, Miguel Ángel Pertusa Barberá y Daniela Martínez González

Transferencia horizontal de genes de resistencia a antibióticos en un biorreactor de membrana



El incremento de los casos de resistencia a antibióticos en microorganismos se está convirtiendo en los últimos tiempos en un serio problema de salud. En general, las resistencias bacterianas están controladas por genes de resistencia a antibióticos (ARG) pero también pueden transferirse entre bacterias con diferencias taxonómicas y diferentes grupos ecológicos mediante elementos genéticos móviles que permiten esta situación. A lo largo de los años, se ha detectado en medios acuáticos casi todos los tipos de ARGs , codificando resistencias a muchos tipos de antibióticos, y en varios medios acuosos en los que se incluyen aguas residuales, aguas superficiales, subterráneas.. De esto se ha observado que las plantas de tratamiento de aguas residuales (WWTPs) reciben de forma directa ARGs  a través de los aguas procedentes de las alcantarillas que llegan a través de los sistemas de colectores de aguas residuales.

Han pasado 30 años desde que se estudió por primera vez la transferencia horizontal de plásmidos en fangos activos y aguas residuales, y desde entonces la diseminación de ARGs mediante plásmidos se ha conocido por darse en ambientes de aguas residuales.

Múltiples bacterias resistentes pueden esparcir  sus ARGs a cepas susceptibles de la misma especie u otras especies mediante diferentes mecanismos, generalmente por plásmidos R conjugantes. Además, la transferencia del plásmido RP4 puede ocurrir en fangos activos.

La gente actualmente está más preocupada por la crisis de agua que sufrimos, por lo que se espera  que los tratamientos de aguas residuales sean un método importante  para la reserva natural de fuentes dirigidas al ocio o incluso en el abastecimiento de agua potable. 

Comparados con los tratamientos de aguas residuales convencionales, se ha comprobado que la tecnología de los biorreactores de membrana (MBR) es más eficiente y comercialmente viable, en la que se aplica una degradación biológica del agua y una separación por membrana. Es más, este proceso está aumentando en popularidad  en tratamiento de aguas residuales de ámbito municipal e industrial. 
La transferencia de ARG ocurrirá en una MBR con aguas de alcantarillado, lo que podría  provocar la diseminación de la resistencia a antibióticos en fangos y el respectivo desarrollo de nuevas bacterias resistentes.
Además de esto, la mayoría de ARGs no pueden eliminarse a través de los procesos de tratamiento de aguas, sino que incluso pueden acumularse y ser liberados en el entorno con aportes y biosólidos descargados, generando riesgos en el ecosistema y amenazas para la salud.
Para ello, este estudio es el primero en investigar la disciplina de transferencia de ARGs en comunidades microbianas en un biorreactor de membranas .
En dicho estudio, se evaluó el perfil de la transferencia conjugativa mediada por plásmido RP4 en las poblaciones de bacterias autóctonas del fango activo en un biorreactor de membrana, incluyendo bacterias cultivables y no cultivables. Este resultado ayudará a observar la transferencia de ARGs en comunidades microbianas y a cuantificar la abundancia de ARGs, para ampliar conocimientos sobre su diseminación en un biorreactor de membrana y evaluar el rendimiento de dicho biorreactor.

Para el experimento de conjugación en el biorreactor de membrana se usó E. coli K12 como cepa donante, con el plásmido RP4 , ya que posee una gran variedad de huéspedes, genes capaces de conferir resistencia a determinados antibióticos.
1.       Primero se aplicó un experimento de autocontrol donde pasaron 20 días con el biorreactor en estado estacionario y posteriormente se inoculó la cepa.
2.       Después se realizaron muestras cada 24 h para usar en conteo de placas y extracción de ADN.
3.  Posteriormente, se detectó el número de transconjugantes que obtuvieron RP4 por transferencia, y posteriormente se pasó a identificarlos mediante el sistema Sherlock de MIDI, diferenciándolos por los ácidos grasos específicos de cada género y comparando en bibliotecas microbianas.

Los resultados más concluyentes e importantes para la hipótesis del estudio fueron los siguientes:

-          Efecto de la estirpe donante en el MBR: Se observó una disminución en la eliminación de nitrógeno amoniacal y DQO (Demanda Química de Oxígeno), ambos parámetros indicadores de la calidad del agua. Esta disminución queda representada en la Figura 2.




-           Transferencia de RP4 a las bacterias cultivables: Se observó que efectivamente el plásmido RP4 se transfería a bacterias cultivables y de éstas a las no cultivables por transferencia horizontal en el biorreactor. Se identificaron 20 especies en los transconjugantes, 

-  Diseminación del plásmido RP4 en microcosmos de fangos activos: Se observó una disminución de RP4 ya que había pasado a las bacterias no cultivables. 





Como conclusión, se pudo afirmar mediante el experimento la gran tasa de transferencia del plásmido RP4 por transferencia horizontal, y, por tanto, el peligro que supone la diseminación de ARGs en biorreactores, propensos a este fenómeno por sus características.
En el futuro, se deberían centrar las investigaciones en la propagación de ARGs en los biorreactores de membrana, para así poder mejorar esta tecnología y evitar la diseminación de estos genes, evitando peligros de salud pública.

Artículo:
Horizontal transfer of antibiotic resistance genes in a membrane bioreactor
Dong Yang, Jingfeng Wang, Zhigang Qiu, Min Jin, Zhiqiang Shen, Zhaoli Chen,Xinwei Wang, Bin Zhang, Jun-Wen Li
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23942379

Trabajo realizado por:
Alfonso Gallego Rocamora
Francisco Rodríguez Lozano
Jose Antonio Guillén Sevilla
Abel Lidón Soto
Eduardo Fulleda López


Aislamiento y caracterización de cepas mutantes de awamori que sobreproducen L-leucina y alcohol isoamílico

Awamori, es una bebida alcohólica destilada tradicional de Japón. Durante la elaboración de la cerveza awamori se emplea un hongo y la levadura del pan para la preparación del puré fermentado (moromi) y la producción de etanol, tras una fermentación. Posteriormente se destila el alcohol dando un sabor característico.

El objetivo de las investigaciones realizadas por Hiroshi Takagi y su grupo de investigación es obtener levaduras capaces de dar lugar a un bebida con un mayor sabor. Esto se consigue encontrando levaduras capaces de crear una gran cantidad de un compuesto denominado isoamil alcohol responsable del sabor de la bebida.

Este proceso de selección no es sencillo, ya que, se debe cultivar la levadura con diferentes sustancias denominadas mutágenos, éstos son los encargados de producir cambios en el contenido genético de las células. El problema es que estos cambios son aleatorios y la mayoría perjudiciales para los microorganismos. Por ello, deben solo seleccionarse aquellos que producen una mayor cantidad de isoamil alcohol. No obstante, la detección no es directa, es decir, se debe utilizar otro compuesto que sintetizan las levaduras. Este compuesto recibe el nombre de leucina y es un producto que la levadura sintetiza conjuntamente con el isoamil alcohol, de este modo un aumento en la producción de leucina significaría una mayor síntesis de isoamil alcohol. Además, estas investigaciones tenían otro objetivo, determinar qué cambios se producían en las levaduras que producen una mayor producción de isoamil alcohol.
           
En la actualidad las cervecerías demandan nuevas levaduras con la capacidad de producir una mayor cantidad de isoamil alcohol y así mejorar sus productos. Y es que el hecho de cambiar las cantidades de estos compuestos en la bebida puede determinar en gran medida el sabor y por lo tanto las ventas. A pesar de ello, hay que tener en cuenta que términos como modificación genética de levaduras son poco aceptados por el consumidor y pueden tener un impacto negativo.





Un nuevo progreso en la producción de la hialuronidasa humana recombinante

Actualmente, los tratamientos estéticos están a la orden del día y la nueva moda entre las celebrities de Hollywood es las inyecciones de ácido hialurónico. ¿Pero qué es esto del ácido hialurónico? El ácido hialurónico es un polisacárido, técnicamente un glucosaminglucano, que está presente de manera natural en el cuerpo humano en las articulaciones, los cartílagos y la piel. En concreto, en la piel evita la pérdida de volumen al captar y retener agua, por lo que actúa como un hidratante.

Es por este motivo por lo que se usa en la industria cosmética para rejuvenecer y estilizar la piel, ya que a medida que el cuerpo envejece, se pierde de forma natural, por lo que su aplicación está bastante extendida en labios, pómulos, patas de gallos, etc.

Lindsay Lohan antes y después del ácido hialurónico.

¿Pero qué sucede cuando la dosis administrada es demasiado alta? La zona tratada se queda como inflamada y en algunos casos es necesario el uso de hialuronidasa para reducir la hichazón. 

La hialuronidasa es una enzima capaz de degradar el ácido hialurónico (una glucosidasapresente en un gran número de tejidos de mamíferos y participa en diversas funciones biológicas como son: las reacciones alérgicas, la inflamación, la migración de células cancerígenas y la permeabilidad microvascular.

Debido a su papel en estas interesantes funciones,  es una de las enzimas en las que se está buscando la manera de producirla de forma más eficiente. Por ello,  se ha conseguido sintetizar una versión recombinante de la hialuronidasa humana,  rHuPH20, para su uso terapéutico. 

Hialuronidasa humana recombinante, usada como fármaco aprobado por la US-FDA.

Hasta el momento esta se ha producido utilizando cultivos celulares de CHO (células de ovario de hámster chino) pero, actualmente, se está comenzando a emplear Pichia pastoris como sistema de expresión eucariótico, al ser este un sistema menos complejo en el que es más fácil conseguir altos niveles de expresión de forma más rápida y barata, reduciendo así el coste de la producción respecto a otros sistemas eucarióticos más complejos, como las células CHO. Por ello, un estudio realizado por un conjunto de científicos japoneses ha analizado la creación y expresión de rHuPH20 en P. pastoris.

A día de hoy, P. pastoris es utilizado para la producción de un gran número de  proteínas recombinantes pues al ser un eucariota es capaz de realizar una multitud de modificaciones postraduccionales. Así pues, los autores del estudio, publicado en la "Revista de Biociencias y Bioingeniería" de Japón, han evidenciado que tras un cultivo en un medio conocido como YPD (extracto de levadura con agar, dextrosa y peptona) y una purificación por medio de una resina PBA, una cromatografía de afinidad, se consiguen los mejores resultados usando esta levadura como sistema de expresión. Además, comprobaron en que condiciones de temperatura y pH la actividad de rHuPH20 era máxima, dado que estos parámetros son importantes de cara a saber las condiciones de almacenamiento, transporte y uso de la enzima.  

En conclusión, los nuevos progresos de obtención de enzimas permiten producir cada vez más, y más barato. Estos adelantos tienen mucha repercusión, ya sea para aplicaciones del día a día, como en tratamientos estéticos, como en futuras líneas de investigación para conocer más sobre los procesos biológicos, dado que los inhibidores de las hialuronidasas han sido estudiados como reguladores para procesos anti-inflamatorios, anti-envejecimiento, anti-cancer, anti-toxinas y anticonceptivo.


Bibliografía:

ArtículoConstitutive expression of recombinant human hyaluronidase PH20 by Pichia pastoris

Autores: Kuan-Jung Chen, Sabrina Sabrina, Nermeen S. El-Safory, Guan-Chiun Lee, Cheng-Kang Lee.

Artículo publicado en la revista: Journal of Bioscience and Bioengineering

Integrantes del grupo:
Christian García Hernández
Noel Gómez Molina
Jorge Navarro Mira
Pablo Anselmo Penalva Pérez
Cristián Moisés Segura Rodríguez
Patricia Torregrosa Asensio