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Se estima que un tercio de la población mundial está infectada con el agente causal de la tuberculosis (TB), Mycobaterium tuberculosis (Mtb). En nuestro país alrededor de 10.500 nuevos casos de TB son notificados anualmente, con cerca de 1.000 decesos anuales. La TB continúa siendo a la fecha una de las principales causas de mortalidad en el mundo. El genoma de Mtb se encuentra completamente secuenciado y tiene una longitud de 4,4 millones de pares de bases, codificando aproximadamente 4.000 genes. La mayor parte de los casos de TB en el mundo ocurren en países de bajos y medianos ingresos, donde muchos de los casos no son diagnosticados y tratados de manera correcta. El tratamiento se complica aún más con la existencia de cepas resistentes. Aunque las mismas suelen tratarse y resolverse con una terapia estándar con al menos 3 antibióticos diferentes durante 6-9 meses, la aparición de cepas multi-resistentes (MDR) y extremadamente resistentes (XDR) son un problema serio para los sistemas de salud. Argentina no está exenta de la aparición de éstas cepas, y se han reportado varios casos y evaluado terapias alternativas para su tratamiento. Las cepas bacterianas patógenas resistentes a diversos antibióticos son un problema de interés global. Aunque bacterias resistentes a algunos antibióticos ya han sido documentadas desde el principio del uso de estas sustancias, actualmente existen bacterias capaces de resistir a gran parte de las drogas disponibles. Identificar, caracterizar y desarrollar nuevos antibióticos es primordial para atacar esta problemática. La aplicación de herramientas moleculares ha llevado a aceptar que la infección producida por Mtb es más heterogénea que lo que se consideraba tradicionalmente. Habitualmente, la susceptibilidad y resistencia a los distintos fármacos utilizados para el tratamiento de la infección con Mtb se determina fenotípicamente, en base a la inhibición del crecimiento de la bacteria en presencia de un antibiótico. Su principal inconveniente es que se necesita entre 4 y 8 semanas desde la obtención de la muestra clínica para la obtención del resultado, con la consecuente demora en el inicio de un tratamiento adecuado. Un grupo novedoso de técnicas para determinar la sensibilidad a drogas de las micobacterias son las técnicas moleculares, que, en cambio, tienen por objetivo detectar mutaciones que confieran resistencia y que cuentan con la ventaja de la rapidez y son altamente sensibles y específicas, pero suelen ser caras y también requieren de personal altamente calificado. En este contexto, existe una necesidad apremiante de mejorar los métodos de diagnóstico de resistencia a antibióticos, que sean rápidos y económicos, que puedan ser aplicados en países en vías de desarrollo donde la incidencia de la TB es alta, combinando velocidad, sensibilidad, especificidad y bioseguridad. Con esta premisa, el presente trabajo tuvo como principal objetivo el diseño, programación, testeo y aplicación de protocolos de trabajo (pipelines) para el análisis de proteomas de organismos con diversos niveles de complejidad. El presente trabajo se centrará en el desarrollo de una herramienta capaz de predecir compuestos activos para combatir tuberculosis utilizando la base de datos ChEMBL (EMBL-EBI). Se programaron pipelines para analizar y obtener posibles ligandos para cada proteína expresada en el proteoma bacteriano usando como referencia Mtb. Cada pipeline fue organizado en forma modular, permitiendo iniciar el proceso desde el proteoma completo bacteriano obtenido por Uniprot, con la posibilidad de incorporar información procedente de fuentes diversas (PFam, PDB, ChEMBL, Zinc), combinandolas entre sı́, según el nivel de análisis que se necesite y la información de que se disponga. Paralelamente al proceso de desarrollo de los pipelines, se generaron nuevos módulos de análisis de secuencia para búsqueda de resistencias en muestras de Mtb. Para la puesta a punto de los mismos, se extrajo ADN de Mtb de muestras del de esputo de pacientes sensibles o resistentes a alguna de las drogas de primera o segunda línea de antibióticos de acción contra TB según ensayos fenotípicos in vitro. Los genomas fueron obtenidos mediante la técnica de Whole Genome Shotgun (WGS). El análisis bioinformático de las secuencias permitió contar con una herramienta con estimadores de calidad elevados (mayores al 90% para drogas de primera línea) de determinación de perfiles de susceptibilidad tanto en pacientes permitiendo hacer un seguimiento epidemiológico de las cepas y su evolución en cepas resistentes (MDR y XDR). It is estimated that one third of the world's population is infected with the causative agent of tuberculosis (TB), Mycobacterium tuberculosis (Mtb). In our country, around 10,500 new cases of TB are notified annually, with around 1,000 deaths per year. TB continues to be one of the main causes of mortality in the world to date. The Mtb genome is fully sequenced and is 4.4 million base pairs long, encoding approximately 4,000 genes. Most of the TB cases in the world occur in low- and middle-income countries, where many of the cases are not diagnosed and treated correctly. Treatment is further complicated by the existence of resistant strains. Although they are usually treated and resolved with standard therapy with at least 3 different antibiotics for 6-9 months, the appearance of multi-resistant (MDR) and extremely resistant (XDR) strains is a serious problem for health systems. Argentina is not exempt from the appearance of these strains, and several cases have been reported and alternative therapies evaluated for their treatment. Pathogenic bacterial strains resistant to various antibiotics are a problem of global concern. Although bacteria resistant to some antibiotics have already been documented since the beginning of the use of these substances, there are currently bacteria capable of resisting most of the available drugs. Identifying, characterising and developing new antibiotics is essential to attack this problem. The application of molecular tools has led to the acceptance that the infection produced by Mtb is more heterogeneous than what will traditionally be ameliorated. Susceptibility and resistance to the different drugs used to treat Mtb infection are usually determined phenotypically, based on the inhibition of bacterial growth in the presence of an antibiotic. Its main drawback is that it takes between 4 and 8 weeks from obtaining the clinical sample to obtain the result, with the consequent delay in starting appropriate treatment. A novel group of techniques to determine the susceptibility to drugs of mycobacteria are molecular techniques, which, instead, aim to detect that they confer resistance and have the advantage of speed and are highly sensitive and specific, but tend to be expensive and also require highly qualified personnel. In this context, there is a pressing need to improve rapid and inexpensive antibiotic resistance diagnostic methods that can be applied in developing countries where the incidence of TB is high, combining speed, sensitivity, specificity and biosecurity. With this premise, the present work had as its main objective the design, programming, testing and application of work protocols (pipelines) for the analysis of proteomes of organisms with different levels of complexity. In the case of this work, the search will be focused on the ChEMBL database (EMBL-EBI). Pipelines were programmed to analyse and obtain possible ligands for each protein expressed in the bacterial proteome using Mtb as a reference. Each pipeline was organised in a modular way, allowing the process to start from the complete bacterial proteome obtained by Uniprot, with the possibility of incorporating information from various sources (PFam, PDB, ChEMBL, Zinc), combining them with each other, according to the level of analysis. what is needed and what information is available. Parallel to the pipeline development process, new sequence analysis modules were generated to search for resistance in Mtb samples. To fine-tune them, Mtb DNA was extracted from sputum samples of patients sensitive or resistant to any of the drugs of first or second line of antibiotics with action against TB according to in vitro phenotypic assays. The genomes were obtained using the Whole Genome Shotgun (WGS) technique. The bioinformatic analysis of the sequences allowed us to have a tool with high quality estimators (greater than 90% for first-line drugs) for determining susceptibility profiles in both patients, allowing an epidemiological follow-up of the strains and their evolution in resistant strains. (MDR and XDR). Fil: Castello, Florencia Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Traballo Fin de Grao en Medicina. Curso 2020-2021 Antecedentes: los trastornos del neurodesarrollo (TND), son un conjunto heterogéneo de cuadros clínicos que tienen en común la presencia de alteraciones cognitivas y del comportamiento de comienzo en el período del desarrollo y que producen limitaciones funcionales en varios ámbitos de la vida de quien lo padece. Si bien su etiología es compleja y múltiple, tienen una base genética predominante. En ellos puede existir una variación común que contribuye a la enfermedad pero también variantes raras, la mayoría de las cuales son mutaciones puntuales que requieren de paneles de genes o análisis de exomas o genomas completos. Objetivo: El objetivo principal de este trabajo consiste llevar a cabo un análisis del exoma completo de tres pacientes con TND complejos, los cuales muestran un fenotipo grave, claramente sindrómico, lo que puede indicar una posible causa genética subyacente, y cuyo diagnóstico no ha sido esclarecido con otros test genéticos de rutina previos. Métodos: Partiendo de la clínica de cada sujeto, se utilizaron un conjunto de herramientas in silico para aplicar una serie de criterios de filtrado de variantes, teniendo en cuenta criterios de calidad, la posición genómica, los cambios de aminoácidos, las frecuencias poblacionales y la clínica asociada de cada una. Posteriormente, se consultaron diferentes bases de datos (OMIM, ClinVar, Varsome) para el análisis y priorización de las variantes candidatas tras el filtrado inicial y se clasificaron las variantes según su patogenicidad atendiendo a los criterios propuestos por la American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG). Finalmente, se llevó a cabo una caracterización bibliográfica de los genes en relación con la historia clínica de los individuos. Resultados: Hallamos variantes que explican el fenotipo de los tres probandos afectos aportándonos el diagnóstico genético de cada uno de ellos Antecedentes: Os trastornos do neurodesenvolvemento (TND) son un conxunto heteroxéneo de cadros clínicos que teñen en común a presenza de alteracións cognitivas e do comportamento que comezan no período do desenvolvemento e que producen limitacións funcionais en varias áreas da vida da persoa. Aínda que a súa etioloxía é complexa e múltiple, teñen unha base xenética predominante. Neles, hai unha variación común que contribúe á enfermidade pero tamén variacións raras, a maioría das cales son mutacións puntuais que requiren paneis xénicos ou análise de exomas ou xenomas completos. Obxectivos: o principal obxectivo deste traballo é realizar unha análise do exoma completo de tres pacientes con TND complexo, que amosan un fenotipo grave claramente sindrómico, que pode indicar unha posible causa xenética subxacente e cuxo diagnóstico non foi aclarado con outras probas xenéticas de rutina anteriores. Métodos: partindo da clínica de cada suxeito, utilizáronse un conxunto de ferramentas in silico para aplicar unha serie de criterios de filtrado de variantes, tendo en conta criterios de calidade, posición xenómica, cambios de aminoácidos, frecuencias poboacionais e a clínica asociada de cada un. Posteriormente, consultáronse diferentes bases de datos para a análise e priorización das variantes candidatas despois do filtrado inicial e clasificáronse as variantes segundo a súa patoxenicidade de acordo cos criterios propostos pola American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG). Finalmente, levouse a cabo unha caracterización bibliográfica dos xenes en relación coa historia clínica dos individuos. Resultados: atopamos variantes que explican o fenotipo dos tres probandos afectados, proporcionándonos o diagnóstico xenético de cada un deles Background: Neurodevelopmental disorders (NDDs) are an heterogeneous set of clinical features that have in common the presence of cognitive and behavioral impairments that begin early onset in the developmental period and produce functional limitations in several situations of the person’s daily life. Although their etiology is complex and multiple, they have a predominant genetic basis. Some of them have common variations that contribute to the disease, but there are also rare ones, most of which are point mutations that require gene panels or analysis of exomes or even complete genomes in order to achieve the diagnosis. Objective: The main objective of this project is to carry out an analysis of the complete exome of three patients with complex NDDs. They show a severe phenotype, which may indicate a possible underlying genetic cause, and their diagnosis has not been clarified with other previous routine genetic tests. Methods: Starting from the phenotype of each subject, a set of in silico tools were used to apply some variant filtering criteria, taking into account quality criteria, genomic position, amino acid changes, population frequencies and associated clinic of each one. Subsequently, different databases were consulted for the analysis and prioritization of the candidate variants that remained after the initial filtering, and they were classified according to their pathogenicity using the criteria proposed by the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG). Finally, a bibliographic characterization of the genes was carried out considering the clinical history of the individuals. Results: We found variants that may explain the phenotype of the three affected children, providing us with the genetic diagnosis for each one of them

En esta Tesis Doctoral se abordó el estudio de aislamientos de S. enterica pertenecientes a la variante monofásica del serotipo Typhimurium, con elevada incidencia a nivel mundial, y de otros serotipos con resistencias emergentes. Se utilizaron para ello técnicas experimentales, junto con secuenciación y análisis genómico. La primera parte de la Tesis se centró en el estudio de la variante monofásica, determinando su incidencia en el Principado de Asturias (PA) durante el periodo 2008-2018. Se analizaron un total de 741 aislamientos de los cuales 615 (83%) procedían de muestras clínicas y los 126 restantes (17%) de alimentos. En base al fenotipo de resistencia/genes responsables y su localización, estos aislamientos se asignaron a tres clones: los clones español y sud-europeo, que contienen plásmidos híbridos de resistencia-virulencia pertenecientes a los grupos de incompatibilidad IncC e IncR, respectivamente, y el clon europeo, con resistencia cromosómica, siendo este último prevalente en el PA. La secuenciación de genomas de aislamientos pertenecientes a los tres clones se llevó a cabo utilizando las plataformas Illumina y PacBio de segunda y tercera generación, respectivamente.

[EN] Intramuscular fat (IMF) content and composition are key traits determining meat quality. A divergent selection experiment for IMF content in Longissimus thoracis et lumborum muscle was carried out during nine generations in rabbits. Data from the ninth generation of selection were analysed in order to evaluate the responses to selection and examine the genetic background of IMF composition. The high heritability and variability of IMF allowed its improvement through selection in rabbits. The direct response to selection for IMF was 0.51g/100g of muscle, representing 3.3 phenotypic standard deviations. Selection for IMF content generated also a correlated response on the intramuscular fatty acid composition. The correlated response to selection was positive for saturated (SFA) and monounsaturated (MUFA) fatty acids percentages, 1.71% and 3.24 %, respectively, with greater values in the high-IMF line. In contrast, it was negative for polyunsaturated fatty acids (PUFA) percentage (-4.96%), with greater values for low-IMF line. Most individual SFA were higher in high-IMF line except heptadecanoic (C17:0) and stearic (C18:0) acids. Whereas, most individual PUFA were higher in low-IMF line except ¿-linolenic acid (C18:3n3). Thus, selection for IMF content has important effects on its fatty acid composition. Association analyses were carried out on the same divergently selected rabbit lines. The aim was to identify genomic regions associated with the IMF composition and identify putative candidate genes. Our study highlighted the polygenic nature of IMF composition. An important genomic region at 34.0-37.9 Mb on OCU1 was associated with C14:0, C16:0, SFA, and C18:2n6, explaining 3.54%, 11.20%, 11.32%, and 3.18% of the genomic variance, respectively. Besides, a genomic region at 149.0-149.9 Mb on OCU3 was associated with almost all the traits (C14:0, C16:0, C18:0, C18:1, C18:2n6, C20:4n6, SFA, MUFA, PUFA, and PUFA/SFA). Another relevant genomic region was found to be associated at 46.0-48.9 Mb on OCU18, explaining up to 8% of the genomic variance of the ratio MUFA/SFA. Many genomic regions were found to be associated with the intramuscular fatty acid composition, harbouring several genes related to lipid metabolism such as SCD, PLIN2, and ERLIN1. The main genomic regions associated with the fatty acids were not previously detected for IMF content in rabbits. MTMR2 is the only gene that was associated with both the IMF content and its composition. Our study underlined the polygenic nature of IMF in rabbits and identified several candidate genes., [ES] El contenido y la composición de la grasa intramuscular (IMF) afectan a la calidad de la carne. Un experimento de selección divergente para el contenido de IMF en el músculo Longissimus thoracis et lumborum se llevó a cabo durante nueve generaciones en conejos. Se analizaron los datos de la novena generación de selección para evaluar las respuestas a la selección por el IMF y examinar la estructura genética de su composición. La elevada heredabilidad de la IMF y su relativamente elevada variabilidad han permitido su mejora mediante la selección en conejos. La respuesta directa a la selección por el IMF fue de 0.51 g/100 g de músculo, lo que representa 3.3 desviación estándar fenotípica. La selección por el contenido de IMF dio lugar también a una respuesta correlacionada en la composición de ácidos grasos. La respuesta correlacionada a la selección fue positiva para los porcentajes de ácidos grasos saturados (SFA) y monoinsaturados (MUFA), 1.71% y 3.24%, respectivamente, con valores mayores en la línea de alta IMF. Por el contrario, la respuesta correlacionada fue negativa para el porcentaje de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) (-4.96%), con mayores valores en la línea de baja IMF. La mayoría de los SFA individuales fueron más altos en la línea de alta IMF, excepto los ácidos heptadecanoico (C17:0) y esteárico (C18:0). Mientras que la mayoría de los PUFA individuales fueron más altos en la línea de baja IMF excepto el ácido ¿-linolénico (C18:3n3). Por lo tanto, la selección por contenido del IMF tiene efectos importantes en su composición de ácidos grasos. Los análisis de asociación se llevaron a cabo en las mismas líneas de conejo seleccionadas de forma divergente. El objetivo era identificar las regiones genómicas asociadas a la composición del IMF e identificar los posibles genes candidatos. Nuestro estudio ha mostrado la naturaleza poligénica de la composición del IMF. Una región genómica importante en 34.0-37.9 Mb en OCU1 se asoció con C14:0, C16:0, SFA, y C18:2n6, explicando 3.54%, 11.20%, 11.32%, y 3.18% de la varianza genómica, respectivamente. Además, la región genómica en 149.0-149.9 Mb en OCU3 se asoció con casi todos los caracteres (C14:0, C16:0, C18:0, C18:1, C18:2n6, C20:4n6, SFA, MUFA, PUFA, y PUFA/SFA). Se encontró que otra región genómica relevante en 46.0-48.9 Mb estaba asociada en el OCU18, explicando hasta el 8% de la varianza genómica del ratio MUFA/SFA. Las regiones asociadas revelaron varios genes relacionados con el metabolismo de los lípidos, como SCD, PLIN2, ERLIN1¿ Las principales regiones genómicas asociadas a los ácidos grasos no se habían detectado anteriormente para el contenido de IMF en conejos. MTMR2 es el único gen asociado con el contenido de IMF y su composición. Nuestro estudio destacó la naturaleza poligénica del IMF en conejos e identificó varios genes candidatos., I would like to express my gratitude to the Mediterranean Agronomic Institute of Zaragoza (IAMZ) and the International Centre for Advanced Agronomic Mediterranean Studies (CIHEAM) for funding my studies during these two years of the Master.

El cambio climático es una amenaza para las diversas formas de vida de nuestro planeta. Este efecto se debe en parte al uso de combustibles fósiles. Los biocombustibles son una de las alternativas más prometedoras. Entre los más comunes se encuentran los alcoholes (butanol, etanol) que se pueden obtener de la fermentación microbiana. Se aisló una cepa termofílica y anaeróbica, que se clasificó como miembro del género Thermoanaerobacterium según el análisis de la secuencia del gen de RNAr 16S. La comparación con otros miembros del género indicó que pertenece a la especie T. thermosaccharolyticum, y fue designado Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum GSU5. Se identificaron los genes que codifican las enzimas de las vías de síntesis de butanol y etanol. GSU5 es capaz de producir butanol y etanol utilizando diferentes azúcares. Además se logró escalar la producción en fermentadores utilizándose xilosa y glucosa. Como era esperable, estos cultivos mostraron un aumento de biomasa y de producción de solventes comparado con los cultivos en tubos. Se observó un aumento en la concentración relativa de butanol mostrando un aumento en el flujo de carbono hacia este alcohol. Por otro lado, el análisis genómico utilizando dbCAM (servidor empleado para anotación automática de sitios activos para carbohidratos) reveló la presencia de varias enzimas hidrolíticas. en particular enzimas involucradas en la degradación de xilano. Utilizando Cromatografía líquida de alta resolución se observó que la cepa es capaz de degradar xilano y residuo agrícola de caña de azúcar (RAC). GSU5 fue capaz de producir butanol y etanol utilizando xilano y residuo agrícola de caña de azúcar como fuentes de carbono. Climate change is a threat to the diverse life forms of our planet. This phenomenon is partially due to the preferential use of fossil fuels. The use of biofuels is one of the most promising alternatives. Among the most common biofuels are alcohols such as butanol and ethanol that can be obtained from microbial fermentation. A novel thermophilic and anaerobic strain was isolated in Buenos Aires, Argentina, and classified as a member of the Thermoanaerobacterium genus based on 16S rRNA analysis. Comparison of its genome with other members of the genus indicated it belongs to the T. thermosaccharolyticum species, and was designated Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum GSU5. Genes encoding the key enzymes leading to n-butanol and ethanol synthesis were identified. This microorganism was able to produce butanol and ethanol using different sugars. Additionally, production was scaled in a bioreactor using xylose and glucose as carbon sources. As expected, these cultures produced a much higher biomass and solvent production than tube cultures. The relative amounts of acids and alcohols varied in each case. Genomic analysis by dbCAN (server for automated Carbohydrate-active enzyme annotation) revealed the presence of several hydrolytic enzymes, particularly enzymes involved in the degradation of xylan. Using High Resolution Liquid Chromatograph (HPLC) we observed that GSU5 was able to degrade xylan and sugarcane agricultural residue. GSU5 was able to produce solvents and acids from both substrates. Fil: Díaz Peña, Rocío. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Las proteinas son importantes en la filogenetica dado que muestran la conservacion, no solo de sus secuencias, sino tambien de sus funciones y de las propiedades de sus diferentes subestructuras debido a la conservacion de las familias de aminoacidos. El analisis de grupos de datos de un gran numero de proteinas puede mostrar sus propiedades que han tenido fuerza de manejo de la diversificacion de especies. Aqui, presentamos un nuevo metodo filogenetico para la construccion de cladogramas usando la base de datos TaxPlot. Hemos construido un cladograma utilizando el metodo UPGMA de acuerdo con los aciertos (Hits) totales obtenidos a partir de todas las combinaciones de TaxPlot previamente transformados en porcentajes de similitud. Este cladograma basado en la similitud de los proteomas bacterianos presenta una gran similitud con las relaciones que existen para los organismos analizados en base a secuencias conservadas.

La escasez de recursos naturales y el agotamiento de los combustibles fósiles han impulsado un creciente interés en el uso de microalgas, dado que han sido reconocidas como una de las alternativas más sostenibles para suplir la demanda energética global a largo plazo y detener los acusados problemas asociados al cambio climático. Actualmente, la combinación de un tratamiento anaerobio de agua residual y su post-tratamiento mediante un cultivo de microalgas supone una prometedora alternativa, pues permite la obtención simultánea de energía en forma de biogás y un recurso hídrico reutilizable, mientras que los nutrientes son empleados para la producción de una biomasa algal, susceptible de valorización energética mediante digestión anaerobia. El objetivo de esta tesis doctoral ha consistido en estudiar la degradación anaerobia de la biomasa algal, producida en el efluente de un tratamiento anaerobio de agua residual urbana, con el fin de maximizar su valorización energética en forma de biogás. Para ello, se llevaron a cabo dos estrategias basadas en incrementar la biodegradabilidad de las microalgas: (i) mediante un pretratamiento enzimático y (ii) potenciando la actividad hidrolítica de los microorganismos anaerobios. Los resultados obtenidos del pretratamiento enzimático de las microalgas revelaron que su biodegradabilidad anaerobia puede ser incrementada mediante la adecuada combinación de pH, temperatura y dosis de enzima, teniendo una elevada influencia la adaptación del inóculo y el tipo de microalgas que se pretende degradar. Así pues, mediante el pretratamiento enzimático se consiguió incrementar la biodegradabilidad de las microalgas Scenedesmus spp. del 36.7% al 65.7%. Alternativamente a los pretratamientos, la biodegradabilidad de las microalgas puede ser incrementada potenciando la actividad hidrolítica de la propia biomasa anaerobia de dos formas: operando un reactor mesófilo a elevados tiempos de retención celular (TRC) y llevando a cabo la degradación anaerobia de microalgas en condiciones termófilas (55ºC). La operación de un biorreactor anaerobio de membrana (AnMBR) a elevados TRC y bajo condiciones mesófilas (35ºC), favorece el desarrollo de microorganismos con baja tasa de crecimiento e involucrados en la degradación de los componentes que constituyen a las microalgas. De esta forma, se alcanzó una biodegradabilidad de las microalgas Scenedesmus spp. del 70.9%, con la operación del AnMBR a un TRC de 100 días, y una biodegradabilidad del 73.9% de las microalgas Chlorella spp. con un TRC de 140 días. A su vez, el uso de la tecnología de membranas permitió modificar simultáneamente el caudal de tratamiento y la concentración de microalgas en el influente, lo que reduce la concentración de posibles inhibidores así como los costes energéticos asociados al proceso de concentración de microalgas. Además, la elevada biodegradabilidad dio lugar a bajas producciones de fango, lo que reduce los costes de su tratamiento y disposición, y generó un efluente rico en nutrientes que puede ser reutilizado para el cultivo de nueva biomasa algal. Los microorganismos termófilos exhiben una alta actividad hidrolítica que permitió obtener un incremento de la biodegradabilidad de la biomasa algal del 20.4% respecto a su digestión anaerobia a 35ºC, bajo las mismas condiciones experimentales. Sin embargo, se observó que el CSTR termófilo (Continuous Stirred Tank Reactor) no puede trabajar con concentraciones de microalgas que alcancen un valor de DQO de 20000 mgO2·L-1, debido a la liberación de grandes cantidades de amonio al medio que provoca la inhibición del proceso biológico por amoniaco. Así pues, se determinó que la presencia de amoniaco en concentraciones cercanas a 70 mgN-NH3·L-1 provoca el inicio de la inhibición, alcanzando el 30% de inhibición cuando la concentración se incrementa hasta 82 mgN-NH3·L-1. El análisis genómico del AnMBR mesófilo confirmó que su operación a un elevado TRC (100 días) favoreció la biodiversidad microbiana y promovió el desarrollo de una biomasa anaerobia fuertemente hidrolítica, responsable de la elevada biodegradabilidad de las microalgas alcanzada (70.9%). Así mismo, el análisis microbiológico del CSTR termófilo reveló la presencia de microorganismos con una elevada capacidad proteolítica y celulolítica, así como la detección del phylum EM3. A pesar de que la función metabólica de EM3 en digestores anaerobios no está todavía definida, la elevada abundancia relativa de este phylum en el reactor (38.7%) indica que debe estar involucrado en la degradación anaerobia de los compuestos de la biomasa algal en condiciones termófilas. La presente tesis doctoral demuestra que la producción de biogás a partir de la digestión anaerobia de microalgas puede maximizarse sin la necesidad de aplicar costosos pretratamientos, dando lugar a una de las mayores biodegradabilidades de biomasa algal reportada hasta el momento. Depletion of natural resources and fossil fuel reserves have triggered intense attention in the use of microalgae, which have been recognised as sustainable alternative for meeting the global energy demand in the long-term and to mitigate the effects of climate change. Nowadays, the combination of anaerobic wastewater treatment and its post-treatment through microalgae-based technologies can be considered an interesting approach for recovering energy from sewage and water resource. Likewise, mineral nutrients are used to produce microalgal biomass that can be energetically valorised through anaerobic digestion. The main objective of this thesis has been to study the anaerobic degradation of microalgae, which comes from the effluent of a wastewater anaerobic treatment, in order to maximize their energetic valorisation as biogas. For this purpose, two strategies were performed to increase microalgal biodegradability: (i) an enzymatic pretreatment of microalgal biomass and (ii) improving the hydrolytic activity of anaerobic microorganisms. Results retrieved from the enzymatic pretreatment revealed that microalgal biodegradation can be increased through an appropriate combination of pH, temperature and enzyme dose, wherein inoculum adaptation and the type of microalgae used as a substrate have a significant influence on the result. Concretely, enzymatic pretreatment increased Scenedesmus spp. microalgal biodegradability from 36.7 to 65.7%. Alternatively, microalgal biodegradability can be increased by improving the hydrolytic activity of anaerobic biomass in two ways: running the mesophilic anaerobic reactor at high solid retention times (SRT) and operating an anaerobic reactor at thermophilic conditions (55ºC). A mesophilic anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) operated at high SRT promote the retention of low growth rate microorganisms involved in microalgal degradation. At 100 days of SRT, Scenedesmus spp. microalgae achieved a biodegradability of 70.9% and at 140 days of SRT Chlorella spp. microalgae achieved a 73.9% of biodegradability. Likewise, the use of membrane technology allows to simultaneously increase the treatment flow rate and decrease microalgal concentration in the influent, which reduces the concentration of possible inhibitors and the energy costs associated with microalgal harvesting. Furthermore, high microalgal biodegradability resulted in low sludge productions, thereby leading to a cost reduction of treatment and disposal of sludge, and produced a nutrient-rich effluent that can be reused as a grown medium for new microalgae culture. Thermophilic microorganisms exhibit high hydrolytic activity that increases microalgal biodegradation in 20.4% in comparison with the mesophilic process under the same operational conditions. However, it has been observed that thermophilic CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) cannot be run with a microalgal COD concentration exceeding 20000 mgO2·L-1 due to a high amount of ammonium released, which causes the biological process inhibition by free ammonia. It was observed that process inhibition started at 70 mgN-NH3·L-1 and achieved a 30% of inhibition when free ammonia concentration increased up to 82 mgN-NH3·L-1. Genomic analyse of mesophilic AnMBR confirmed that high SRT (100 days) promoted high microbial biodiversity, enriched in an anaerobic microorganisms with high hydrolytic activity that are likely responsible for the noticeably microalgal biodegradation (70.9%). Likewise, microbial analyse of thermophilic CSTR revealed a microbial population with high cellulolytic and proteolytic capabilities as well as the detection of EM3 phylum. Although functional role of EM3 remains undefined in anaerobic digesters, the high relative abundance of this phylum (38.7%) indicates that is likely involved in microalgal anaerobic degradation under thermophilic conditions. This thesis has demonstrated that biogas production through anaerobic digestion of microalgal biomass can be maximized without applying costly pretreatments, thereby resulting in one of the highest biogas production currently reported from the anaerobic digestion of raw microalgae grown in wastewater.

En esta Tesis se abordó el estudio de los mecanismos bioquímicos involucrados en lainteracción entre algunas bacterias promotoras del crecimiento y dos plantas de interésagronómico, arroz (Oryza sativa) y tomate (Solanum lycopersicum). La bacteria Azospirillum brasilense promovió el crecimiento de plantas de arroz,especialmente de su sistema radicular; la inoculación indujo un aumento en la producciónde etileno en la planta y en la actividad y expresión de la ácido 1-amino-ciclopropano-1-carboxílico sintasa (ACS). Se observó también un aumento en la actividad de quinasa deproteínas dependiente de Ca⁺² cuyas características bioquímicas indican que se trata deuna CDPK que estaría relacionada con el crecimiento de las raíces laterales. La inoculación con A. brasilense promovió el crecimiento de plantas de tomate, aumentólos niveles de ácido indol acético (AIA) y etileno y la actividad y expresión de ACS. Elsuplemento exógeno de etileno y el uso de un inhibidor de su percepción permiten asignar amodo de hipótesis un rol intermediario del etileno en la promoción del crecimiento delsistema radicular en plantas de tomate inoculadas con A. brasilense. El análisis global del perfil de expresión génica asociado a la inoculación de plantas detomate con A. brasilense indicó que la inoculación estimuló la expresión de una variedad degenes, muchos de los cuales se inducen por etileno y que se han encontrado sobreexpresados en otras especies en respuesta a la infección con patógenos o afectadas poragentes generadores de estrés. Los niveles de expresión de los genes implicados en elestablecimiento de la respuesta hipersensible aparecen sub expresados lo cual podríafavorecer el establecimiento de la interacción endofítica entre A. brasilense y tomate. Utilizando la técnica de 2D-DIGE se comenzó el análisis de los perfiles de proteínasexpresadas en plantas de tomate inoculadas con A. brasilense. Con esta técnica se logróevidenciar diferencias en los patrones de expresión que dependen del tratamiento al que sesometió a las plantas. This thesis is focused on the study of biochemical mechanisms involved in the interactionamong some growth-promoting bacteria and two plants of interest for agronomy: rice (Oryza sativa) and tomato (Solanum Iycopersicum). The bacterium Azospirillum brasilense promoted growth in rice plants, especially in theirroot system; inoculation induced an increase in ethylene production in the plant and in 1-aminocyclopropane-1-carboxilic acid synthase (ACS) activity and expression. A rise wasalso noticed in a Ca⁺²-dependent protein kinase activity with the biochemical features of a CDPK that could be related to lateral roots’ growth. A. brasilense inoculation also promoted tomato plants growth, raised indole acetic acid (IAA) and ethylene levels and the activity and expression of ACS. Exogenous supplementof ethylene and the use of an inhibitor of their perception have allowed for the hypothesisfor an intermediary role of ethylene in A. brasilense-inoculated tomato plants’ root systemgrowth. The overall analysis of the genetic expression profile of tomato plants associated to theinoculation with A. brasilense has indicated that inoculation stimulated expression of avariety of genes which are also induced by ethylene and have been found overexpressedin other species as a result of pathogenic infection or affected by stress-generating agents. The genes involved in the hypersensitive response appeared as underexpressed; this factcould favour the stablishment of the endophitic interaction between A. brasilense andtomato. 2D-DIGE technique was used to start the analysis of protein profiles expressed in A.brasilense-inoculated tomato plants. Fil: Ribaudo, Claudia Mónica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Las enzimas proteolíticas de los patógenos Apicomplexa juegan un rol sumamente importante en la invasión, supervivencia y egreso de la célula hospedera. La función vital que cumplen para el ciclo de vida del parásito y su estructura altamente conservada, ha hecho que este tipo de enzimas sean consideradas como interesantes candidatos vacunales o blancos para el desarrollo de nuevos fármacos. Se diseñó un algoritmo para predecir mediante herramientas de bioinformática los repertorios putativos de proteasas en los genomas de dos piroplasmas bovinos patógenos: B. bovis y T. annulata., Asociación Parasitológica Argentina

La infección por Herpesvirus equino 1 (EHV-1) tiene un significativo impacto económico en la producción equina mundial al causar abortos, enfermedad respiratoria, muertes perinatales y desórdenes neurológicos. La identificación de genes específicos relacionados con la virulencia y patogenicidad de este virus ha sido el propósito de varios grupos de investigación. En este trabajo se analizaron diferentes regiones genómicas de cepas argentinas de EHV-1 para determinar la posible relación entre la estructura genómica y la virulencia o los signos clínicos producidos. Veinticinco cepas aisladas de diferentes casos clínicos observados entre los años 1979 y 2007 y dos cepas de referencia fueron amplificadas y secuenciadas. El alineamiento de las secuencias se realizó con el programa Clustal X versión 1.92; el programa Bio-Edit versión 7.05 permitió deducir la secuencia de aminoácidos. Solo se observaron cambios menores, no se encontraron variaciones que pudieran estar relacionadas con la diferencia de virulencia observada previamente en el modelo ratón. No se hallaron variantes genómicas. Las regiones genómicas analizadas no permitieron diferenciar cepas abortigénicas de aquellas aisladas de muertes neonatales., Equid herpesvirus 1 (EHV-1) infection has a significant economic impact on equine production, causing abortion, respiratory disease, neonatal death and neurological disorders. The identification of specific EHV-1 genes related to virulence and pathogenicity has been the aim of several research groups. The purpose of the present study was to analyze different genomic regions of Argentinean EHV-1 strains and to determine their possible relationship with virulence or clinical signs. Twenty-five EHV-1 Argentinean isolates recovered from different clinical cases between 1979 and 2007 and two reference strains were amplified and sequenced. The sequence alignments were carried out using Clustal X version 1.92 and the putative amino acid sequences were deduced using Bio-Edit version 7.05. Minor changes were observed. No changes that could be involved in the different virulence in the mouse model of three EHV-1 Argentinean strains were found. No genetic variants were observed. The genomic regions analyzed are unsuitable for differentiation between abortigenic strains and those isolated from neonatal deaths., Facultad de Ciencias Veterinarias, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires

En este trabajo de tesis doctoral se ha utilizado el organismo modelo Saccharomyces cerevisiae para estudiar cómo las células eucariotas responden a nivel molecular y se adaptan eficazmente a cambios en la concentración osmótica del medio. Este hecho suscita gran interés en la industria de las fermentaciones; también en la agricultura, dado el creciente problema de salinidad de los suelos. Los resultados obtenidos a través de la utilización de técnicas bioquímicas y de biología molecular demuestran que en situaciones de estrés, las células de levadura ajustan sus niveles de ergosterol a través de la activación de una compleja cascada de regulación transcripcional. Este descubrimiento ha revelado nuevos datos que ayudan a entender mejor la homeostasis de esteroles. Este proceso es fisiológicamente similar al que ocurre en células de mamíferos, donde es fundamental mantener los lípidos a niveles óptimos, ya que alteraciones en los mismos pueden dar lugar a enfermedades como la obesidad, diabetes tipo 2 o arterioesclerosis. Por otra parte, muchas infecciones fúngicas en individuos inmunodeprimidos se tratan mediante el empleo de drogas que actúan sobre enzimas de la ruta de biosíntesis de ergosterol, lo que sostiene la relevancia del estudio de la regulación de la síntesis de este lípido de membrana. Por último, el análisis genómico mediante ensayos ChIP-Chip y ChIP-Seq de algunos de los principales reguladores implicados en la compleja respuesta a estrés osmótico, aporta nueva información para comprender cómo los organismos, a través de la evolución, han organizado diferentes -pero estrechamente vinculados- módulos de regulación para hacer frente rápidamente a situaciones de estrés., Martínez Montañés, FV. (2010). Adaptación a estrés osmótico en Saccharomyces cerevisiae: Caracterización genómica de factores de transcripción involucrados y represión de la biosíntesis de ergosterol [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/9311.