PDMGM. Microbiología y Genética Molecular

Machine learning models for plant-growth promoting rhizobacteria fitness prediction

2026-03-12T02:09:49Z

[ES] Las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) son microbios beneficiosos que habitan en el suelo y forman asociaciones estrechas con las raíces de las plantas, mejorando significativamente su crecimiento y salud general. Estos microorganismos promueven el desarrollo a través de múltiples mecanismos, incluida la producción de fitohormonas y enzimas que movilizan nutrientes esenciales como el fósforo y el potasio, aumentando su biodisponibilidad. Esta actividad estimula el crecimiento de las raíces, mejora la eficiencia en la absorción de nutrientes y, en última instancia, aumenta el vigor de la planta. Además de la movilización de nutrientes, las PGPR desempeñan un papel central en la fijación biológica de nitrógeno, convirtiendo el nitrógeno atmosférico en formas utilizables por las plantas, y contribuyen a la resistencia contra enfermedades al suprimir patógenos transmitidos por el suelo. Esta supresión ocurre a través de varios mecanismos, incluida la producción de compuestos antimicrobianos, la exclusión competitiva en la superficie de la raíz y la activación del sistema inmunitario de la planta mediante la inducción de resistencia sistémica. Algunas cepas de PGPR también mejoran la tolerancia a la sequía mediante la modulación de la actividad de las acuaporinas y el aumento de la retención de agua en el suelo. A pesar de su potencial como alternativas sostenibles a los fertilizantes y pesticidas químicos, la identificación de nuevas cepas de PGPR sigue siendo un cuello de botella importante. Los enfoques tradicionales de screening son laboriosos y a menudo no logran capturar la complejidad molecular de las interacciones planta-microbio. Para superar este desafío, esta tesis desarrolló un framework basado en aprendizaje automático para la detección de PGPR. Se implementó un pipeline de machine learning en Python que integra dos clasificadores basados en las respuestas transcriptómicas de las plantas, permitiendo la identificación predictiva del potencial PGPR en aislados bacterianos. Esta tesis integra el aprendizaje automático, el perfilado transcriptómico y ensayos fisiológicos para obtener información sobre la base molecular de las interacciones planta – bacteria utilizando el tomate como planta modelo, y permite la detección y identificación de PGPR.; [EN] Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) are beneficial soil-dwelling microbes that form close associations with plant roots, significantly enhancing plant growth and overall health. These microorganisms promote development through multiple mechanisms, including the production of phytohormones and enzymes that mobilize essential nutrients such as phosphorus and potassium, thereby increasing their bioavailability. This activity stimulates root growth, improves nutrient uptake efficiency, and ultimately enhances plant vigor. In addition to nutrient mobilization, PGPR plays a central role in biological nitrogen fixation, converting atmospheric nitrogen into plant-usable forms, and contributes to disease resistance by suppressing soil-borne pathogens. This suppression occurs through various mechanisms, including the production of antimicrobial compounds, competitive exclusion at the root surface, and the activation of the plant immune system via induced systemic resistance. Certain PGPR strains also improve drought tolerance by modulating aquaporin activity and enhancing soil water retention. Despite their potential as sustainable alternatives to chemical fertilizers and pesticides, the identification of novel PGPR strains remains a major bottleneck. Traditional screening approaches are labor-intensive and often fail to capture the molecular complexity of plant – microbe interactions. To address this challenge, this thesis developed a machine learning-driven framework for PGPR screening. A Python-based machine learning pipeline was implemented to integrate two classifiers based on plant transcriptomic responses, enabling predictive identification of PGPR potential in bacterial isolates. This thesis integrates machine learning, transcriptomic profiling, and physiological assays to gain insights into the molecular basis of plant-bacteria interactions using tomato as a model plant and enable PGPR screening and identification.

Estudio del mecanismo de acción de la familia de antifúngicos de las teonelamidas y la activación ectópica de la síntesis de β(1,3)-glucano de la pared celular fúngica

2026-03-12T02:09:48Z

[ES] La presente tesis doctoral aborda el estudio del mecanismo de acción de la Teonelamida A (TNM-A), un péptido bicíclico marino con potente actividad antifúngica, en la levadura de fisión Schizosaccharomyces pombe. A través de un enfoque integrado de genética, bioquímica y microscopía "in vivo" del mecanismo de acción de la TNM-A, se demuestra que actúa como un modulador de membrana, interconectando la organización lipídica de la membrana plasmática, el tráfico vesicular y la síntesis de pared celular. Previamente se había mostrado que la TNM-A se une de manera estereoespecífica al ergosterol de la membrana plasmática sin formar poros ni causar lisis celular, alterando la curvatura y fluidez de la membrana. Esta perturbación biofísica desencadena una activación sostenida de la GTPasa Rho1, que controla la polaridad y el tráfico vesicular, produciendo un desequilibrio entre exocitosis y endocitosis. Nuestros resultados muestran que, como consecuencia de esta alteración, las glucán sintasas integrales de la membrana plasmática (Bgs1, Bgs4 y Ags1) quedan atrapadas en la membrana, manteniendo una actividad constante, aberrante y localizada que conduce a la acumulación progresiva de β(1,3)-glucano y α(1,3)-glucano, y al engrosamiento ectópico e interno de la pared celular, especialmente en septos y polos de crecimiento. Este proceso está acompañado de un desacoplamiento entre la síntesis de la pared celular y la progresión del ciclo celular, dando lugar a una parada irreversible del ciclo en estados morfológicamente polarizados (fenotipos 1P y 2P de crecimiento por uno o dos polos, y distintos tipos T1, T2 y T3 de septación), cuya distribución depende de la fase del ciclo de la célula cuando entra en contacto con el compuesto. La TNM-A, por tanto, interrumpe la coordinación espacio-temporal entre la membrana plasmática, la pared celular y el ciclo celular, revelando un nivel fundamental de integración fisiológica. A nivel bioquímico, se observó un incremento global en el contenido de pared celular (desde un 25-30% en una célula normal llegando hasta hasta un 56% de la célula) y una alteración profunda de su composición, con un aumento marcado del β(1,3)-glucano, un menor aumento del α-glucano y una reducción de los componentes minoritarios (β(1,6)-glucano, y glicoproteínas). Los análisis genéticos demostraron que la toxicidad de la TNM-A no se debe a la sobreproducción de pared, sino a la disrupción del tráfico endocítico y de la homeostasis membrana-pared, donde la sobreacumulación del glucano constituye una respuesta compensatoria. En conjunto, la TNM-A se muestra como un antifúngico con un mecanismo híbrido y una diana dual (membrana y pared celular). Su acción contrasta con la de los polienos (como la anfotericina B), que destruyen la membrana, y con la de las equinocandinas, que inhiben directamente a la enzima β-glucán sintasa. La TNM-A actúa, en cambio, como un modulador funcional del microentorno lipídico, capaz de alterar la organización y el tráfico de proteínas de membrana sin comprometer la integridad estructural inmediata. Este trabajo establece a la TNM-A como un nuevo modelo de antifúngico, donde los productos naturales no solo sirven como antifúngicos, sino también como herramientas para explorar la dinámica de la membrana plasmática y su papel en la morfogénesis fúngica. Los resultados abren una nueva vía de estudio en la farmacología antifúngica, centrada en la manipulación de la estructura lipídica y la arquitectura de la membrana plasmática como ejes reguladores de la viabilidad y la morfología celular.

Caracterización molecular de la neurofibromatosis tipo 1 y el síndrome de Legius

2026-03-10T01:02:53Z

[ES] Las RASopatías asociadas a alteraciones en los genes NF1 y SPRED1 presentan una marcada heterogeneidad clínica y molecular, donde el principal obstáculo tras el diagnóstico genético es la interpretación funcional de las variantes identificadas. Con el objetivo de superar este desafío, la presente tesis doctoral ha creado un flujo de trabajo experimental multidisciplinar que combina el análisis de variantes en NF1 y SPRED1 reportadas en bases de datos públicas y de pacientes de la DIERCyL, el modelado estructural y de estabilidad proteica in silico, la señalización celular, proliferación, y morfometría en las líneas celulares HEK293T y NIH3T3. Los análisis de las bases de datos genéticas identificaron hotspots estructurales críticos en la proteína neurofibromina (CSRD, GRD y Armadillo1), mientras que las variantes en SPRED1 mostraron una distribución homogénea, sugiriendo mecanismos patogénicos distintos. En el caso de las variantes en NF1 y SPRED1 de los pacientes, el análisis energético reveló un espectro continuo en neurofibromina que va desde haploinsuficiencia hasta dominancia negativa en truncantes tardías, mientras que en SPRED1 predominó la pérdida de función. Los ensayos celulares in vitro, mostraron dinámicas de señalización celular diferentes según el tipo de variante analizada en los genes NF1 y SPRED1. En particular, la hiperactivación de ERK emergió como el evento molecular más determinante para la patogenicidad de las variantes. La coactivación de p38 identificó variantes de mayor severidad clínica, mientras que la relación inversa p- ERK/p-AKT(Ser473) reveló un circuito de retroalimentación negativa entre las rutas de señalización MAPK y PI3K/AKT. Los ensayos de proliferación celular y el análisis cuantitativo del tamaño celular revelaron fenotipos consistentes con el grado de desregulación de MAPK, proporcionando biomarcadores fenotípicos adicionales para diferenciar entre variantes patogénicas y benignas en ambos genes. La relevancia tisular de HEK293T (contextos epiteliales/neuroectodérmicos) y NIH3T3 (mesenquimales) permitió reproducir la heterogeneidad clínica observada en pacientes. Los resultados de esta tesis doctoral han permitido reclasificar variantes de significado incierto en ambos genes e identificar la hiperactivación de ERK como diana terapéutica prioritaria, apoyando el uso de inhibidores de MEK en contextos compatibles con esta desregulación. En conjunto, este trabajo establece un marco integral para la interpretación funcional de variantes en RASopatías y para el desarrollo de futuras estrategias de medicina personalizada.; [EN] RASopathies associated with alterations in the NF1 and SPRED1 genes exhibit marked clinical and molecular heterogeneity, where the main challenge after genetic diagnosis lies in the functional interpretation of the identified variants. To address this issue, this doctoral thesis established a multidisciplinary experimental workflow that integrates the analysis of NF1 and SPRED1 variants reported in public databases and in patients from the DIERCyL cohort, together with in silico structural and protein-stability modeling, cellular signaling assays, proliferation studies, and morphometric analyses in HEK293T and NIH3T3 cell lines. Database analyses identified critical structural hotspots in neurofibromin (CSRD, GRD, and Armadillo1), whereas SPRED1 variants showed a more homogeneous distribution, suggesting distinct pathogenic mechanisms. In patient-derived NF1 and SPRED1 variants, energy-based analyses revealed a continuous spectrum in neurofibromin, ranging from haploinsufficiency to dominant-negative effects in late truncating variants, while SPRED1 alterations predominantly showed loss-of-function behavior. The in vitro cellular assays revealed distinct signaling dynamics depending on the type of variant analyzed in NF1 and SPRED1. Notably, ERK hyperactivation emerged as the most determinant molecular event for pathogenicity. Co-activation of p38 identified variants associated with more severe clinical outcomes, whereas the inverse p-ERK/p- AKT(Ser473) relationship revealed a negative feedback circuit between the MAPK and PI3K/AKT pathways. Cell-proliferation assays and quantitative cell-size analyses uncovered phenotypes consistent with the degree of MAPK deregulation, providing additional phenotypic biomarkers to discriminate between pathogenic and benign variants in both genes. The tissue relevance of HEK293T (epithelial/neuroectodermal contexts) and NIH3T3 (mesenchymal) cells allowed us to recapitulate the clinical heterogeneity observed in patients. The results of this doctoral thesis enabled the reclassification of variants of uncertain significance in both genes and identified ERK hyperactivation as a priority therapeutic target, supporting the use of MEK inhibitors in contexts consistent with this dysregulation. Taken together, this work establishes a comprehensive framework for the functional interpretation of variants in RASopathies and for the development of future personalizedmedicine strategies.

Análisis de la interacción entre la bacteria promotora de crecimiento vegetal Pseudomonas sp. CDVBN 10-B y cultivos de interés agrícola

2026-02-19T02:09:51Z

[ES] El uso indiscriminado de fertilizantes y pesticidas químicos en los sistemas agrícolas ha provocado una degradación progresiva de la calidad del suelo, alteraciones en la estructura y funcionalidad de las comunidades microbianas, así como la contaminación de otros ecosistemas. Frente a esta problemática ambiental, las bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPB) se presentan como una alternativa biotecnológica sostenible, con el potencial de mantener o incluso mejorar el rendimiento de los cultivos sin comprometer la salud del ecosistema. El potencial de las PGPB se basa en diversos mecanismos, entre los que se destacan la colonización eficiente de tejidos vegetales en uno o varios hospedadores, la capacidad de facilitar la disponibilidad de nutrientes esenciales y la modulación de los niveles hormonales en las plantas. A través de estos mecanismos, dichas bacterias pueden influir de manera determinante en procesos fisiológicos clave, tales como la modificación de la arquitectura del sistema radicular, lo que favorece la adaptación del hospedador a su entorno, potencia interacciones sinérgicas con otros microorganismos beneficiosos y promueve una mayor resistencia frente a condiciones adversas como sequía o la salinidad. Las cepas bacterianas que presentan estas características se consideran candidatas para el desarrollo de bioinoculantes, susceptibles de ser formulados, producidos a escala industrial, distribuidos y aplicados en sistemas agrícolas. No obstante, los buenos resultados de estos bioinoculantes in vitro no garantizan la efectividad del producto bajo condiciones reales. Por tanto, durante el proceso de formulación es indispensable evaluar aspectos críticos como la estabilidad del producto, su vida útil y, fundamentalmente, su eficacia bajo condiciones no controladas. En este contexto, la cepa Pseudomonas sp. CDVBN10, endófito de raíces de colza, ha demostrado tener potencial como PGPB. Análisis genómicos y bioquímicos han evidenciado su capacidad para producir sideróforos, solubilizar fosfatos, sintetizar ácido indol-3-acético (AIA), presentar actividad ACC desaminasa y formar biofilm en la superficie radicular. Ensayos funcionales adicionales confirmaron su eficacia para promover el crecimiento de colza y cultivos hortícolas como espinaca y cilantro (Jiménez-Gómez, 2020; Jiménez-Gómez et al., 2020). La cepa CDVBN10-B deriva de la cepa CDVBN10, pero cuenta con una deleción genómica de origen desconocido que fue descubierta tras finalizar la presente tesis doctoral. No obstante, nuestros estudios han demostrado que esta cepa sigue manifestando las citadas propiedades. El objetivo general de la presente tesis doctoral es profundizar en la caracterización funcional de la cepa Pseudomonas sp. CDVBN10-B como un bioinoculante de amplio espectro. Para ello, se plantea la caracterización exhaustiva de su potencial como PGPB en cultivos de interés agronómico, la evaluación de los mecanismos moleculares implicados en su interacción con la planta, la remodelación de la arquitectura radicular y la inducción de resistencia sistémica, así como el diseño de un bioinoculante efectivo para su aplicación en condiciones de campo.; [EN] The indiscriminate use of chemical fertilizers and pesticides in agricultural systems has led to progressive soil degradation, disruptions in the structure and functionality of microbial communities, and contamination of surrounding ecosystems. In response to this environmental challenge, plant growth-promoting bacteria (PGPB) have emerged as a sustainable biotechnological alternative with the potential to maintain or even enhance crop yields without compromising ecosystem health. The potential of PGPB relies on several mechanisms, including efficient colonization of plant tissues in one or more hosts, enhanced availability of essential nutrients, and modulation of plant hormone levels. Through these mechanisms, PGPB can significantly influence key physiological processes such as the modification of root system architecture, thereby improving host adaptation to environmental conditions, facilitating synergistic interactions with other beneficial microorganisms, and enhancing tolerance to abiotic stresses such as drought and salinity. Bacterial strains exhibiting these traits are considered suitable candidates for the development of bioinoculants that can be formulated, produced at an industrial scale, distributed, and applied in agricultural systems. However, successful in vitro performance does not necessarily guarantee product effectiveness under field conditions. Thus, formulation development must include the assessment of critical factors such as product stability, shelf life, and, above all, efficacy under non-controlled environments. In this context, Pseudomonas sp. CDVBN10, an endophyte isolated from rapeseed roots, has demonstrated potential as PGPB. Genomic and biochemical analyses revealed its ability to produce siderophores, solubilize phosphate, synthesize indole-3-acetic acid (IAA), exhibit ACC deaminase activity, and form biofilms on root surfaces. Additional functional assays confirmed its capacity to promote the growth of rapeseed and horticultural crops such as spinach and coriander (Jiménez-Gómez, 2020; Jiménez-Gómez et al., 2020). CDVBN10-B, a derivative of strain CDVBN10, was later found to harbor a genomic deletion of unknown origin, identified upon completion of this doctoral thesis. Nevertheless, our studies have shown that this strain retains the aforementioned properties. The overall objective of this doctoral thesis is to conduct an in-depth functional characterization of Pseudomonas sp. CDVBN10-B as a broad-spectrum bioinoculant. This includes a comprehensive evaluation of its potential as PGPB in crops of agronomic interest, investigation of the molecular mechanisms involved in its interaction with host plants, its role in remodeling root architecture and inducing systemic resistance, and the development of an effective bioinoculant suitable for field application.

Analysis of PTPN11 variants identified in pediatric patients diagnosed with Noonan syndrome

2025-10-05T01:09:40Z

[EN] Germline PTPN11 mutations drive Noonan syndrome (NS) and related RASopathies through dysregulated SHP2 function. However, the functional consequences of many of them remain poorly characterized. In this study, ten PTPN11 variants from 18 pediatric patients, including 14 diagnosed with NS and 4 with Noonan syndrome with multiple lentigines (NSML), are characterized integrating clinical data with multi-platform functional analyses. Bioinformatics analysis of ClinVar and COSMIC datasets revealed mutational hotspots concentrated in the N-SH2 regulatory and PTP catalytic domains, mirroring pathogenic variant distributions. Clinical characterization uncovered distinct genotype-phenotype correlations: variants in exons 3, 8, and 13 (c.172A>G, c.922A>G, c.1471C>A) associated with severe growth impairment and cardiac defects, while exon 12 variants (c.1403C>T) showed preserved cognition. Stable cell line models using HEK293T and NIH/3T3, revealed consistent variant-specific impacts on SHP2 protein levels and downstream signaling. Variants c.172A>G and c.922A>G induced ERK hyperactivation despite differential SHP2 expression, while c.1282G>A showed paradoxical high expression with impaired signaling. We also identified and validated the pathogenicity of a novel variant (c.1432A>G) causing thrombocytopenia and hepatosplenomegaly, expanding known oncologic risks beyond JMML. Nine of the ten variants under study exhibited gain-of-function properties, while only the NSML-linked c.1403C>T variant showed loss-of-function characteristics based on the results obtained. Transient in ovo overexpression had no major impact on chicken embryo early development, aligning with human data suggesting minimal embryonic effects. Our findings establish novel structure-function relationships in SHP2, clarify molecular mechanisms underlying phenotypic variability, and demonstrate the necessity of functional validation for variants of uncertain significance, particularly at non-canonical sites. This study establishes a framework for classifying PTPN11 variants based on their molecular and clinical effects, enabling personalized management of NS and NSML.; [ES] Mutaciones germinales de PTPN11 se relacionan con síndrome de Noonan (NS) y otras RASopatías a través de la desregulación de SHP2. Sin embargo, las consecuencias funcionales de muchas de ellas siguen poco caracterizadas. En este estudio, diez variantes de PTPN11 de 18 pacientes, incluyendo 14 con NS y 4 con NS con múltiples lentigos (NSML), se caracterizan integrando datos clínicos y análisis funcionales. Los análisis bioinformáticos de ClinVar y COSMIC revelaron hotspots mutacionales en los dominios regulador N-SH2 y catalítico PTP, reflejando la distribución de variantes patogénicas. La caracterización clínica mostró correlaciones genotipo-fenotipo: variantes en exones 3, 8 y 13 (c.172A>G, c.922A>G, c.1471C>A) se asocian a alteraciones graves del crecimiento y defectos cardíacos, mientras que variantes en exón 12 (c.1403C>T) mostraron cognición preservada. Modelos celulares estables en HEK293T y NIH/3T3 revelaron impacto consistentes y diferenciales para cada variante en los niveles de SHP2 y la señalización. Las variantes c.172A>G y c.922A>G indujeron hiperactivación de ERK a pesar de expresión diferencial de SHP2, mientras que c.1282G>A mostró expresión elevada y señalización deficiente. Se identificó y validó la patogenicidad de una variante nueva (c.1432A>G) asociada a trombocitopenia y hepatoesplenomegalia, ampliando los riesgos oncológicos más allá de JMML. Nueve variantes exhibieron ganancia de función, mientras que solo la asociada a NSML (c.1403C>T) mostró pérdida de función. La sobreexpresión transitoria in ovo no impactó significativamente el desarrollo temprano del embrión de pollo, concordando con datos humanos que sugieren efectos embrionarios mínimos. Nuestros resultados establecen nuevas relaciones estructura-función en SHP2, aclaran mecanismos moleculares detrás de la variabilidad fenotípica y destacan la necesidad de validar funcionalmente variantes de significado incierto, especialmente en sitios no canónicos. Este estudio ofrece un marco para clasificar variantes de PTPN11 según sus efectos moleculares y clínicos, facilitando una gestión personalizada de NS y NSML.

Gestión de los microbiomas asociados a cultivos de interés de interés agroalimentario para su uso como probióticos vegetales

2025-05-24T02:04:02Z

[ES]Existe una gran variedad de microorganismos (bacterias, arqueas, hongos, protistas, etc.) que han sido encontrados en prácticamente todos los ambientes de la Tierra, desde suelos y océanos hasta ambientes extremos como fuentes termales y zonas polares (Amri et al., 2023; Malesevic et al., 2023; Ordóñez-Enireb et al., 2022; Romanenko et al., 2023). Todos ellos juegan un papel importante en la sostenibilidad del ecosistema en el que están presentes mediante diferentes roles. Algunos participan en el ciclo de los nutrientes; ya sea descomponiendo materia orgánica, liberando nutrientes esenciales como nitrógeno, fósforo y carbono, que son reutilizados por otras formas de vida (Pelikan et al., 2021); o mediante la fijación de nitrógeno atmosférico, convirtiendo éste en formas utilizables por las plantas, un proceso crucial para la productividad agrícola y la salud del ecosistema (Sun et al., 2021a).

Análisis del endobacterioma asociado a Rubus ulmifolius Schott, evaluación del potencial antifúngico del volatiloma bacteriano vinculado y estudio de la influencia de cepas de los géneros Arthrobacter y Rhizobium en la variación de la expresión génica relacionada con la tolerancia al estrés oxidativo en el modelo in vivo Caenorhabditis elegans

2025-04-30T19:41:56Z

[ES]La población humana está en constante crecimiento y, a partir de la Revolución Industrial, experimentó un incremento exponencial descontrolado. La agricultura es la base de la alimentación humana y, para satisfacer la continua demanda de alimentos, ha tenido que evolucionar y mejorar para conseguir cultivos más eficientes. Los fertilizantes y pesticidas químicos son dos de los factores más importantes en la agricultura que aportan los nutrientes necesarios a los cultivos y los protegen de las enfermedades. El uso de los fertilizantes y de los pesticidas ha ido en aumento desde su incorporación a la agricultura. Entre el año 2000 y el 2021, el consumo mundial de fertilizantes aumentó en un 144,3%, mientras que el consumo de los pesticidas aumentó en un 162,3%. En la actualidad, se han descrito una serie de consecuencias negativas relacionadas con la salud ambiental y la humana, derivadas del uso excesivo de los compuestos agroquímicos. El exceso de estos productos que no son absorbidos por las plantas, son acumulados en los suelos. Estos, ya sea por la lluvia, la erosión del suelo, el riego o la infiltración, acaban en las aguas subterráneas y los acuíferos, lo que altera las características fisicoquímicas del agua y la contamina. Además, el uso excesivo de los pesticidas químicos ha dado lugar a la aparición de cepas de microorganismos fitopatógenos resistentes a estos compuestos, los cuales acaban perdiendo su efectividad y capacidad de control. Por esta razón, en los últimos años, las diferentes legislaciones gubernamentales y supragubernamentales se han vuelto más estrictas con respecto al uso de este tipo de compuestos químicos, por lo que es necesaria la búsqueda de alternativas más sostenibles. Una de las alternativas propuestas es el uso de bioestimulantes o biopesticidas. Por un lado, los bioestimulantes son compuestos formulados en base a microorganismos PGP (Plant Growth Promotion) que poseen diferentes mecanismos de acción que inducen el crecimiento vegetal. Por otro lado, los biopesticidas son formulados en base a microorganismos que poseen actividad antagonista frente a algún fitopatógeno, ya sea porque lo combaten o porque previenen la infección. La mayoría de estos microorganismos con interés agronómico utilizados para estos fines provienen o bien de los suelos, ya que están relacionados con la fertilidad y la productividad del suelo; o bien del interior de los tejidos vegetales, pues son organismos capaces de establecer relaciones ás estrechas con las plantas que los microorganismos edáficos. En este sentido, tanto los microorganismos edáficos como los que habitan en el interior de las plantas, llamados endófitos, pueden tener un rol activo en el mantenimiento de los sistemas agrícolas. El estudio de estos microorganismos y de sus interacciones con las plantas puede abrir nuevas puertas al desarrollo de nuevos bioestimulantes o biopesticidas. Los microorganismos del suelo desempeñan funciones que son esenciales para el mantenimiento de los ecosistemas. Además, inducen el crecimiento de las plantas y mejoran la salud vegetal, por lo que son considerados como un importante recurso para el mantenimiento de la sostenibilidad en los sistemas agrícola. La interacción entre las plantas y los microorganismos del suelo no es unidireccional, ya que las plantas también influyen en la microbiota edáfica. En este sentido, diversos estudios apoyan la teoría de que las plantas reclutan a microorganismos específicos mediante la liberación de exudados, que las ayudan en la adquisición de nutrientes y la mitigación de estreses tanto bióticos como abióticos. Estos microorganismos pueden colonizar los tejidos de la planta y establecerse en su interior, pasando a ser considerados microorganismos endófitos, los cuales ahora conforman el microbioma de la planta. Este conjunto de microorganismos está involucrado en el mantenimiento del estado de la salud y la nutrición óptima de la planta. El origen de los microorganismos que interaccionan con las plantas es diverso. La mayoría son reclutados a partir del suelo circundante, y conforman la microbiota rizosférica de la planta, mientras que otros provienen del ambiente aéreo y tienen una influencia determinante sobre la microbiota filosférica, en la superficie de los tejidos vegetales. Tanto los microorganismos que conforman la rizosfera como los que conforman la filosfera pueden acabar colonizando el interior de las plantas y así establecerse en la endosfera. Para ello, deben de atravesar y de penetrar los tejidos vegetales. Las estimaciones indican que el suelo rizosférico es el contribuyente mayoritario de la microbiota endófita de las plantas,contribuyendo con más de dos tercios de la diversidad bacteriana y la fúngica. Además, la composición de los ambientes endofíticos es diversa, variando no solo entre las plantas sino también entre los compartimentos de un mismo individuo. Dado que estos microorganismos están intrínsecamente ligados a la planta, es probable que muchos de ellos posean mecanismos beneficiosos para las plantas. Sin embargo, muchas de estas funciones siguen sin estar caracterizadas. Las nuevas técnicas de secuenciación masiva evitan algunas de las limitaciones asociadas al cultivo de microorganismos ya que permiten analizar toda la comunidad, incluidas las células que están inactivas. Estos microorganismos pueden contar con diferentes mecanismos que sirvan para el desarrollo de bioestimulantes o biopesticidas. Por un lado, los bioestimulantes cuentan con mecanismos de promoción del crecimiento vegetal, que facilitan la adquisición de nutrientes como el nitrógeno, el fósforo, el potasio o el hierro o intervienen en la regulación hormonal de la planta. Por otro lado, los biopesticidas cuentan con mecanismos de protección frente a patógenos, como la producción de moléculas antibióticas o la inducción de la resistencia sistémica en la planta.

Selección de bacterias bioestimulantes para trigo duro y maíz común, y búsqueda de nuevos agentes de biocontrol frente a fitopatógenos mediante el análisis del bacterioma del escarabajo de la corteza del abeto europeo (lps typographus)

2025-04-30T19:41:58Z

[EN]World population is growing at an unprecedented rate, reaching 8 billion people in 2023 and projected to surpass 9 billion by 2050. This situation implies an increasing number of resources needed to meet humanity's demand for food and other necessities, intensifying human impacts on natural ecosystems. In this context, wheat and maize play a crucial role in human nutrition as they are two major crops worldwide, accounting for 28% of the global agricultural yield. However, current agricultural practices heavily rely on inorganic fertilizers and pesticides to achieve high yields. This causes significant environmental degradation. Inorganic fertilizers production is largely based on fossil fuels, contributing to greenhouse gas emissions and local acidification. Moreover, the overuse of these products degrades soil quality and leads to nutrient accumulation in freshwater systems, causing eutrophication. On the other side, phytopathogens, if not treated, are predicted to reduce cereal yield in around 32%, mostly because of fungi-caused diseases. Chemical pesticides are non-specific, persistent in the environment, and can lead to the development of resistances, reducing their effectiveness. This situation necessitates a paradigm shift in agriculture to address these issues, leading to the development of more sustainable practices. Bacterial inoculants based on plant-growth promoting bacteria (PGPB) can benefit plant development and provide protection against pests and diseases. PGPB action mechanisms enhance nutrient availability, stimulate plant growth, induce plant resistances to biotic and abiotic stresses, and provide protection against phytopathogens by competition and/or antagonism. PGPB based biostimulants have the potential to increase crop yields and quality without relying on chemical additives or, at least, reducing the dependence on them. Similarly, bacterial biocontrol agents (BBCA) based on PGPB can protect plants against phytopathogens meanwhile reducing the use of chemical pesticides. Recent studies revealed that insects might harbour more bacterial strains with strong antagonistic capacities against microbial pathogens than other niches, such as soil or plants. The Ips typographus bark beetle ecological context and previous studies suggest that bacterial associates to this beetle may have biocontrol potential against pathogenic fungi, representing an almost unexplored niche for obtaining strains with BBCA capacities. In this thesis, different laboratory, field, and computational techniques were used to search for bacterial inoculants of interest for wheat and maize plants, promoting their growth and protecting them against phytopathogens. The work has been divided in two sections: Section I includes the work carried out in the search for bacteria with biostimulant potential for durum wheat and common corn. Meanwhile, Section II focused on the search for BBCA of interest for forestry and crops management, with special interest in durum wheat, in a novel niche for BBCA, the Ips typographus bark beetle.

Biocontrol de microorganismos que alteran el vino

2025-04-30T19:42:00Z

[ES] El vino ha sido una parte integral de la civilización humana durante miles de años, y los primeros signos de actividades vitivinícolas a gran escala se remontan al menos al 5000 a.C. Durante los milenios siguientes, se aplicaron estrategias de mejoramiento tradicional y selección a los precursores silvestres de las vides modernas para proporcionarnos la variedad de cultivares de Vitis vinifera que se utilizan hoy en día en la producción de vino. Sin embargo, no fue hasta los siglos XIX y XX cuando se comenzaron a clasificar formalmente los microorganismos que eran responsables de la conversión del mosto de uva en vino (Fig. 1). Finalmente se identificó a la levadura Saccharomyces cerevisiae como el principal microorganismo responsable de la producción de vino, y se demostró que la bacteria Oenococcus oeni es responsable de la fermentación maloláctica, una fermentación secundaria que tiene lugar en muchos vinos (Borneman et al., 2013).

Caracterización del volatiloma y efecto de la inoculación de cepas de los géneros Pseudomonas, Priestia y Rhizobium en la variación de la expresión génica referida a la mitigación del estrés salino vegetal y análisis de la influencia de los compuestos fenólicos en el sistema modelo in vivo Caenorhabditis elegans

2025-09-03T11:26:58Z

[ES] El objetivo general de la presente tesis doctoral es el desarrollo de bioinoculantes bacterianos multifuncionales, obtenidos mediante el aislamiento y la caracterización de bacterias rizosféricas y endófitas de especies vegetales, y el análisis funcional y molecular de su capacidad para mitigar los efectos dañinos del estrés salino y de mejorar las propiedades nutricionales de cultivos hortícolas de interés agroalimentario.

Impacto de la Farmacogenética en la Medicina Personalizada de Precisión aplicada a la Prescripción Terapéutica

2025-09-03T11:33:16Z

[ES] La seguridad del paciente en la prescripción farmacológica es un objetivo primordial en la asistencia sanitaria y está directamente relacionada con la respuesta individual al tratamiento. Dicha respuesta está condicionada en gran medida por los factores genéticos. En este sentido, la Farmacogenética se basa en el estudio de las variantes génicas que influyen en la respuesta individual a los fármacos. Surge así la Medicina Personalizada de Precisión, como un nuevo enfoque respecto a la Medicina Clásica, centrado en el paciente de forma individual. En este trabajo nos proponemos estudiar las características específicas de los pacientes a los que se les ha realizado el estudio farmacogenético para el ajuste racionalizado de la medicación. Para ello nos planteamos analizar las características clínico-biológicas, la prescripción farmacológica y el perfil farmacogenético de los pacientes para finalmente evaluar la relevancia clínica de los resultados obtenidos. Así mismo, hemos realizado una aproximación del estudio de variantes estructurales de CYP2D6 y una comparación de los resultados obtenidos por medio de dos estrategias de genotipado. Además, la información disponible en la actualidad sobre recomendaciones internacionales se emite en relación con los fármacos individuales, y, sin embargo, los pacientes se presentan en su mayoría en un contexto de politerapia. Por todo ello, el estudio se ha realizado mediante la aplicación de un modelo propio denominado 5SPM de Medicina de Precisión, en 5 pasos, utilizando el genotipado de marcadores mediante técnicas de Biología Molecular y el posterior análisis in silico de los datos. Un modelo internacionalmente innovador que enfoca el ajuste terapéutico considerando el contexto de la polimedicación. En este trabajo hemos obtenido varios resultados con relevancia clínica en relación con distintos marcadores como CYP2C9, CYP3A5 y CYP2D6 y hemos identificado la presencia de un porcentaje importante de pacientes portadores de genotipos asociados a disminución de la actividad enzimática de alguno de los marcadores estudiados, lo que pone de manifiesto la enorme importancia de realizar estudios farmacogenéticos actualizados, en especial en aquellos pacientes polimedicados. [EN] One of the main objectives in health care is patient safety in pharmacological prescription, which directly correlates to the individual treatment response. Genetic factors largely condition this response. In this way, Pharmacogenetics is based on the study of genetic variants that influence the individual response to drugs. Thus, arises Personalized Precision Medicine as a new approach to Classical Medicine, focused on the patient’s individuality. In this study we will try to study the specific characteristics of the patients treated using a pharmacogenetic study for the rational adjustment of the medication. In order to do so, we propose to analyze the biological-clinical characteristics, the pharmacological prescription and the pharmacogenetic profile of the patients, finally evaluating the clinical relevance of the results that have been obtained. Likewise, we have carried out an approach to studying structural variations of CYP2D6 and comparing the results obtained through different types of genotyping. In addition, the available international information in mainly related to individual drugs, however, in actual life, patients are under polypharmacy. Considering that, this study carried out applying 5SPM of Precision Medicine in 5 steps, an own model, using the pharmacogenotyping techniques and the subsequent in silico data analysis. This is an internatonial innovative model owing to the fact that it takes into account the complete context of patient therapy. In this work, we have obtained results with clinical relevance related to different markers such as CYP2C9, CYP3A5, and CYP2D6, and we have identified a significant amount of patients that have genotypes associated with a decrease in the enzymatic activity of some of the studied markers, which shows the enormous importance of doing innovative pharmacogenetic studies, especially in polymedicated patients.

La interacción de Micromonospora con su planta huésped y el microbioma circundante

2025-04-30T19:42:02Z

[ES] La Unión Europea depende en gran medida de las importaciones de soja (> 70%) como fuente de proteínas, ya que la producción local apenas cubre el 5% de la demanda interna. Por ello, es necesario explorar fuentes alternativas para reducir esta dependencia. Entre las leguminosas, Lupinus angustifolius es una opción dado su alto valor proteico y su uso para la alimentación animal y humana. Esta leguminosa es una planta autóctona del continente europeo, que está bien adaptada a las condiciones climáticas de otras regiones como puede ser Australia o América. También crece de forma silvestre en suelos pobres gracias a su capacidad para fijar nitrógeno en simbiosis con bacterias. La adaptación de dicha planta puede deberse en parte a los microorganismos asociados a sus raíces, que le proporcionan estabilidad y resistencia, además de moléculas promotoras del crecimiento vegetal y nutrientes. Las comunidades microbianas asociadas a las plantas se ven influenciadas por diversos factores como son el genotipo/especie del huésped, el tipo de suelo, compartimento de la planta y estación climática, entre otros. Separar estos factores para saber cuáles son los que más influyen en la asociación de microorganismos a las plantas es una tarea muy complicada puesto que ninguno se da de forma independiente. En el primer capítulo de esta tesis doctoral, se abordó esta temática estudiando las variaciones estacionales y geográficas de la microbiota del suelo, y caracterizando el microbioma asociado a la planta Lupinus angustifolius en diferentes condiciones de cultivo mediante técnicas independientes de cultivo. En el segundo capítulo, el objetivo fue el aislamiento e identificación molecular de la comunidad bacteriana presente en los distintos tejidos de la planta y la generación de una colección de cepas asociada al microbioma de L. angustifolius. Con los resultados obtenidos en los dos primeros capítulos, se describió por primera vez el microbioma core de la planta L. angustifolius. En el tercer y último capítulo de esta tesis doctoral se trató de descifrar las interacciones de Micromonospora con su planta huésped y el microbioma asociado, empleando para tal fin la información obtenida en los capítulos anteriores. Se desarrollaron siete comunidades sintéticas que se inocularon en experimentos in planta, en condiciones de invernadero en un suelo con su comunidad natural, y en un sistema gnotobiótico con un sustrato estéril. Posteriormente se evaluó mediante técnicas independientes de cultivo cómo se ensamblaban los microorganismos a la raíz y cuál era el efecto de las distintas SynComs en la planta huésped y el microbioma circundante. [EN] The European Union highly depends on soy imports (> 70%) as a protein source since local production barely covers 5% of its internal demand. Thus, it is necessary to explore alternative sources to reduce this dependency. Among legumes, Lupinus angustifolius is an important alternative given its high protein value and use for animal and human nutrition. This legume is a native plant of Europe, well adapted to the climatic conditions of many countries. It also thrives in poor soils due to its capacity to fix nitrogen. Plant adaptation may be partly due to the microorganisms associated with its roots, providing stability and resilience, in addition to plant growth promoting molecules and nutrients. Plant-associated microbial communities are influenced by several factors such as host genotype/species, soil type, plant compartment and climatic season, among others. Separating these factors to understand which are the most influential in the association of microorganisms to plants is a very complex task as they do not occur independently. In the first chapter of this doctoral thesis, this topic was addressed by studying seasonal and geographical variations in the soil microbiota, and characterizing the microbiome associated with the plant Lupinus angustifolius under different cultivation conditions using an independent culture methodology. The results of the soil samples analysed suggest that the difference in the microbial community composition observed between the two sampling locations, Cabrerizos and Salamanca, was partly due to differences in soil conditions. None of the communities analysed (bacterial and fungal) showed differences in alpha diversity (Shannon index) between the climatic seasons in which the samples were collected. Beta diversity (Bray-Curtis-based principal coordinate analysis) for both microbial communities separated the samples into two groups according to soil type. In the case of bacteria, it was observed that, in addition, subgroups were formed according to the climatic seasons for the Salamanca soil. Interestingly, this also occurred with the fungal communities, where the samples were separated by season in both soil types. These results suggest that the main difference in soil microbial communities is due to edaphic properties, although environmental factors such as temperature, humidity or rainfall also influence the diversity of soil microbial communities. In addition, the microbiome associated with the legume Lupinus angustifolius cultivated under natural and greenhouse conditions was also characterized. For this purpose, wild and greenhouse-grown plants were collected from the same locations and analysed by 16S rRNA gene and ITS-2 gene profiling. Bacterial communities were characterized in the different plant compartments (rhizosphere, roots, nodules and leaves) while ITS profiles were restricted to the soil and rhizosphere. As previously reported for other plants, the highest richness was found in the rhizosphere, followed by the roots, leaves, and nodules. Within the rhizosphere, the bacterial richness in the in Salamanca plants was lower, especially for the field samples, probably affected by a pH below 7 and high amounts of P and K. In general, the compartments from the plants grown under greenhouse conditions showed a slightly higher bacterial diversity when compared to the wild plants. Within the fungal communities, the Shannon index was significantly higher in soil than rhizosphere samples (P<0.0001). In soils, diversity was similar for all seasons, except for spring, being lower in both locations, while in the rhizosphere, the field samples from Cabrerizos registered a significantly higher diversity than the greenhouse samples while the opposite occurred in Salamanca (P<0.0001). In both growing conditions and soils, the phyla with the highest cumulative relative abundance in all plant compartments were Pseudomonadota (Alphaproteobacteria - the most abundant taxon) and Mucoromycota. It was confirmed that L. angustifolius is a plant with a high bacterial and fungal diversity associated. In the second chapter, the objective was the isolation and molecular identification of the bacterial community present in the different plant tissues of L. angustifolius, to generate a collection of strains for downstream studies. Based on the metagenomics results, we selected 52 target genera with a relative abundance >1% and designed several isolation protocols. A total of 722 bacterial strains were isolated. As expected, the highest number of isolates was obtained in the rhizosphere compartment and a similar pattern was observed with a decreasing diversity gradient starting from the rhizosphere followed by the roots, leaves and nodules. In total, 87 different genera were identified, of which 19 had more than 10 isolates. The most abundant strains were identified in the genera Pseudomonas, Streptomyces, Agrobacterium, Bacillus and Pseudoclavibacter. In this work, 51.9% of the searched genera were isolated, and 74.7% of the isolated genera were identified by metagenomics, but 19.6% could not be detected in any plant compartment by metagenomics. Plant pathogenicity assays showed that 29% of the L. angustifolius isolates were potentially pathogenic for Arabidopsis thaliana Col-0. In turn, 394 strains (55%) were found to be non-pathogenic and 116 (16%) promoted the growth of A. thaliana. Analysis of metagenomics and culturomics results identified a core microbiome of the host plant L. angustifolius that included Acidovorax, Bradyrhizobium, Caulobacter, Chitinophaga, Flavobacterium, Kribella, Massilia, Pseudomonas, Pseudoxanthomonas, Rhizobium, Sphingomonas, Streptomyces and Variovorax. The composition and diversity of the identified host plant-associated bacteriome varied slightly between sampling locations and growing conditions. The genera identified as the core microbiome were present in more than 80% of the samples analysed. In chapter three of this work, the aim was to decipher the interactions of Micromonospora with its host plant and the associated microbiome, using the information obtained in the previous two chapters. Seven different synthetic communities (SynComs) were designed using bacterial strains isolated from the rhizosphere and roots of L. angustifolius to study their effect on the root and rhizosphere of the plant. In addition, we wanted to learn if the selected strains had any effect on the host plant and the natural bacterial communities present in the cultivation soils. After obtaining the genomes of the bacterial strains included in the different SynComs, a comparative genomic analysis was carried out, confirming that all the selected strains had genes with functions related to plant association and growth promotion. Plants were grown for 8 weeks in unsterilised soil under greenhouse conditions, and several plant parameters were measured and compared against the control plants (uninoculated). The plants inoculated with SynCom_7 showed the best growth and development. Furthermore, 16S rRNA gene profiling showed that the soil samples were the most diverse, followed by rhizosphere and roots (alpha diversity) (Figs. 54 and 55). Beta diversity grouped the samples into three clusters according to compartments: soil, rhizosphere and roots. In addition, a clustering pattern was observed for the SynComs inoculated in the root samples. All consortia that contained the nitrogen fixer, Bradyrhizobium sp. in the synthetic community formed one cluster, while the rest of the SynComs were recovered in a second cluster. The analysis of the bacterial composition of the bulk soil samples confirmed that the synthetic communities did not affect the composition of the soil where the plant was growing. However, when we studied the bacterial composition in the rhizosphere, a slight variation was observed, and the bacterial community of root samples was greatly influenced by the inoculated SynComs. The second part of this chapter consisted in the evaluation of the different SynComs on L. angustifolius plants grown in sterile soil under a gnotobiotic system. As in the first experiment, several growth parameters were registered, observing that plants inoculated with SynCom_7 showed the highest growths, again. Pseudomonas sp. Strain CRA141 showed the closest association with the roots. This result is not unexpected as it is well known that many Pseudomonas strains associate to plant roots. In addition, it was found that Micromonospora sp. Lupac 08 was detected in the rhizosphere and roots, and while this actinobacterium is not part of the core microbiome, it could be considered a "satellite" microorganism with important beneficial functions for the plant. Plant gene expression was related to the effect of the SynComs inoculated. When inoculated consortia included the Bradyrhizobium strain, very little differences were found when compared to the control plants, however, when only the Micromonospora strain and/or the other members of the SynComs were added, the differential gene expression increased threefold (Fig. 62). Gene ontology enrichment analyses revealed that those functions that were enriched by inoculating the different SynComs were clearly related to plant-microbe interaction functions. The same was observed for the enriched metabolic pathways when KEGG analysis was performed.

Ingeniería metabólica en Ashbya gossypii para el desarrollo de bioprocesos industriales. Biología sintética y economía circular

2025-09-03T11:36:11Z

[ES] El Pacto Verde Europeo adoptado por la Comisión Europea tiene como objetivo hacer frente al cambio climático y a la degradación del medio ambiente. En este sentido, es de gran interés el empleo de materias primas renovables y el aprovechamiento de residuos generados por otros sectores e industrias como la biomasa lignocelulósica, constituida por glucosa y xilosa principalmente. En consecuencia, conseguir un uso eficiente de xilosa en fermentaciones microbianas se ha convertido en un objetivo importante en biotecnología. Ashbya gossypii es un hemiascomiceto filamentoso empleado para la producción de riboflavina y otros compuestos de interés industrial como nucleósidos, folatos y biolípidos, entre otros. Su importancia en la industria ha contribuido a su estudio y al desarrollo de herramientas moleculares para su manipulación. La ingeniería metabólica de este hongo ha permitido emplear medios de cultivo con xilosa como única fuente de carbono. Sin embargo, la construcción de diseños más complejos requiere el desarrollo de nuevas herramientas moleculares. En este contexto, se ha diseñado un sistema CRISPR/Cas9 adaptado a A. gossypii. Así, se ha comprobado la introducción eficiente de deleciones, sustituciones e inserciones de nucleótidos sin la integración genómica de marcadores de resistencia. Además, se ha llevado a cabo la caracterización de secuencias promotoras empleando del sistema Dual Luciferase Reporter (DLR). Las secuencias promotoras descritas se agrupan en tres grupos según su actividad transcripcional en promotores fuertes, medios y débiles. Adicionalmente, el sistema DLR se ha empleado para evaluar la funcionalidad de sitios reguladores pertenecientes a genes que controlan la ruta de producción de riboflavina. Por otro lado, mediante el empleo de estas herramientas y las ya existentes, se ha llevado a cabo la modificación de la ruta del mevalonato de A. gossypii para la producción de limoneno en cepas capaces de usar xilosa como única fuente de carbono. La sobreexpresión heteróloga de la limoneno sintasa de Citrus limon, junto con la sobreexpresión de los genes endógenos HMG1 y ERG12, además de la sobreexpresión de la ruta ortogonal NDPS1 ha permitido obtener una cepa de A. gossypii que produce 336.4 mg/L de limoneno en cultivos con xilosa como principal fuente de carbono. Este trabajo aporta nuevas herramientas de edición genómica de A. gossypii para la implementación de nuevas estrategias de ingeniería metabólica, como la producción de monoterpenos, demostrando la versatilidad e importancia de A. gossypii como factoría microbiana capaz de aprovechar residuos agroindustriales ricos en xilosa. [EN] The European Green Deal adopted by the European Commission contains a set of proposals aiming at combating climate change and environmental degradation. In this regard, the utilization of renewable materials and residues such as lignocellulosic biomass, composed mainly by glucose and xylose, it is of great interest. Consequently, the implementation of efficient systems for the utilization of xylose in microbial fermentations has become an important goal in biotechnology. Ashbya gossypii is a filamentous hemiascomycete that is currently exploited to produce riboflavin and other high-value compounds such as nucleosides, folates and biolipids. Its industrial relevance has promoted its research and the development of molecular tools. Therefore, the metabolic engineering of this fungus has enabled to design strains that can grow in cultures with xylose as the only carbon source. However, the construction of highly complex designs relies on the development of new methods to expand the molecular toolkit of this microbial factory. Hence, a one-vector CRISPR/Cas9 system for genomic engineering of A. gossypii has been developed. The efficiency of this genomic edition system as a marker-less approach has been validated for nucleotide deletions, substitutions, and insertions. Besides, an adaptation of the Dual Luciferase Reporter (DLR) system has been implemented for the identification of novel promoters in A. gossypii. The new promoter sequences described can be grouped into three classes according to their transcriptional activity in strong, medium, and weak promoters. In addition, the functionality of regulatory sites belonging to genes that control the riboflavin pathway has been evaluate in A. gossypii with this DLR system. Furthermore, novel strains of A. gossypii have been developed to produce limonene from xylose, through metabolic engineering of the mevalonate pathway. The overexpression of the limonene synthase from Citrus limon together with the overexpression of the endogenous HMG1 and ERG12 genes, and the overexpression of an heterologous orthogonal NDPS1 pathway triggered a limonene accumulation of 336.4 mg/L in cultures with xylose as the main carbon source. This work presents new molecular tools for A. gossypii that can help to promote new advanced strategies for the metabolic engineering of the fungus, such as the production of monoterpenes. This emerging biotechnological application highlights the importance of A. gossypii as a microbial factory that can grow on xylose-rich agro-industrial residues.

Mecanismos moleculares de regulación alostérica de la enzima IMP deshidrogenasa

2025-09-03T11:41:26Z

[ES] La tesis de la que trata este resumen es un compendio de publicaciones. En relación al primer artículo, varias observaciones realizadas en el laboratorio llevaron a plantear la hipótesis de que, en condiciones de crowding macromolecular, las IMPDHs humanas ensamblan in vitro formando estructuras micrométricas semejantes a los cytoophidia. En el artículo, se propuso validar esta hipótesis y caracterizar la dinámica de ensamblaje de cytoophidia en relación con la inhibición alostérica por nucleótidos de guanina. Respecto al segundo artículo del compendio, los dinucleósidos polifosfatos son moléculas ubicuas en las que dos nucleósidos están unidos por una cadena de dos a siete fosfatos. Se ha descrito que el dinucleósido polifosfato Ap4A puede unirse a las IMPDHs bacterianas, ejerciendo un efecto semejante al del ATP [37 y 38]. Un análisis detallado de la estructura de la IMPDH unida a GDP, permitió plantear la hipótesis de que los dinucleósidos polifosfatos podrían unirse de manera simultánea a los dos sitios canónicos de los dominios Bateman. Por ello, en este trabajo se propuso corroborar esta hipótesis y evaluar si los dinucleósidos polifosfatos podrían tener efecto sobre el interruptor conformacional que controla la actividad catalítica de las IMPDHs. Finalmente, la elevada conservación del dominio Bateman y sus sitios canónicos de unión de nucleótidos en las IMPDHs procariotas llevó a plantear la hipótesis de que, muy probablemente, estas enzimas también se controlan de manera alostérica por nucleótidos de purina. En el tercer artículo se propuso analizar los mecanismos de regulación alostérica de la IMPDH de organismos procariotas, así como caracterizarlos desde un punto de vista estructural y funcional.

Estudio de IL5RA como biomarcador genético en Poliposis Nasal

2025-09-03T11:43:15Z

[ES] La IL-5 se caracteriza por su actividad en distintas células diana, entre las que se incluyen los linfocitos B, eosinófilos o basófilos. Es producida por linfocitos T, sobre todo Th2, ILC2 y mastocitos, y ejerce efectos en la proliferación y diferenciación, a través de su receptor (IL-5R), un heterodímero compuesto por una subunidad α específica de ligando (IL-5Rα) y otra subunidad β, común a otros receptores de citocinas. Debido a la relación de la poliposis nasal con la inflamación T2, la evolución de la poliposis nasal asociada al asma con eosinofilia se ha considerado un biomarcador para predecir la respuesta a los anticuerpos antiIL-5 en el asma. La terapia antagonista de IL-5 ha demostrado ser de utilidad en pacientes asmáticos con un fenotipo T2, siendo por lo tanto extensible el potencial de dicho tratamiento al de la inflamación en RSCcPN. La hipótesis principal de este estudio es que los pacientes con RSCcPN, asociados o no a otras patologías de vías respiratorias, atopia, hábitos tóxicos y a más variables clínicopatológicas, presentan una sobreexpresión del gen IL5RA respecto a los controles. La hipótesis secundaria se extrapola de la anterior, y es la posibilidad de considerar IL5RA como un biomarcador de poliposis nasal que pueda ser útil tanto en el diagnóstico, como en el seguimiento y el tratamiento, facilitando una terapia dirigida a determinados grupos de pacientes. En el estudio se plantearon los siguientes objetivos: 1. Determinar los niveles de expresión del gen IL5RA en sangre periférica en una población de pacientes con poliposis nasal frente a un grupo control. 2. Analizar las diferencias de expresión entre distintos fenotipos clínicos. 3. Determinar los niveles de expresión de IL5RA en tejido polipoideo y estudiar su relación con los niveles de expresión en sangre periférica. 4. Estudiar la posible correlación entre la expresión de IL5RA y otros genes que caracterizan grupos patológicos de rinosinusitis crónica, asma y otras enfermedades alérgicas.

Análisis molecular de la subunidad alfa del receptor de la interleucina 5 como posible biomarcador farmacogenético en el asma

2025-09-03T11:49:14Z

[ES] La interleucina 5 desempeña un papel importante en la etiopatogenia del asma y ejerce su función a través de la unión a su receptor, expresado principalmente en la superficie de los eosinófilos. Se han desarrollado nuevas terapias biológicas que actúan contra la subunidad alfa del receptor de la interleucina 5, codificada por el gen IL5RA. Por otro lado, no se dispone de biomarcadores adecuados para la selección y la evaluación de los fármacos biológicos en el asma. Considerando estas premisas, la hipótesis principal sobre la que se asienta este trabajo es que podría existir una asociación entre los niveles de expresión de IL5RA en sangre periférica y la enfermedad asmática. Además, como hipótesis secundaria se postula que IL5RA podría constituir un posible biomarcador de la enfermedad asmática en relación a su implicación en el proceso inflamatorio subyacente, contribuyendo a una mejor caracterización de los pacientes, así como de la respuesta al tratamiento. Los principales objetivos que se plantean son los siguientes: 1. Analizar la expresión transcriptómica de genes asociados con la patología asmática en sangre periférica. 2. Determinar los niveles de expresión de IL5RA en sangre periférica en una población de pacientes asmáticos para su posible caracterización como biomarcador de la enfermedad. 3. Estudiar la posible correlación de los niveles de expresión de IL5RA y el recuento de eosinófilos en los distintos grupos de pacientes asmáticos. 4. Determinar los niveles de expresión de IL5RA antes y después del tratamiento con benralizumab en pacientes con asma eosinofílica grave para su posible caracterización como biomarcador de la respuesta al tratamiento.