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División Ciencias Microbiológicas

DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Y GENÓMICA MICROBIANAS

MICROBIOLOGÍA MOLECULAR

 

 

Perfil

 

La temática en la que más años hemos trabajado está focalizada al estudio de los sistemas y mecanismos que emplean las bacterias para captar hierro y manganeso: dos metales esenciales para la vida celular. En las interacciones entre patógenos bacterianos y hospederos, se ha demostrado que la habilidad del patógeno para adquirir estos metales determina la supervivencia de la bacteria dentro del organismo hospedero. Se ha comprobado también que la disponibilidad de hierro puede servir como una señal que desencadena drásticos cambios en el funcionamiento celular. En el caso de las asociaciones benéficas entre bacterias y hospederos, muy poco se conoce sobre los mecanismos empleados por el simbionte bacteriano para captar el hierro en forma eficiente sin provocar daño al organismo donde se hospeda. En nuestro grupo trabajamos con dos modelos experimentales: Sinorhizobium/Ensifermeliloti 1021 (simbionte de alfalfa y cepa de rizobio de referencia mundial) y Herbaspirillumseropedicae Z67 (diazótrofo endófito de gramíneas).


Otro objetivo de nuestro grupo es el generar conocimientos y preservar nuestros recursos nativos (en particular los microbiológicos y también las plantas). Para ello nos enfocamos en la prospección y conocimiento de rizobios nativos asociados a leguminosas nativas. Particularmente nos interesan los rizobios asociados a leguminosas del grupo de las Mimosoideas.  En esta línea es de destacar el descubrimiento por parte de nuestro grupo de  beta rizobios nativos pertenecientes a los géneros Cupriavidusy Burkholderia.


En los últimos años hemos comenzado también a trabajar en una nueva línea orientada al conocimiento de los sistemas empleados por bacterias antárticas para metabolizar diferentes metales de transición a bajas temperaturas ya sea empleando aproximaciones de metagenómica funcional como microbiología clásica así como en la caracterización de comunidades que colonizan las rocas antárticas (comunidades endolíticas).


Otra línea de trabajo en la que se ha estado trabajando desde hace ya varios años está centrada en la viabilización de  la producción de biocombustibles de segunda y tercera generación mediante la búsqueda de nuevas enzimas y el desarrollo de cepas bacterianas y de levaduras genéticamente modificadas.

 

Profile

 

One of our main interests is to understand the systems and mechanisms used by bacteria to capture iron and manganese: two essential metals for the cell life. In the interactionestablished between bacterial pathogens and their hosts, it has been shown that the pathogen's ability to acquire these metals determines the survival of the bacterium within the host organism. It has also been demonstrated that iron availability is a signal that triggers drastic changes in cellular functioning. Scarce information is available on the mechanisms used by beneficial bacterial symbiont to efficiently capture iron without causing damage to their hosts. Our group has been working with two biological systems: Sinorhizobium / Ensifermeliloti 1021 (a symbiont of alfalfa and a rhizobium strain of reference) and Herbaspirillumseropedicae Z67 (a diazotrophicgrass endophyte).


Our group is also interested in the generation of knowledge and the preservation of our native resources: plants as well as microbes. With this goal, we focused our work on prospecting native rhizobia associated with native or naturalized legumes. We are particularly interested in the rhizobia associated with legumes of the Mimosoideae group. In this area of research is to worth to mention the discovery by our group of native beta rhizobia strains belonging to the Cupriavidus and Burkholderia genera.


Another theme we have been working for several years is focused on the viability of the production of second and third generation biofuels through the search for new enzymes and the development of bacterial strains and genetically modified yeasts.
In recent years we have also begun to work on a new research areafocused on the systems used by Antarctic bacteria to metabolize different transition metals and to produce pigments at low temperatures, either using functional metagenomics approaches as well as classical microbiological techniques. We are particularly interested at characterizing communities that colonize Antarctic rocks (endolithic communities).

 

 

Integrantes

 

Dra. Silvia Batista

Profesor Adjunto de Investigación. Jefa de Grupo.

sbatista@iibce.edu.uy ; silviabeatriz2@gmail.com

Dra. Susana Castro Sowinski

Investigadora Honoraria Asociada al IIBCE.

scastro@iibce.edu.uy ; s.castro.sow@gmail.com

Dra. María Morel

Investigadora Posdoctoral.

mmorel@iibce.edu.uy ; maria.morel.revetria@gmail.com

Mag. Ana Karen Malán

Estudiante de Doctorado PEDECIBA. Becaria ANII.

kmalan@iibce.edu.uy

Mag. Verónica Antelo

Estudiante Doctorado PEDECIBA.

vantelo@iibce.edu.uy

Lic. Matías Giménez

Estudiante de Maestría PEDECIBA. Becario ANII.

gimenezm720@gmail.com

Bach. Mercedes Alonso

Investigadora Honoraria. Estudiante de Grado.

mechepilaralonso@gmail.com

Bach. Braulio Riviezzi

Estudiante de Maestría Biotecnología. Becario ANII.

braulioriviezzi94@gmail.com

Qca. Sabina Fleitas

Investigador Honorario. Pasantía.

sfleitassouto@gmail.com

actualizado el 25-4-2018.

Líneas de investigación:

 

1- Elementos de transferencia horizontal de genes en bacterias de la Isla Rey Jorge (Antártida marítima) y elementos genéticos asociados

Equipo: Verónica Antelo, Matías Giménez, Lucía Balestrazzi
Palabras clave: integrones, plásmidos, origen replicación, asimilación gas-oil

 

2- Ocurrencia de resistencia a antibióticos en poblaciones bacterianas antárticas

Equipo: Gastón Azziz, Mercedes Alonso
Palabras clave: genes de resistencia, selección ambiental

 

3- Optimización de la producción de biopolímeros termoplásticos y biodegradables de origen bacteriano al consumir  xilosa, como azúcar fermentable más abundante de la hemicelulosa

Equipo: Ana Inés Catalán, Ana Karen Malan, Maurizio Andreani, Rocío Gonzalez
Palabras clave: polihidroxialcanoatos, plásticos biodegradables, residuo lignocelulósico

 

4- Construcción de una cepa recombinante de Saccharomyces cerevisiae de origen industrial, capaz de fermentar pentosas a etanol en presencia de glucosa

Equipo: Ana Karen Malan, Alejandra Fagundez
Palabras clave: bioetanol, xilosa, arabinosa, recombinación homóloga, levadura

 

actualizado el 4-6-2016.

Proyectos

 

“Establecimiento de ensambles microbianos en regiones polares sujetas a importantes efectos del cambio climático, su participación en el ciclaje biogeoquímico del carbono, nitrógeno y fósforo”. Instituto Antártico Uruguayo. 2016-2017

"Implicancias de la interacción triple soja-bradirizobios-Delftia sp. JD2 sobre la respuesta vegetal". FMV Modalidad 1 (Fondo María Viñas). Ente financiador: ANII Investigadores: María Morel (Responsable), Braulio Riviezzi y Susana Castro. 2018-2020.

"Desarrollo y validación tecnológica de un inoculante con inductores de nodulación". 3a convocatoria a Proyectos de Inversión del PIEP (Proyecto de Internacionalización de la Especialización Productiva). Ente financiador: PIEP-MIEM. LAGE y cía y parcialmente en el IIBCE. Investigadores: María Morel, Braulio Riviezzi, Célica Cagide y Susana Castro. 2016-2018.

 

actualizado el 4-04-2018.

Publicaciones 2015 - 2019

 

Cagide C, Riviezzi B, Minteguiaga M, Morel MA, Castro-Sowinski S. 2018. Identification of plant compounds involved in the microbe-plant communication during the co-inoculation of soybean with Bradyrhizobium elkanii and Delftia sp. JD2. Molecular Plant-Microbe Interactions. DOI: 10.1094/MPMI-04-18-0080-CR

Jara E, Morel MA, Lamolle G, Castro-Sowinski S, Simón D, Iriarte A, Musto H. 2018. The complex pattern of codon usage evolution in the family Comamonadaceae. Ecological Genetics and Genomics 6:1-8.

Marizcurrena JJ; Martínez-López W, Ma H, Lamparter T, Castro-Sowinski S. 2018. A highly efficient and cost-effective recombinant production of a bacterial photolyase from the Antarctic isolate Hymenobacter sp. UV11. Extremophiles. DOI:10.1007/s00792-018-1059-y

Catalán AI, Malan AK, Ferreira F, Gill PR, Batista SB. 2018. Propionic acid metabolism and poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate production by a prpC mutant of Herbaspirillum seropedicae Z69 . Journal of Biotechnology. 286: 36- 44.  

Valdespino-Castillo PM, Cerqueda-García D, Cecilia Espinosa A, Alcántara-Hernández RJ, Batista S, Merino-Ibarra M, Tas N¸ Falcón LI. 2018. Microbial distribution and turnover in Antarctic microbial mats highlight the relevance of heterotrophic bacteria in low-nutrient environments. FEMS Microbiology Ecology. 94: 9. doi: 10.1093/femsec/fiy129

Callejas C, Azziz G, Souza EM, Gill PR, Batista SB. 2018. Prokaryotic diversity in four microbial mats on the Fildes Peninsula, King George Island, maritime Antarctica. In press: Polar Biology. https://link.springer.com/article/10.1007/s00300-018-2256-y

Antelo V, Guerot AM, Mazel D, Batista SB. 2018. Class 1 integrons in conjugative plasmids of drug-resistant bacteria from Fildes Peninsula of King George Island (maritime Antarctica).  Antarctic Science. 30:22-28.

Antelo V, Romero H, Batista SB. 2015. Detection of integron integrase genes on King George Island, Antarctica. Advances in Polar Science. 26:30-37.

Martínez-Rosales C, Marizcurrena JJ, Iriarte A, Fullana N, Musto H, Castro-Sowinski S. 2015. Characterizing proteases in an Antarctic Janthinobacterium sp. isolate: Evidence of a protease horizontal gene transfer event. Advances in Polar Science 26:88-95.

Morel MA, Braña V, Cagide C, Martínez-Rosales C, Castro-Sowinski S. 2015. Five-year bio-monitoring of aquatic ecosystems near Artigas antarctic scientific base, King George island. Advances in Polar Science. 26:102-106.

Morel MA, Cagide C, Minteguiaga M, Dardanelli M, Castro-Sowinski S. 2015. The pattern of secreted molecules during the co-inoculation of alfalfa plants with Sinorhizobium meliloti and Delftia sp. JD2: an interaction that improves plant yield. Molecular Plant-Microbe Interaction. 28:134-142.

 

LIBROS:

 

Giménez M, Azziz G, Gill PR, Batista S. 2018. The Ecological Role of Microorganisms in the Antarctic Environment. In: The Ecological Role of Micro-organisms in the Antarctic Environment. Ed. S. Castro-Sowinski, Springer. pp85-107. doi.org/10.1007/978-3-030-02786-5_10

Malán AK, Fagúndez A, Gill PR, Batista SB. 2016. “Engineering hemicellulose-derived xylose utilization in Saccharomyces cerevisiae for biotechnological applications”. In: Microbial Models: From Environmental to Industrial Sustainability  ed. S. Castro-Sowinski, Springer pp 41-56.

 

actualizado el 25-3-2019.

Orientación de estudiantes:

 

Pasantías de Grado:

Alejandra Fagúndez. (en curso). Tesina de fin de grado, para la carrera de Lic. en Bioquímica (FCIEN), inicio en noviembre de 2014. Financiación por proyecto ANII_FSE_1_2014_1_102664. “Diseño de cepas de Saccharomyces cerevisiae capaces de fermentar xilosa a etanol”. Orientadora:

Mercedes Alonso. (en curso). Tesina de fin de grado, para la carrera de Lic. en Ciencias Biológicas, opción Microbiología (FCIEN). Orientadora:

Maurizio Andreani, (en curso). Tesina de fin de grado, para la carrera de Lic. en Ciencias Biológicas, opción Biotecnología (FCIEN). Orientadora:

Matías Giménez. (en curso). Tesina de fin de grado, para la carrera de Lic. en Bioquímica (FCIEN). “Detección y estudio de plásmidos en muestras de sedimento/suelo de la Península Fildes (Isla Rey Jorge, Antártida marítima)”. Orientadora:

Rocío González. (en curso). Tesina de fin de grado, para la carrera de Lic. en Bioquímica (FCIEN). “Análisis de aislamientos bacterianos antarticos en su capacidad de acumular polyhidroxialcanoatos”. Orientadora:

Cecilia Herrmann. (en curso). Tesina de fin de grado, para la carrera de Lic. en Ciencias Biológicas, opción Biotecnología (FCIEN). Título de la tesina: "Evaluación de una formulación en base a Bradyrhizobium elkanii y Azospirillum brasilense para cultivos de soja". Licenciatura en Biología. Orientadora:

Mariana Barraco. (en curso). Trabajo de grado de la Licenciatura de Ciencias Biológicas (FC, UdelaR). Orientadora: Silvia Batista.

Célica Cagide. 2014. “Evaluación de la co-inoculación delftia-rizobio y el agregado de rizodeposiciones como biofertilizantes mejorados para el cultivo de alfalfa”. Orientadores: María Morel y Susana Castro.

 

Tesis de Maestrías:

Célica Cagide. (en curso). Analisis del establecimiento de soja mediante el uso del consorcio bradirizobios-Delftia. Orientador: Susana Castro (PEDECIBA) y María Morel (beca ANII).

Daniela Lima. (en curso). “Análisis de la biota microbiana en suelos sometidos a tratamientos periódicos de glifosato” PEDECIBA-Biología. Orientadora: Silvia Batista.

Victoria Braña. (en curso). "Expresión heteróloga de la laccasa de Sinorhizobium meliloti CE52G y sus potenciales aplicaciones tecnológicas". Orientadora: Susana Castro. Maestría en Ciencias Biológicas, PEDECIBA-Biología: Beca Posgrados-ANII 2011.

Martha Ubalde. (en curso). "Aislamiento e identificación de microorganismos tolerantes a plomo: estudios de mecanismos de homeostasis al metal y potenciales aplicaciones biotecnológicas". Maestría en Química, PEDECIBA-Química. Orientadora: Susana Castro.

Ana Karen Malán. 2015. "Estudio del metabolismo de xilosa en Herbaspirillum seropedicae Z69 orientado a optimizar la producción de poli-3-hidroxibutirato a partir de hemicelulosa". Orientadora: Silvia Batista. Maestría en Ciencias Biológicas, PEDECIBA-Biología: Beca Posgrados-ANII 2011.

 

Tesis de Doctorado:

Ana Karen Malán. (en curso). "Estudio del metabolismo de D-xilosa y su regulación en Herbaspirillum seropedicae Z69”. Orientadora:

Verónica Antelo. (en curso). “Análisis de mecanismos de tranferencia horizontal del genes en bacterias de sedimento de la Península Files (Isla Rey Jorge)” Doctorado de Facultad de Química. Orientadora: Silvia Batista.

Ana Inés Catalán. (en curso). "Análisis de flujos metabólicos: estrategia para optimizar la síntesis bacteriana de polímeros de reserva". Orientadores: Silvia Batista y Fernando Ferreira. Doctorado en Química, PEDECIBA-Química: Beca Posgrados-ANII 2011.

Maria A. Morel. 2014. "Aspectos bioquímicos, fisiológicos y agronómicos de la co-inoculacion de alfalfa con Sinorhizobium meliloti y Delftia sp.". Orientadora: Susana Castro. Doctorado en Ciencias Biológicas, PEDECIBA-Biología: Beca Posgrados-ANII 2010.

actualizado el 4-6-2016

Docencia:

 

Curso: ”Avances en Ingeniería Metabólica aplicada a la Biotecnología”. Apoyo de CABBIO, UNU-Biolac y PEDECIBA. 2015.

 

actualizado el 4-6-2016.

Otros:

 

http://youtu.be/WSpgH4_JOcs (Link movie YouTube)

GFP-Herbaspirillum seropedicae Z67 adjacent to Aradipdosis roots showing its motility, attachment to surfaces and biofilm formation. Bacteria swim non-linearly, some going in circles, some going back and forth but with some stopping (apparently to attach!, switch off flagella assembly?) with others forming a biofilm. Within 10 min. of being on the slide a large percentage are already embedded in new biofilms.

 

Colaboración con grupos externos

Dra. Luisa Isaura Falcón Alvarez, Investigadora Titular.Laboratorio de Ecología Bacteriana y Epigenética, Instituto de Ecología, UNAM, México.

Professor Yaacov Okon. Department of Plant Pathology and Microbiology, Faculty of Agriculture, Food and Environment, The Hebrew University of Jerusalem, Rehovot, Israel.

Professor Saul Burdman. Department of Plant Pathology and Microbiology, Faculty of Agriculture, Food and Environment. The Hebrew University of Jerusalem, Rehovot, Israel.

Dra. Marta S. Dardanelli. Departamento de Biología Molecular, Facultad de Ciencias Exactas, Fisico Quimicas y Naturales, Universidad Nacional de Rio Cuarto, Córdoba, Argentina.

Dra. Carolina Márquez. Microbiología, Facultad de Química, UdelaR. Uruguay.

Dra. Laura Franco. Bioquímica, Facultad de Química, UdelaR. Uruguay.

Dr. Emanuel de Souza. Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universiad Federal de Paraná, Curitiba, Brasil.

 

actualizado el 4-6-2013.

Galería de Fotos

 

actualizado el 4-6-2016

Contactos:

Silvia Batista
Mail: sbatista@iibce.edu.uy ; silviabeatriz2@gmail.com

Susana Castro
Mail: scastro@iibce.edu.uy ; s.castro.sow@gmail.com

Teléfono: (598) 24871616 int. 146


actualizado el 4-6-2015.