Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Evaluation of the functional role of microfungi isolated from deep-sea hydrothermal vents (Gulf of California) in the sulfur
No full textEl ciclo del azufre (S) proporciona energía y sostén a las comunidades microbianas que habitan en las ventilas hidrotermales de mar profundo y zonas mínimas de oxígeno, siendo las bacterias a las que se les atribuye la mayor participación en este ciclo. Sin embargo, hay evidencias que demuestran la capacidad de los hongos para oxidar formas reducidas de S (p. ej., algunas especies de los géneros Aspergillus y Penicillium). Así, la presente investigación se centró en evaluar la capacidad para oxidar y reducir S orgánico e inorgánico por micromicetos aislados de ventilas hidrotermales, de mar profundo, y de una zona mínima de oxígeno. Los micromicetos seleccionados fueron: Aspergillaceae sp., Aspergillus cejpii, Aspergillus sp. 1, Aspergillus sp. 2, Aspergillus sp. 4, Aspergillus terreus, Penicillium sp. 1 y Neurospora crassa, el cuál fungió como control positivo. Todos los micromicetos crecieron y evidenciaron mayor área de crecimiento a 20 °C, por lo que en esta temperatura se evaluó su tolerancia a compuestos de S inorgánico (S0, Na2S2O3·5H₂O, Fe(SO4)3 y BaSO4). Todos los hongos crecieron en al menos uno de los diferentes compuestos evaluados: Aspergillaceae sp. y Aspergillus sp. 4 fueron los que mostraron un mayor crecimiento mayor los tratamientos con Fe(SO4)3, en comparación con los controles, mientras que A. terreus y Penicillium sp. 1 crecieron en las cuatro fuentes de S analizadas. La capacidad para asimilar fuentes de S inorgánicas por Aspergillaceae sp., Aspergillus sp. 4, A. terreus y Penicillium sp. 1 fue confirmada con el análisis isotópico de su biomasa seca. Finalmente, se evaluó la capacidad de los hongos antes mencionados para asimilar compuestos orgánicos de S y P en microplacas BiologTM. Se observó crecimiento activo, y en algunos casos, producción de conidios en todos los pozos de las placas empleadas, por lo que se infiere que los hongos asimilaron todas las fuentes de S orgánico. En conclusión, los datos obtenidos sugieren la participación potencial de los hongos aislados del mar profundo en el ciclo del S marino ya que pueden aprovechar compuestos de S orgánicos e inorgánicos, y en consecuencia, son un reservorio de este elemento en la red trófica.The sulfur (S) cycle provides energy and support to microbial communities that inhabit deep-sea hydrothermal vents and oxygen minimum zones, being the bacteria the most active participants in this cycle. However, evidence demonstrates fungi's ability to oxidize reduced forms of S (e.g., some species of the genera Aspergillus and Penicillium). Thus, this work evaluated the ability to oxidize and reduce organic and inorganic S in microfungi isolated from hydrothermal vents, the deep sea, and a minimum oxygen zone. The selected taxa were Aspergillaceae sp., Aspergillus cejpii, Aspergillus sp. 1, Aspergillus sp. 2, Aspergillus sp. 4, Aspergillus terreus, Penicillium sp. 1 and Neurospora crassa, which served as a positive control. All microfungi grew and showed a more significant growth area at 20 °C. At this temperature, they also tolerated inorganic S compounds (S0, Na2S2O3·5H₂O, Fe(SO4)3, and BaSO4). All fungi grew in at least one of the different compounds evaluated: Aspergillaceae sp. and Aspergillus sp. 4 showed better growth in the Fe(SO4)3 treatments than the controls. Meanwhile, A. terreus and Penicillium sp. 1 grew in the four S sources analyzed. The ability to assimilate inorganic S sources by Aspergillaceae sp., Aspergillus sp. 4, A. terreus, and Penicillium sp. 1 was confirmed with the isotopic analysis of its dry biomass. Finally, the ability of the fungi mentioned above to assimilate organic S and P compounds was evaluated in BiologTM microplates. Active growth and, in some cases, production of conidia were observed in all the plates' wells, so it is inferred that the fungi assimilated all sources of organic S. In conclusion, the data obtained suggest the potential participation of fungi isolated from the deep sea in the marine S cycle since they can take advantage of organic and inorganic S compounds. Consequently, they are a reservoir of this element in the food web
White shrimp (Penaeus vannamei) cultivation with Biofloc, using wastewater from the nixtamalization process as a carbon source
No full textEl desarrollo de biomasa heterotrófica en los cultivos acuícolas con Tecnología Biofloc (TB) requiere del suministro de fuentes de carbono orgánico (C orgánico) que sean asequibles y que no afecten de manera negativa los parámetros de la calidad del agua de los cultivos. El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos en la calidad del agua y el desempeño productivo del camarón, generados por el uso de nejayote, un residuo agroindustrial con alta relevancia ambiental en México, como fuente de C orgánico en distintas relaciones C:N para el desarrollo de Biofloc heterotrófico. El experimento consistió en cuatro tratamientos con tres réplicas por cada uno: Tratamiento control sin C orgánico añadido (biofloc mixotrófico), y los tratamientos con las relaciones C:N 10:1, 15:1 y 20:1. Doce unidades experimentales (UE) fueron sembradas con 14 postlarvas (PL) de Penaeus vannamei (0.86 ±0.1 g) cada una, equivalentes a una densidad de 823 PL/m3 y cultivadas por 28 días. Las características del nejayote pueden tener una gran variación entre plantas productoras, sin embargo, los carbohidratos son su mayor constituyente. Los valores de alcalinidad fueron significativamente diferentes (p<0.05) del tratamiento control. El nejayote es una fuente de iones OH y puede aumentar la alcalinidad al agua de cultivo. El control del nitrógeno amoniacal fue exitoso y sin diferencias significativas (p<0.05) entre tratamientos. Los sólidos suspendidos totales, suspendidos volátiles, suspendidos fijos y sedimentables tuvieron un comportamiento normal o esperado. De los nutrientes en los flóculos solo se observaron diferencias significativas (p<0.05) en el contenido de lípidos entre el tratamiento control y los tratamientos con nejayote en la semana cuatro. Con relación a los parámetros productivos, los resultados fueron inadecuados en todos los tratamientos, debido principalmente a la incidencia de agentes patógenos virales (IHHNV y AHPND), y en el caso de los tratamientos con nejayote, las altas concentraciones de sólidos suspendidos totales junto con estas enfermedades resultaron en mortalidades de 100 %. En general, lo hallazgos de este estudio indican que el nejayote se puede utilizar como fuente de C orgánico para producir biomasa heterotrófica, la cual controla efectivamente los niveles de NAT en el sistema Biofloc.The development of heterotrophic biomass in aquaculture with Biofloc Technology (TB) requires the supply of affordable organic carbon (C organic) sources that do not negatively affect the water quality parameters of the crops. The objective of this study was to evaluate the effects on water quality and shrimp production performance generated using nejayote, an agro-industrial waste with high environmental relevance in Mexico, as a source of C organic in different C:N ratios for the development of heterotrophic Biofloc. The experiment consisted of four treatments with three replicates each: Control treatment without added C organic (mixotrophic Biofloc), and treatments with C:N ratios of 10:1, 15:1, and 20:1. Twelve experimental units (UE) were sown with 14 post-larvae (PL) of Penaeus vannamei (0.86 ±0.1 g) each, equivalent to a density of 823 PL/m3 and cultured for 28 days. The characteristics of nejayote can have a great variation between producing plants, however, carbohydrates are its main constituent. About water quality, alkalinity values were significantly different (p < 0.05) from the control treatment. Nejayote is a source of OH ions and can increase the alkalinity of the culture water. The control of ammoniacal nitrogen was successful and there were no significant differences (p < 0.05) between treatments. Total suspended solids, volatile suspended solids, fixed suspended solids and settleable solids had a normal or expected behavior. Of the nutrients in the flocs, significant differences (p<0.05) were only observed in lipid content between the control treatment and the treatments with nejayote in week four. In relation to production parameters, the results were poor in all treatments, mainly due to the incidence of viral pathogens (IHHNV and AHPND), and in the case of nejayote treatments, the high concentrations of total suspended solids together with these diseases resulted in 100 % mortality. In general, the findings of this study indicate that nejayote can be used as a source of C organic to produce heterotrophic biomass, which effectively controls NAT levels in the Biofloc system
Evaluation of amperometric biosensors based on Arg 181 mutants of lactate oxidase from Aerococcus viridans
No full textEl lactato es un biomarcador importante en la industria, salud y deporte, pero su cuantificación presenta desafíos debido a métodos tradicionales costosos y laboriosos. Esta investigación desarrolló biosensores amperométricos basados en mutantes de Lactato Oxidasa (LOx) para medir lactato en el sudor, ofreciendo una alternativa más eficiente. Se crearon biosensores de segunda generación con mediadores para mejorar la transferencia de electrones y de tercera generación con núcleos de platino para la transferencia directa de electrones (DET), ampliando así el rango de detección de lactato. Para conseguirlo, se decidió utilizar mutantes de la enzima LOx de Aerococcus viridans donde se sustituyó la Arg181 por los residuos hidrofóbicos Valina, Isoleucina y Alanina, (R181V, R181I y R181A). Esto permitió la formación de núcleos de platino en el sitio activo, actuando como nanocables para la DET. Todas las mutantes se expresaron en E. coli BL21 y se purificaron en un solo paso mediante cromatografía de afinidad a níquel. Los ensayos mostraron que los biosensores de segunda generación con quitosano y azul de Prusia resultaron efectivos para detectar lactato. A pH 5.0, las mutantes no mostraron un incremento de corriente, sugiriendo su posible inactivación debido a la protonación del residuo His265. En cuanto a los biosensores de tercera generación, la formación de nanocúmulos de platino se caracterizó por DLS, mostrando partículas de entre 500 y 1000 nm, indicando una DET. Los resultados indicaron que la enzima silvestre en pH 5.0 como 7.0, no exhibió una transferencia de electrones. En contraste, R181V mostró una DET a pH 7.0. En la amperometría, se observó un aumento continuo de potencial a una concentración de 30 mM de lactato, indicando estabilidad y superando el umbral de concentraciones de lactato en el sudor. Sin embargo, a pH 5.0 se perdió totalmente la transferencia de electrones, posiblemente debido a la inactivación de la enzima en este ambiente ácido. Estos hallazgos subrayan la necesidad de modificar la enzima para mejorar la transferencia de electrones en biosensores de tercera generación y la importancia del pH en la actividad enzimática y transferencia de electrones para el diseño de biosensores para sudor humano.Lactate is an important biomarker in industry, health, and sports, but its quantification presents challenges due to traditional methods being costly and labor-intensive. This research developed amperometric biosensors based on Lactate Oxidase (LOx) mutants to measure lactate in sweat, offering a more efficient alternative. Second-generation biosensors were created with mediators to enhance electron transfer, and third-generation biosensors with platinum nuclei for direct electron transfer (DET), thus expanding the lactate detection range. To achieve this, mutants of the LOx enzyme from Aerococcus viridans were used, where Arg181 was replaced by the hydrophobic residues Valine, Isoleucine, and Alanine (R181V, R181I, and R181A). This allowed the formation of platinum nuclei in the active site, acting as nanowires for DET. All mutants were expressed in E. coli BL21 and purified in a single step using nickel affinity chromatography. Assays showed that second-generation biosensors with chitosan and Prussian blue were effective in detecting lactate. At pH 5.0, the mutants did not show an increase in current, suggesting their possible inactivation due to protonation of the His265 residue. Regarding the third-generation biosensors, the formation of platinum nanoclusters was characterized by DLS, showing particles between 500 and 1000 nm, indicating DET. The results indicated that the wild-type enzyme at pH 5.0 and 7.0 did not exhibit electron transfer. In contrast, R181V showed DET at pH 7.0. In amperometry, a continuous potential increase was observed at a lactate concentration of 30 mM, indicating stability and surpassing the threshold of lactate concentrations in sweat. However, at pH 5.0, electron transfer was completely lost, possibly due to enzyme inactivation in this acidic environment. These findings underscore the need to modify the enzyme to improve electron transfer in third-generation biosensors and the importance of pH in enzymatic activity and electron transfer for the design of biosensors for human sweat
Biosynthesis and characterization of copper oxide nanoparticles and their antifungal activity against Botrytis cinerea
No full textBotrytis cinerea es un hongo patógeno vegetal necrotrófico que causa la enfermedad del moho gris y afecta a una amplia variedad de cultivos de importancia agrícola. La aplicación de fungicidas ha sido el principal método de control de la enfermedad, sin embargo, su eficacia se ha visto comprometida por la aparición de poblaciones de hongos que presentan resistencia a uno o varios fungicidas. Ante la búsqueda de nuevas estrategias de control, las nanopartículas se han presentado como una alternativa para lograr el manejo de la enfermedad. Entre ellas, las nanopartículas de óxido de cobre (CuONPs), las cuales pueden ser obtenidas por métodos físicos, químicos y biológicos. Los últimos, son considerados métodos de síntesis verde cuyo principal propósito es disminuir la generación de residuos que sean tóxicos para el medio ambiente. Este estudio, tuvo como objetivo obtener CuONPs biosintetizadas con el sobrenadante del hongo Trichoderma spp. y determinar sus propiedades antifúngicas contra B. cinerea. Se evaluaron los sobrenadantes de cuatro cepas: T. asperellum T8A, T. harzianum C4A, T. ghanense C4B y T. atroviridae. De las cuales, se destacaron por su alto porcentaje de inhibición T. ghanense C4B (73.61%) y T. asperellum T8A (41.66%), por ello fueron seleccionadas para llevar a cabo la síntesis de nanopartículas. Se obtuvieron cuatro formulaciones distintas: TAP15, TAD15, TGP15 y TGD15. La formulación más efectiva resulto ser TGD15 que exhibió una CMI de 170 µg/mL, destacando su potencial en el control del fitopatógeno. Además, TGD15 demostró una eficacia superior en comparación al fungicida comercial Nordox 75W, ya que este último no logro inhibir el crecimiento micelial a las mismas concentraciones ni siquiera a concentraciones más altas. Este estudio destaca la viabilidad de las nanopartículas de óxido de cobre (CuONPs) biosintetizadas con especies del género Trichoderma como una estrategia prometedora para el control del moho gris.Botrytis cinerea is a necrotrophic plant pathogenic fungus that causes gray mold disease and affects a wide variety of agriculturally important crops. The application of fungicides has been the primary method of disease control; however, their effectiveness has been compromised by the emergence of fungal populations resistant to one or more fungicides. In the quest for new control strategies, nanoparticles have emerged as a promising alternative for disease treatment. Among them, copper oxide nanoparticles (CuONPs) can be obtained through physical, chemical, and biological methods. The latter are considered a green synthesis methods, aimed at reducing the generation of environmentally toxic waste. This study aimed to obtain CuONPs biosynthesized with the supernatant of the fungus Trichoderma spp. and to determine their antifungal properties against B. cinerea. The supernatants of four strains were evaluated: T. asperellum T8A, T. harzianum C4A, T. ghanense C4B, and T. atroviridae. Among them, T. ghanense C4B (73.61%) and T. asperellum T8A (41.66%) stood out for their high inhibition percentage and were therefore selected for nanoparticles synthesis. Four different formulations were obtained: TAP15, TAD15, TGP15, and TGD15. The most effective formulation was TGD15, which exhibited a minimum inhibitory concentration (MIC) of 170 µg/mL, indicating its potential in controlling the phytopathogen. Furthermore, TGD15 demonstrated superior efficacy compared to the commercial fungicide Nordox 75W, as the latter did not inhibit mycelial growth at the same concentrations or even at higher concentrations. This study underscores the feasibility of copper oxide nanoparticles (CuONPs) biosynthesized with species of the genus Trichoderma as a promising strategy for the control of gray mold
Contrastando las características ecológicas de los potentes vectores del ácido domoico para el león marino de California: ¿es el calamar del mercado uno de ellos?
No full textNeurotoxic domoic acid (DA)-producing Pseudo-nitzschia spp. diatom blooms are increasing in severity and frequency along the California coast, inducing DA-related mass mortality/stranding events of California Sea Lions (CSL; Zalophus californianus). We performed postmortem examinations, stomach content analysis, DA quantification, and δ13C and δ15N stable isotope analyses (SIA) in bulk tissue and compound specific SIA of amino acids (CSIA-AAs) on well-preserved dead CSLs and their prey to track DA accumulation and infer foraging area and trophic position. Necropsy observations indicated overall robust CSL health status based on general body condition and prey-filled stomachs, however, a subset of animals showed myocardial damage. Suspected cause of death was DA-intoxication. Higher average DA levels quantified in CSL feces (153.82 ng mL-1) than gastric juice (19.17 ng mL-1) and consumed prey (i.e. market squid, Doryteuthis opalescens; 23 ng mL-1) suggested that the consumed prey contained relatively low DA concentrations. CSL stomachs contained intact market squid of similar size range, representing 2.53 ± 1.5% of total CSL body weight (wet weight) on average. Standard ellipse area (SEA) estimates suggest that CSLs behaved as specialists during their last days of life, while market squid were generalists. AAs δ13C and δ15N values for both predator and prey revealed moderate variation in trophic proxies (δ15NTro-Src) and foraging sites (δ13CEAAs [lle, Leu, Phe, Val]). The lower δ13CEAAs values suggest squid cohorts were migrating from offshore towards the CSL foraging area. Lastly, comparison in DA accumulation and isotopic values between market squid, anchovies (Engraulis mordax), sardines (Sardinops sagax) suggested that market squid could be a DA vector because their isotopic niches overlap with anchovie from 24 to 52%. Our multidisciplinary approach suggests DA-intoxication was likely not the cause of death.Algunas especies de la diatomea Pseudo-nitzschia spp. producen ácido domoico (AD) el cual tiene efecto neurotóxico. Las floraciones de estas diatomeas estan aumentando en severidad y frecuencia al largo de la costa de California, induciendo eventos de mortalidad masiva de leones marinos de California (LMC; Zalophus californianus). Examinamos LMC post mortem, y realizamos análisis de contenido estomacal, cuantificación de AD y análisis de isótopos estables (AIS) de carbono (δ13C) y nitrógeno (δ15N) en tejido completo y aminoácidos (AAs) en hígado de LMS y músculo del calamar de mercado (Doryteuthis opalescens) para rastrear la acumulación de AD e inferir estrategia de alimentación. Necropsias indicaron que LMC estaban saludables antes de morir y suse estómagos estuvieron llenos de presas. Inicialmente, se sospechóe de intoxicación por AD. AD cuantificado en heces de LMC fueron más altos (153.82 ng mL-1) que en jugo gástrico (19.17 ng mL-1) y en presas consumidas (i.e. calamares; 23 ng mL-1), sugiriendo que la presa tenía relativamente poca toxina. Los estómagos de LMC contenían calamares de mercado intactos de tamaño similar, representando 2.53 ± 1.5% del peso corporal total de LMC (peso húmedo) promedio. Las elipses isotópicas sugieren que los LMC se comportaron como especialistas durante sus últimos días de vida, mientras los calamares eran generalistas. Valores de depredador y presa revelaron una variación moderada en los indicadores tróficos (δ15NTro-Src) y sitios de alimentación (δ13CEAAs). Valores bajos de δ13CEAA sugieren que los calamares venían de mar abierto. Las concentraciones de AD e nichos isotópicos entre calamar, anchoveta (Engraulis mordax) y sardina (Sardinops sagax) sugirieren que los calamares de mercado pueden ser vectores de AD debido a la similitud con el nicho isotópico de anchoveta. Nuestro enfoque multidisciplinario sugiere que AD probablemente no causó la muerte de LMC
Development and evaluation of the methodology for extraction of microplastics in marine sediments
No full textLa evaluación del impacto de la contaminación por plásticos en el medio marino ha impulsado la investigación sobre la distribución de microplásticos en la columna de agua y en los sedimentos marinos en las últimas décadas. Tenemos cada vez mayor número de estudios en los ambientes costeros y cercanas a los continentes, y prácticamente ninguno en los sedimentos marinos profundos, especialmente del golfo de México. Razón por la que este trabajo se centró en desarrollar y evaluar una metodología adaptada a las necesidades específicas de las muestras de sedimentos de aguas profundas del golfo de México. Este trabajo se realizó en colaboración con el Laboratorio de Estudios del Medio Ambiente Marino de la Agencia Internacional de Energía Atómica en Mónaco, que proporcionó la metodología REMARCO y muestras de referencia con microesferas de polietileno fluorescente de tamaño entre 32 y 38 μm Cospheric®. Los resultados preliminares mostraron recuperaciones muy bajas por lo que se procedió a realizar varios cambios secuenciales en la metodología de extracción que dieron como resultado una mayor recuperación de microplásticos. Las primeras extracciones dieron un 10% ± 3% de recuperación usando la metodología REMARCO, hasta llegar a un 89% ± 6% en las extracciones realizadas tras varios cambios en la metodología, y la preparación de muestras en el laboratorio con sedimentos de mar profundo del GM a las que se añadieron 50 microesferas de polietileno de 34 a 40 μm Cospheric®. Se concluyó que hay varios factores influyen en la recuperación de microplásticos, destacando el uso de centrifugación para la separación por densidad, múltiples extracciones con soluciones salinas saturadas (2 con NaCl y 4 con NaI), el uso de surfactantes como Tritón X-100, y el enjuague sistemático con agua desionizada del material de vidrio utilizado.Assessment of the impact of plastic pollution in the marine environment has driven research on the distribution of microplastics in the water column and marine sediments in recent decades. We have an increasing number of studies in coastal environments and close to continents, and practically none in deep marine sediments, especially from the Gulf of Mexico. Therefore, this work focused on developing and evaluating a methodology tailored to the specific needs of samples from the Gulf of Mexico. This work was conducted in collaboration with the Marine Environmental Studies Laboratory of the International Atomic Energy Agency in Monaco, which provided the REMARCO methodology and reference samples with fluorescent polyethylene microspheres sized between 32 and 38 μm (Cospheric®). Preliminary results showed very low recoveries, which led us to implement several sequential changes to the extraction methodology that resulted in greater recovery of microplastics. The first extractions gave a 10% ± 3% recovery using the REMARCO methodology, reaching 89% ± 6% in the extractions carried out after several changes in the methodology, and the preparation of samples in the laboratory with deep sea sediments of the GM to which 50 Cospheric® polyethylene microspheres of 34 to 40 μm were added. We conclude that several factors influenced the additional recovery of microplastics. Key aspects include the use of centrifugation for density separation, multiple extractions with saturated saline solutions (2 with NaCl and 4 with NaI), the use of surfactants such as Triton X-100, and the systematic rinsing the glassware used with deionized water
Empirical estimation of the horizontal acceleration spectra for strong-motion stations on the northern gulf of California, Mexico
No full textMediante el análisis de 42 sismos localizados en el sector norte (entre 29.5°N y 31.7°N) del golfo de California (GdC) ocurridos entre 2015 y 2022 con magnitudes de 4.0 a 5.7 Mw, se proponen tres relaciones predictivas de la amplitud espectral del movimiento del terreno para sitios en roca de veinte frecuencias entre 0.32 y 25.12 Hz, considerando la distancia epicentral y magnitud momento como variables independientes. Para ello, se compilaron 140 registros de aceleración con distancias epicentrales entre 9 y 305 km de seis estaciones de la Red Sismológica de Banda Ancha del Golfo de California (RESBAN) operada por CICESE. Se calcularon espectros de aceleración seleccionando ventanas con longitud variable según la distancia epicentral iniciando segundos antes del arribo de la onda S y de las ondas superficiales. Se consideraron tres modelos empíricos para predecir la amplitud espectral de las componentes horizontales: un modelo de un paso y dos modelos basados en el método de dos etapas propuesto por Joyner y Boore en 1981, con un caso lineal y otro cuadrático para la magnitud. Los coeficientes de los modelos se obtuvieron a través de inversión por mínimos cuadrados ordinarios. El modelo de un paso resultó inadecuado y los modelos de dos pasos ajustan mejor los datos, considerándose el caso lineal como el óptimo para la región, pues el cuadrático no mejora el ajuste de las observaciones y no tiene congruencia física para el escalamiento por magnitud. El ajuste mejora y es más representativo para estaciones con mayor cobertura acimutal. Se analizaron escenarios sísmicos para dos eventos de la base de datos (magnitudes de 5.3 y 5.7 Mw) y se determinó la pertinencia del modelo de dos etapas lineal comparándolo con modelos de otros autores para otras regiones. Los modelos analizados consideran un valor regional promedio de atenuación y fueron notorias las diferencias de ajuste entre espectros empíricos de Fourier de aceleración para la región norte del GdC con la central (Canal de Ballenas), posiblemente atribuido a diferencias corticales, geológicas, tipo de fallamiento y estado mecánico del medio rocoso.Using 42 earthquakes located on the northern region (29.5°N to 31.7°N) of the gulf of California (GoC) occurred throughout 2015 to 2022 with magnitudes between 4.0 to 5.7 Mw, three empirical predictive empirical equations are proposed to estimate the acceleration spectrum at rock sites for twenty frequencies between 0.32 to 25.12 Hz. These equations consider the epicentral distance and the moment magnitude as independent parameters. We compiled 140 acceleration records from six stations of the Broadband Seismological Network of the Gulf of California (RESBAN) operated by CICESE with epicentral distances between 9 and 305 km. We calculated the acceleration spectra selecting time windows with variable length according with the epicentral distance, starting a few seconds before the S-wave arrival and the surface waves. We consider a one-step model, and two-stage models based on Joyner and Boore method from 1981, one linear and another quadratic for the magnitude, which predict the spectral amplitude of vectorial sum of horizontal components. The regression coefficients were obtained through ordinary least squares for each stage. The relevant findings in this research state a poor performance for the one-step model regardless of the distance, magnitude or frequency range. Furthermore, the two-stage models provide a better data fit and the linear case is considered as the optimal empirical predictive relation model for the region, since the quadratic case does not improve significantly the data fits and neither have physical sense for low frequencies, if the magnitude scaling is considered. Hence the fitting of acceleration data improves and is more representative for stations with greater azimuthal coverage. Finally, it is proposed two seismic scenarios for all models using 5.3 and 5.7 Mw events from the database and evaluated the relevancy of the linear case two-stage model through comparison with spectral amplitude response on rock with other models available worldwide for other regions. These models considered a mean regional attenuation value, and it was evident the difference in fitting for Fourier acceleration spectra between the northern and central GoC (in the Canal de Ballenas region), possibly attributed to thickness, geological heterogeneities, fault style and crust’s mechanical behavio
Detection and quantification of microplastics in the green turtle (Chelonia mydas) at two foraging sites in Peninsula Baja California
No full textLa creciente concentración de microplásticos (μPs) se ha transformado en una amenaza emergente para los organismos marinos, como la tortuga marina (Chelonia mydas) considerada especie centinela desde el punto de vista ecológico porque podrían reflejar cambios y perturbaciones ambientales, incluyendo contaminación por μPs. El objetivo de este estudio fue registrar la presencia y concentraciones de μPs en la columna de agua, en el tracto digestivo y aletas de C. mydas y su posible efecto en la salud, en dos sitios de alimentación y desarrollo en El Complejo Lagunar Ojo de Liebre (CLOL) y Bahía de los Ángeles (BLA) en la Península de Baja California México. Se aplicaron dos técnicas de obtención de muestras en C. mydas; hisopado cloacal (HC) y biopsia por raspado superficial (RS), y se emplearon indicadores sanguíneos para conocer el estado de salud de esta especie. Se estandarizó un protocolo que permitió el control positivo para la presencia y cuantificación de partículas de μPs, utilizando la tinción fluorescente Rojo Nilo mediante microscopía de epifluorescencia. Los resultados en las concentraciones de μPs en la columna de agua no mostraron probabilidad de diferencias entre sitios (FB10=1.189). En contraste, las concentraciones de μPs entre los sitios presentó probabilidades altas de diferencias entre CLOL y BLA con RS (FB10= 11.74). Se identificaron variaciones en el tamaño de los μPs (rango inicial 0.41 μm2) con las dos técnicas, presentando probabilidad de diferencias (eg. HC, FB10=1.831). Los análisis bioquímicos sanguíneos revelaron altas correlaciones en los parámetros (e.g., CO2 p=0.033, r=0.55) en las tortugas de CLOL y en BLA (e.g., fósforo p=0.073, r=-0.62), además en CLOL en los parámetros de biometría hemática presentaron una alta correlación (e.g. eosinófilos p=0.051, r=0.51), sugiriendo una posible correlación entre la exposición a μPs y el estado de salud de C. mydas. Este estudio proporciona una referencia inicial sobre la incidencia de los μPs en la columna de agua y en C. mydastomando en cuenta concentraciones y tamaños lo cual será esencial para futuras investigaciones, junto a los indicadores sanguíneos para una mejor comprensión del impacto en la salud de esta especie.The rising concentration of microplastics (μPs) has become a growing threat to marine organisms, including the green sea turtle (Chelonia mydas), considered a sentinel species from an ecological perspective that can indicate environmental changes and disturbances, such as μPs pollution. The objective of this study was to document the presence and concentrations of μPs in the water column, digestive tract, and flippers of C. mydas, as well as their potential impact on health, at two feeding and development sites in the lagoonal complex Ojo de Liebre (CLOL) and Bahía de Los Ángeles (BLA) located in Baja California Peninsula, Mexico. Two sampling techniques were used on C. mydas: cloacal swabbing (CS) and superficial scraping (SS) biopsy. Additionally, blood biomarkers were taken to investigate thr physiological state in relation to microplastics. A standardized protocol was developed to ensure positive control for the detection and quantification of MPs, using Nile Red staining and epifluorescence microscopy. The results indicated that in the water column μPs concentrations did not show significant differences between CLOL and BLA (BF10 = 1.189). Whereas SS samples showed significant differences in μPs between sites (BF10 = 11.74). μPs size variations (initial range 0.41 μm2) were identified with both techniques, showing probable differences (e.g., CS, BF10 = 1.831). Some blood biochemical analyses revealed strong correlations in parameters (e.g., CO2 ρ = 0.033, r = 0.55) in turtles from CLOL and in BLA (e.g., phosphorus (P) ρ= 0.073, r = -0.62). Moreover, in CLOL, hematological parameters showed a significant correlation (e.g., eosinophils ρ = 0.051, r = 0.51), suggesting a possible relationship between MP exposure and the health of C. mydas. This study provides an initial reference on the occurrence of μPs in the water column and in C. mydas, considering both concentrations and sizes, which will be essential for future research, along with blood biomarkers, to better understand the impact on the health of this species
Characterization of the microbial community associated with Porites panamensis (Scleractinia: Poritidae), in Bahia de los Angeles, Baja California.
No full textLos arrecifes coralinos son ecosistemas cruciales en la ecología de los océanos. Sin embargo, se enfrentan a una crisis global impulsada por factores antropogénicos y el cambio climático, lo que ha provocado su degradación, así como un aumento en las enfermedades en los corales. Se ha observado que los corales viven en simbiosis con diversos microorganismos eucariotas y procariotas denominados colectivamente microbioma coralino. En específico, se ha reportado que las bacterias y arqueas contribuyen al suministro de nutrientes y a la protección de patógenos de los corales, brindándoles resistencia ante enfermedades o blanqueamiento, además de contribuir a una mayor resiliencia de los corales frente a condiciones ambientales extremas. Esta investigación se enfoca en caracterizar la comunidad de bacterias y arqueas del coral Porites panamensis en Bahía de los Ángeles, Baja California (BLA) un hábitat con condiciones ambientales subóptimas para el desarrollo de corales zooxantelados, además de ser el límite de distribución latitudinal de la especie. Este estudio se realizó en dos sitios con diferencias oceanográficas y en temporadas ambientales contrastantes. Se tomaron muestras de 5 colonias de cada sitio, en 2 temporadas ambientales y mediante la técnica de metabarcoding, se amplificó la región V4 del gen 16S ARN. El microbioma de Porites panamensis mostró estabilidad tanto en su estructura como en su composición. Las familias dominantes fueron Flavobacteriaceae, SAR116 clade, Rhodobacteraceae, Chlorobiaceae y Nitrosopumilaceae. No se observaron diferencias significativas en la diversidad alfa entre los sitios y temporadas, medida a través del índice de Shannon y la diversidad filogenética de Faith. Además, el análisis de PERMANOVA reveló que no hubo diferencias significativas en la comunidad microbiana de P. panamensis entre los diferentes sitios ni temporadas. Estos resultados sugieren que la estabilidad del microbioma de P. panamensis podría ser el reflejo de la adaptación a las condiciones ambientales presentes en BLA.Coral reefs are crucial ecosystems in the ecology of the oceans. However, they face a global crisis driven by anthropogenic factors and climate change, leading to their degradation and increased coral diseases. Corals have been observed to live in symbiosis with some eukaryotic and prokaryotic microorganisms called the coral microbiome. Bacteria and archaea contribute to the supply of nutrients and the protection of corals from pathogens, providing them with resistance to diseases or bleaching, and contributing to the resilience of corals against extreme environmental conditions. This research focuses on characterizing the bacterial and archaeal community of the coral Porites panamensis in Bahia de los Angeles, Baja California (BLA), an habitat with suboptimal environmental conditions for the development of zooxanthellate corals, in addition to being the limit of latitudinal distribution of the species. This study compares two sites with oceanographic differences and contrasting environmental seasons. Samples were taken from 5 colonies at each site in 2 environmental seasons, and using the metabarcoding technique, the V4 region of the 16S rRNA gene was amplified. The Porites panamensis microbiome showed stability in its structure and composition. The dominant families were Flavobacteriaceae, SAR116 clade, Rhodobacteraceae, Chlorobiaceae, and Nitrosopumilaceae. There were no significant differences in alpha diversity between sites and seasons, as measured by the Shannon index and Faith's phylogenetic diversity. Additionally, PERMANOVA analysis revealed no significant differences in the microbial community of P. panamensis between different sites or seasons. These results suggest that the stability of the P. panamensis microbiome may reflect the adaptation to the environmental conditions present in BLA
Encapsulation of Rhizobium etli L-asparaginase in bacteriophage P22 particles and structural analysis of the M253L-G290D double mutant
No full textLa leucemia linfocítica aguda (LLA) es una enfermedad caracterizada por la proliferación incontrolada de células inmaduras del linaje linfoide y representa el tipo de cáncer más frecuente en niños y adolescentes mexicanos. La enzima L-asparaginasa (L-ASNasa) de Escherichia coli se ha empleado exitosamente para el tratamiento de la LLA. Los inconvenientes de las formulaciones actuales se deben a la generación de respuesta inmune hacia la enzima, efectos tóxicos dados por la actividad secundaria de glutaminasa y la susceptibilidad a proteólisis por las enzimas lisosomales de las células cancerosas. Para superar las limitaciones de las formulaciones comerciales, se han buscado nuevas L-ASNasas nativas de otros microorganismos, la modificación estructural de la enzima y el diseño de nuevas estrategias de nanoencapsulación de la enzima. Este trabajo propone la encapsidación de la L-ASNasa con nula actividad glutaminasa proveniente Rhizobium etli en partículas tipo virus (VLPs) del bacteriófago P22. Se obtuvieron nanoreactores denominados ASNasa-P22 de un tamaño aproximado de 70.82 nm (± 17.84 nm) que contienen en su interior un promedio de 22 asparaginasas diméricas encapsuladas por 420 proteínas de capa. Los nanorreactores ASNasa-P22 resultaron catalíticamente inactivos, debido a dos mutaciones puntuales M253L-G290D presentes en la asparaginasa, que, a pesar de estar lejos del sitio activo, modifican la distancia entre los residuos catalíticos. Se presentan los resultados del análisis bioinformático de la estructura de la asparaginasa mutante y sus implicaciones funcionales.Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is a disease characterized by the uncontrolled proliferation of immature cells and represents the most common type of cancer in Mexican children and adolescents. The enzyme L-asparaginase (L-ASNase) from Escherichia coli has been successfully used to treat ALL. The drawbacks of current formulations include the immune response generated against the enzyme, toxic effects caused by the secondary glutaminase activity, and susceptibility to proteolysis by the lysosomal enzymes of cancer cells. To overcome the limitations of commercial formulations, new native L-ASNases from other microorganisms have been sought, along other approaches such as the structural modification of the enzyme and the design of new nanoencapsulation strategies for the enzyme. This work proposes the encapsulation of L-ASNase with null glutaminase activity from Rhizobium etli in virus-like particles (VLPs) of the bacteriophage P22. Nanoreactors ASNase-P22 were obtained with an approximate size of 70.82 nm (± 17.84 nm) containing an average of 22 dimeric asparaginases encapsulated by 420 coat proteins. The ASNase-P22 nanoreactors were catalytically inactive, due to two-point mutations M253L and G290D present in the asparaginase, which, despite being far from the active site, modify the distance between the catalytic residues. The results of the bioinformatic analysis of the structure of the mutant asparaginase and its functional implications are presented