Repositorio Institucional de Acceso Abierto (RIAA) (Universidad Autónoma del Estado de Morelos)
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    Adaptaciones fisiológicas y moleculares de aspergillus sydowii en condiciones de halofilia

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    RESUMEN Los halófilos son un grupo de microorganismos que prosperan en ambientes extremadamente salinos y han sido estudiados por su fisiología distintiva y sus posibles aplicaciones biotecnológicas. Los mecanismos de adaptación celular y molecular de hongos a la salinidad se han descrito comúnmente en cepas halotolerantes. Estos estudios se han realizado en condiciones donde las células están sujetas a estrés, ya sea hipo o hiperosmótico, que puede ser un factor de confusión al describir los mecanismos fisiológicos relacionados con la salinidad. En este trabajo hemos estudiado la expresión génica, los cambios fisiológicos y moleculares en Aspergillus sydowii, una especie halófila, cuando crece en tres condiciones de salinidad diferentes (Sin NaCl, o con 0.5 M y 2.0 M NaCl). En este hongo las modificaciones fisiológicas importantes ocurren bajo alta salinidad (NaCl 2.0 M) y no cuando se cultiva en condiciones óptimas (NaCl 0.5 M a 1.0 M), lo que sugiere que la mayoría de los mecanismos descritos para el crecimiento halófilo son una consecuencia de la respuesta al estrés salino y no una adaptación a las condiciones salinas. En esta cepa las modificaciones de la pared celular ocurrieron exclusivamente en salinidad extrema, con un aumento del grosor de la pared celular y la aparición de estructura lamelar, lo cual implicó un aumento del contenido de quitina y un contenido menor de betaglucanos. El modelo de pared celular de A. sydowii difiere ampliamente del de A. fumigatus, lo cual muestra una divergencia fisiológica dentro del género que puede ser reflejo de adaptaciones ecológicas. Además, tres genes de hidrofobina se expresaron diferencialmente bajo estrés hipo o hiperosmótico, pero no cuando el hongo creció de manera óptima. La caracterización biofísica de estas hidrofobinas no mostró un efecto de la salinidad sobre la actividad superficial de estas proteínas. En cuanto a los solutos compatibles, el glicerol es el principal compuesto acumulado en condiciones de estrés salino, el arabitol y el eritritol se producen en condiciones óptimas, mientras que la trehalosa y el manitol se acumulan en ausencia de sal. En este trabajo llegamos a la conclusión de que la mayoría de los mecanismos de adaptación descritos en los hongos son consecuencia del estrés salino y podrían no ocurrir bajo las salinidades óptimas toleradas por los halófilos. Nuestros resultados destacan la influencia del estrés en la remodelación de la respuesta de los extremófilos a los desafíos ambientales. Dado que la investigación líder en adaptaciones moleculares de estos microorganismos se ha llevado a cabo en entornos en los que las células están sometidas a estrés, nuestros resultados destacan una preocupación particular por la universalidad de tales mecanismos y subrayan una deficiencia metodológica que está muy extendida en el campo.ABSTRACT Halophiles are a group of microorganisms that thrive in extremely saline environments and have been widely studied for their unique physiology and their potential biotechnological applications. Mechanisms of cellular and molecular adaptation of fungi to salinity have been commonly drawn from halotolerant strains and few studies in basidiomycete fungi. These studies have been conducted in settings where cells are subjected to stress, either hypo or hyperosmotic, which can be a confounding factor in describing physiological mechanisms related to salinity. We have studied gene expression, physiological and molecular changes in A. sydowii, a halophilic species, when growing in three different salinity conditions (No NaCl, 0.5 M, and 2.0 M NaCl). In this fungus major physiological modifications occur under high salinity (2.0 M NaCl) and not when cultured under optimal conditions (0.5 M to 1.0M NaCl), suggesting that most of the mechanisms described for halophilic growth are a consequence of saline stress response and not an adaptation to saline conditions. Cell wall modifications occur exclusively at extreme salinity, with an increase in cell wall thickness and lamellar structure, which involve an increase in chitin content and a reduced content of beta-glucans. The model of cell wall of A. sydowii differs widely from A. fumigatus, also showing a physiological divergence within the genus which may reflect ecological adaptations. Additionally, three hydrophobin genes were differentially expressed under hypo- or hyperosmotic stress, but not when the fungus grows optimally. The biophysical characterization of these hydrophobins shows no effect of salinity on the surface activity of these proteins. Regarding compatible solutes, glycerol is the main compound accumulated in salt stress conditions, arabitol and erythritol are produced under optimal conditions, whereas trehalose and mannitol are accumulated in the absence of salt. In this work we concluded that most adaptation mechanisms described in fungi are a consequence of saline stress and might not occur under the optimal salinities tolerated by halophiles. Our results highlight the influence of stress in reshaping the response of extremophiles to environmental challenges. Given that the leading research in molecular adaptations of these microorganisms has been conducted in settings where cells are subjected to stress, our results highlight a particular concern about the universality of such mechanisms and underline a methodological shortcoming that is widely spread within the field

    Aislamiento e identificación de microorganismos marinos con capacidad quitinolítica y caracterización de quitinasas nativas

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    Los mares y océanos cubren mas del 70% de la superficie terrestre y en ellos podemos encontrar una gran biodiversidad. En los ecosistemas marinos actuales, tras miles de millones de años de evolución, microorganismos como bacterias, arqueas, virus, hongos y protistas (incluidas las microalgas) dominan la biomasa viva. Los microorganismos marinos producen la materia orgánica y el oxígeno necesarios para sustentar la vida y facilitar el almacenamiento, el transporte y la transformación de elementos biológicos clave. Por lo tanto, los microorganismos son la base de la vida y tienen una importancia crítica para la habitabilidad y la sostenibilidad de nuestro planeta (Glöckner et al., 2012). Uno de los compuestos más abundantes en el océano es la quitina, el cual es un polímero constituido por residuos de N-acetil-D-glucosamina (Glc-NAc) unidos por enlaces ß (1-4), siendo el segundo biopolímero más abundante de la tierra, solo después de la celulosa (Mohamed et al., 2012). En el ambiente marino, este polímero se encuentra formando parte del exoesqueleto de crustáceos y otros invertebrados (Alvarado y cols., 2001). Existe una gran cantidad de organismos que han desarrollado la capacidad de producir enzimas (quitinasas) con las cuales se puede degradar la quitina (Nava, 2009). Su producción es realizada por diferentes microorganismos, en particular, por bacterias marinas. A pesar de que estas enzimas han sido ampliamente estudiadas, en los últimos años las investigaciones se centran en las procedentes de los microorganismos marinos, ya que pueden presentar propiedades ventajosas y únicas en el campo de la biotecnología (Sieira, 2013). Estas enzimas pueden generar compuestos generados por la hidrólisis de quitina como pueden ser el quitosán, los quitooligosacáridos, y la N-acetilglucosamina, los cuales tienen una amplia gama de usos y aplicaciones biotecnológicos debido a sus características como biodegradabilidad, biocompatibilidad, baja o nula toxicidad, ambientalmente amigables (Mohamed et al., 2012). Debido a que se ha demostrado que los microorganismos marinos pueden ser muy eficientes en la degradación de quitina, en este proyecto de investigación se pretende aislar a partir de muestras marinas microorganismos quitinolíticos que presenten una alta actividad en la degradación de quitina

    Análisis de los casos de éxito en gestión integral de los residuos sólidos urbanos en México

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    La cantidad de residuos sólidos urbanos generados cada año se incrementa en países en vías de desarrollo, debido a que se continúa utilizando sistemas básicos de manejo de residuos, enfocados principalmente en la recolección y el vertido en sitios de disposición final, que no siempre incluyen una protección ambiental adecuada, o también, se eliminan de manera descontrolada en basureros abiertos, lo que ha provocado problemas de salud y ambientales. Sin embargo, en algunos municipios de México se están realizando proyectos de gestión y manejo integral de residuos (DBGIR, 2020), lo que permitió obtener información para planificar mejoras en este tipo de proyectos. Por lo tanto, en este trabajo de revisión bibliográfica se identificaron los casos de éxito en la prevención y gestión integral de los residuos en el país y se analizaron los resultados de los estudios para identificar factores de éxito que puedan servir como punto de partida para proponer estrategias que repliquen ciertas acciones de los casos de éxito. La revisión bibliográfica se realizó en un intervalo de diez años abarcando del 2011 a la 2021, esto, en función a la escasez de ejemplos en el tema. Para la revisión se usaron diferentes buscadores como Google académico, Redalyc, Scielo y Dialnet, y palabras clave como, “gestión integral residuos México”. Se utilizó el programa EndNote para administrar las referencias y los documentos de estas. Después de la revisión bibliográfica se procedió a realizar un análisis comparativo de los estudios de caso en México que nos permitió generar una serie de recomendaciones para la implementación de la gestión integral de los residuos. Se encontraron estrategias adecuadas para ser replicadas en sitios con características similares, ya sea de tamaño de población, actividades económicas y demás

    Conducta de polinizadores y su relación con la biología floral en Coryphantha elephantidens Cactaceae

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    Homogeneización de la ictiofauna dulceacuícola en cuencas hidrográficas de méxico

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    Resumen general Los patrones naturales de distribución de los peces dulceacuícolas en distintas regiones del mundo se han modificado a través de procesos de homogeneización y diferenciación biótica, que son en parte resultado de introducciones de especies no nativas y extirpaciones de especies nativas. En este trabajo se exploraron los procesos de homogeneización y diferenciación en cuencas del centro de México. En el primer capítulo se examinaron los cambios en la composición de especies dulceacuícolas en la cuenca del río Pánuco y entre las cuatro subcuencas que la integran. A través de la comparación de registros de peces anteriores a 1980 y hasta 2018, se encontraron diferencias significativas en la composición de las especies entre el primer (antes de 1980) y el último periodo de estudio (2011-2018), pero no para períodos intermedios. Ocho grupos de especies independientes fueron claves para explicar los cambios en la ictiofauna de la cuenca del Pánuco y trece especies (11 no nativas y dos nativas) fueron responsables del recambio temporal. Estos resultados sugieren altas tasas de diferenciación a lo largo del tiempo (a través de la pérdida de especies nativas) después de introducciones generalizadas de especies no nativas. En el segundo capítulo se presentó un análisis de los cambios en la composición de peces dulceacuícolas a través del tiempo, y con el cual se cuantificó la homogeneización y diferenciación ictiológica en tres cuencas de México (Balsas, Lerma-Santiago y Pánuco). Se compararon las especies presentes entre cuencas, entre subcuencas y entre intervalos de tiempo y se evaluó la diversidad beta a través de los componentes de recambio y riqueza de especies. Se encontraron diferencias significativas entre los tres primeros intervalos de tiempo (antes de 1980, 1981-1990 y 1991-2000) y el último (2010-2019); las cuencas fueron más homogéneas entre el segundo y tercer intervalo y posteriormente se encontró diferenciación. Las especies en cada cuenca fueron distintas y la diferenciación se dio por recambio de especies. Las diferencias entre intervalos de tiempo se dieron por las diferencias en riqueza y se explicó por la pérdida de especies. Este trabajo permitió conocer los cambios en las cuencas del centro de México a través del tiempo, generados principalmente por la pérdida acelerada de especies

    Generación de pluripotencialidad a partir de fibroblastos humanos, mediante el uso de un medio de propagación celular

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    En la actualidad hay una necesidad creciente de contar con estrategias experimentales que permitan solucionar parcial o completamente afectaciones en la salud humana, que comprometen estirpes celulares completamente diferenciadas. Se conoce que una población celular puede manipularse con diversas estrategias experimentales de manera tal que, puedan generarse linajes celulares específicos induciendo a células somáticas hacia un estado de pluripotencialidad y la generación de Células troncales pluripotentes inducidas (CTPi o iPSCs) para que finalmente puedan ser diferenciadas a un tipo celular en específico. En base a investigaciones previas en nuestro grupo de investigación y siendo de gran relevancia el impacto que tiene el medio epidermal UDMM-EPI como un medio de propagación de cultivo previamente estandarizado en el laboratorio e implicado en la desdiferenciación de queratinocitos y desdiferenciación de fibroblastos; en el presente proyecto se buscó la demostración de este medio como una alternativa para reprogramación celular y generación de pluripotencialidad, enfatizando la importancia de tener un método no invasivo, sin la inserción de genes exógenos y con la estrategia directa de aumentar la proliferación celular. Se comprobó mediante cultivos bidimensionales que el medio UDMM-EPI es un inductor de divisiones celulares en una ventana de tiempo menor que la requerida por el medio mesequimal UDMM-MM (control). Además, se determinó que el Factor de Crecimiento Epidermal (EGF) es el componente sustancial que promueve este aumento en la proliferación celular que resulta en el aumento de divisiones celulares. Para la generación de pluripotencialidad, se partió de un protocolo a partir de la generación de esferoides en un modelo tridimensional de cultivo, siguiendo con la expansión de las células provenientes del estado de agregación (CPA) para ser inducidas a eventos de diferenciación mediante el uso de medios condicionados para la obtención de linajes neurales y pancreáticos. Resultando en cambios morfológicos de similitud neuronal en el caso del empleo del Medio de Inducción neural (MIN) por un probable evento de transdiferenciación. Finalmente se demostró que el medio UDMM-EPI indujo eventos de plasticidad celular y una generación parcial de pluripotencialidad

    Estructura jerárquica y cuidado parental del pez nativo Cichlasoma istlanum frente a cíclidos no nativos de la cuenca del Balsas

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    El comportamiento agresivo es utilizado por los animales para obtener recursos como territorio y/o pareja sexual. Los animales compiten por estos recursos y generalmente los más agresivos obtienen los recursos en disputa. Un animal es dominante cuando realiza mayor número de conductas agresivas y obtiene o defiende un recurso. Los peces cíclidos defienden los recursos agresivamente y realizan conductas de protección parental. El cuidado parental forma parte de la reproducción en estos peces y es la estrategia que utilizan para aumentar su éxito reproductivo. La presencia de nuevos competidores pueden modificar la jerarquía de dominancia, el cuidado parental y la reproducción de los cíclidos. Esta modificación puede afectar la supervivencia y el éxito reproductivo de las especies. La mojarra criolla es el único pez cíclido nativo de la cuenca del río Balsas en México. Cuatro cíclidos no nativos se introdujeron y se establecieron en cuenca: la tilapia, el pez cíclido convicto, el pez falso boca de fuego y el terror verde. Nosotros evaluamos la jerarquía de dominancia de los cinco cíclidos, cuantificamos el número de nidos y las conductas agresivas en el cuidado parental de la mojarra criolla y los cíclidos no nativos, y evaluamos el efecto de la presencia del cíclido convicto en el éxito reproductivo de la mojarra criolla

    Solución del problema de la mochila 0-1 aplicando un método basado en búsqueda local iterada en la arquitectura obtenida por el cubo

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    En este trabajo se aborda el Problema de la Mochila 0-1 (KP 0-1). Es un problema de optimización combinatoria, clasificado como un problema NP-Duro. El problema se compone de un conjunto de objetos, cada uno con un peso y un beneficio, el propósito es elegir los objetos que sumen el mayor beneficio sin exceder la capacidad de carga de la mochila. Para este trabajo se utilizan instancias de la literatura clásica y las 7 clases de instancias propuestas por Pisinger (Martello et al., 2000). Se propone un nuevo enfoque para resolver el problema del peso en la mochila 0-1; normalmente para resolver el problema del peso en la mochila 0-1 existen procedimientos que se basan en una búsqueda en el espacio de soluciones factibles de todo el dominio sin conocer su estructura, con tiempos elevados de ejecución, consumiendo demasiados recursos y haciéndolo incomputable en instancias de dimensiones grandes. Con el enfoque propuesto es posible conocer del espacio de soluciones, el cual está dado por el cubo. Este enfoque consiste en utilizar la estructura de un cubo (lattice), que se genera a partir de la unión del conjunto potencia de los objetos de las instancias. La estructura es el cubo de Vladimir Khachaturov basado en un diagrama de Hasse (Khachaturov & Khachaturov, 2007). Para determinar la solución de las instancias, se emplea un método basado en un algoritmo de Búsqueda Local Iterada (ILS) directamente en la estructura, lo que el método hace es buscar en los vértices de la estructura (subconjuntos generados a partir del conjunto potencia) analizando su vecindad evalúa que objeto tiene mayor beneficio, conforme realiza la búsqueda se construye la solucion. La búsqueda se realiza hacia arriba, ya que lo que se busca es maximizar la función objetivo. Para evaluar el desempeño del algoritmo ILS, se realizaron pruebas comparando los resultados de algoritmo Branch and Bound en diferentes instancias; 23 instancias de la literatura, publicadas en Zavala-Díaz et al. 2019, además de 18 instancias de la clase No correlacionadas, 18 instancias de la clase Débilmente correlacionadas, 18 instancias de la clase Fuertemente correlacionadas, publicadas en Zavala-Díaz et al. 2021. Se determinaron soluciones factibles para todas las instancias de prueba, con gran dimensión de hasta 20,000 objetos

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