Community ecology across bacteria, archaea and microbial eukaryotes in the sediment and seawater of coastal Puerto Nuevo, Baja California

Sabah Ul-Hasan (2019, [Artículo])

Microbial communities control numerous biogeochemical processes critical for ecosystem function and health. Most analyses of coastal microbial communities focus on the characterization of bacteria present in either sediment or seawater, with fewer studies characterizing both sediment and seawater together at a given site, and even fewer studies including information about non-bacterial microbial communities. As a result, knowledge about the ecological patterns of microbial biodiversity across domains and habitats in coastal communities is limited–despite the fact that archaea, bacteria, and microbial eukaryotes are present and known to interact in coastal habitats. To better understand microbial biodiversity patterns in coastal ecosystems, we characterized sediment and seawater microbial communities for three sites along the coastline of Puerto Nuevo, Baja California, Mexico using both 16S and 18S rRNA gene amplicon sequencing. We found that sediment hosted approximately 500-fold more operational taxonomic units (OTUs) for bacteria, archaea, and microbial eukaryotes than seawater (p < 0.001). Distinct phyla were found in sediment versus seawater samples. Of the top ten most abundant classes, Cytophagia (bacterial) and Chromadorea (eukaryal) were specific to the sediment environment, whereas Cyanobacteria and Bacteroidia (bacterial) and Chlorophyceae (eukaryal) were specific to the seawater environment. A total of 47 unique genera were observed to comprise the core taxa community across environment types and sites. No archaeal taxa were observed as part of either the abundant or core taxa. No significant differences were observed for sediment community composition across domains or between sites. For seawater, the bacterial and archaeal community composition was statistically different for the Major Outlet site (p < 0.05), the site closest to a residential area, and the eukaryal community composition was statistically different between all sites (p < 0.05). Our findings highlight the distinct patterns and spatial heterogeneity in microbial communities of a coastal region in Baja California, Mexico. This is an open access article, free of all copyright, and may be freely reproduced, distributed, transmitted, modified, built upon, or otherwise used by anyone for any lawful purpose. The work is made available under the Creative Commons CC0 public domain dedication.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOFÍSICA BIOFÍSICA

Enhancement of antibiotics antimicrobial activity due to the silver nanoparticles impact on the cell membrane

Roberto Vazquez-Munoz (2019, [Artículo])

The ability of microorganisms to generate resistance outcompetes with the generation of new and efficient antibiotics; therefore, it is critical to develop novel antibiotic agents and treatments to control bacterial infections. An alternative to this worldwide problem is the use of nanomaterials with antimicrobial properties. Silver nanoparticles (AgNPs) have been extensively studied due to their antimicrobial effect in different organisms. In this work, the synergistic antimicrobial effect of AgNPs and conventional antibiotics was assessed in Gram-positive and Gram-negative bacteria. AgNPs minimal inhibitory concentration was 10–12 μg mL-1 in all bacterial strains tested, regardless of their different susceptibility against antibiotics. Interestingly, a synergistic antimicrobial effect was observed when combining AgNPs and kanamycin according to the fractional inhibitory concentration index, FICI: &lt;0.5), an additive effect by combining AgNPs and chloramphenicol (FICI: 0.5 to 1), whereas no effect was found with AgNPs and β-lactam antibiotics combinations. Flow cytometry and TEM analysis showed that sublethal concentrations of AgNPs (6–7 μg mL-1) altered the bacterial membrane potential and caused ultrastructural damage, increasing the cell membrane permeability. No chemical interactions between AgNPs and antibiotics were detected. We propose an experimental supported mechanism of action by which combinatorial effect of antimicrobials drives synergy depending on their specific target, facilitated by membrane alterations generated by AgNPs. Our results provide a deeper understanding about the synergistic mechanism of AgNPs and antibiotics, aiming to combat antimicrobial infections efficiently, especially those by multi-drug resistant microorganisms, in order to mitigate the current crisis due to antibiotic resistance. © 2019 Vazquez-Muñoz et al. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

ampicillin, antibiotic agent, aztreonam, beta lactam antibiotic, biapenem, chloramphenicol, kanamycin, silver nanoparticle, silver nitrate, antiinfective agent, metal nanoparticle, silver, antibiotic sensitivity, antimicrobial activity, Article, bact BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOFÍSICA BIOFÍSICA

EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD Y EXPRESIÓN GÉNICA DE ENZIMAS ANTIOXIDANTES (SOD, GPX, GST, GR y CAT) COMO BIOMARCADORES DE EXPOSICIÓN A FTALATOS EN CULTIVO CELULAR

Elizabeth Brassea Pérez (2023, [Tesis de doctorado])

"El plastificante bis(2-etilhexilo) ftalato (DEHP) altera el equilibrio entre la producción de especies reactivas de oxígeno y las defensas antioxidantes. A pesar de la información disponible sobre los efectos tóxicos del DEHP en organismos modelo, la respuesta celular al DEHP en especies naturalmente adaptadas para tolerar el estrés oxidativo aún no se ha explorado. Los mamíferos marinos están naturalmente adaptados para hacer frente al estrés oxidativo derivado de la isquemia/reperfusión inducida por el buceo. El objetivo de este estudio fue comparar los cambios en los indicadores de estrés oxidativo asociados al DEHP en células de músculo esquelético de humanos (Homo sapiens sapiens) y lobos marinos de California (Zalophus californianus). Se recolectaron muestras de músculo abdominal de mujeres sanas sometidas a cesárea programada, tras obtener su consentimiento informado. Las muestras de músculo de lobo marino se obtuvieron de crías encontradas recientemente muertas en la colonia de Los Islotes, Golfo de California. Las células de músculo esquelético se aislaron y cultivaron en condiciones estándar. Las células se dividieron en dos grupos. Un grupo fue expuesto a DEHP (1 mM) durante 13 días (n=25; exposición), el otro grupo se mantuvo bajo condiciones control, es decir sin DEHP añadido (n=25; control). Se midió la producción de radical superóxido (O2•-), el daño oxidativo, la actividad de enzimas antioxidantes y la expresión génica mediante métodos espectrofotométricos y RT-qPCR. En células expuestas al DEHP la producción de O2•- y la actividad de superóxido dismutasa (SOD) fueron mayores que en las células bajo condiciones control para ambas especies. La actividad de glutatión S-transferasa (GST) y los niveles de carbonilos proteicos (PC) aumentaron significativamente en las células humanas expuestas a DEHP, y no significativamente en las células de lobo marino. Por el contrario, las actividades de glutatión peroxidasa (GPx) y catalasa (CAT) aumentaron significativamente en las células de lobo marino, pero no en las de humano expuestas a DEHP. Se observó una expresión diferencial de los genes implicados en el metabolismo redox entre las células control y expuestas a DEHP y entre especies. Los patrones de expresión de 26 y 19 genes fueron significativamente diferentes en las células humanas y de lobo marino, respectivamente, después de la exposición a DEHP. En las células humanas, la expresión de la GST1 microsomal y la GST (κ, μ, θ, ω y ᴢ) fue mayor,

"The plasticizer bis (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) dysregulates the balance between reactive oxygen species production and antioxidant defenses. Despite the information available on DEHP’s hazardous effects in model species, the cellular response to DEHP in organisms naturally adapted to tolerate oxidative stress remains unexplored. Marine mammals are naturally adapted to cope with oxidative stress derived from diving-induced ischemia/reperfusion. The objective of this study was to compare changes in oxidative stress indicators induced by DEHP in human (Homo sapiens sapiens) and California sea lion (Zalophus californianus) skeletal muscle cells. Abdominal muscle samples were collected from healthy women undergoing planned cesarean surgery at full term after obtaining informed consent. Sea lion muscle samples were obtained from recently deceased pups at Los Islotes rookery, Gulf of California. Skeletal muscle cells were isolated and cultured under standard conditions. Cells were divided into two groups. One group was exposed to 1 mM DEHP for 13 days (n=25; treatment), and the other served as a control (n=25; no DEHP). Superoxide radical (O2•-) production, oxidative damage, antioxidant enzyme activities and gene expression were measured using spectrophotometric methods and RT-qPCR. DEHP exposure increased O2•- production and superoxide dismutase (SOD) activity in both species. While the activity of glutathione S-transferase (GST) and protein carbonyls (PC) levels significantly increased in human cells, these indicators showed a non-significant elevation in sea lion cells. In contrast, glutathione peroxidase (GPx) and catalase (CAT) activities increased significantly in sea lion but not in human cultures exposed to DEHP. Genes involved in redox metabolism showed differential expression between treatments and species. DEHP exposure led to widespread modifications in gene expression patterns, with 26 and 19 differentially expressed genes in human and sea lion cells, respectively. In human cells, DEHP increased GST1 and GST (κ, μ, θ, ω, and ᴢ), while suppressing 8-oxoguanine DNA glycosylase (OGG1), CAT, GR, and nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) expression, suggesting increased oxidative stress and phase two detoxification processes. In contrast, DEHP increased OGG1, NRF2, GPx2 and SOD3 expression, suggesting that DEHP activates antioxidant defenses in sea lion cells, potentially contributing to maintain redox homeostasis and avoid oxidative...

Contaminantes emergentes, enzimas antioxidantes, estrés oxidativo, mamíferos, Una Salud Antioxidant enzymes, emerging pollutants, mammals, One Health, oxidative stress BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA BIOQUÍMICA ENZIMOLOGIA ENZIMOLOGIA

EFECTOS DE LA CONFORMACIÓN ESTRUCTURAL DE UN SUBSTRATO EN LA EMISIÓN DE FLUORESCENCIA POLARIZADA: ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD TÉCNICA PARA EL DESARROLLO DE UN SENSOR ÓPTICO CON APLICACIONES BIOMÉDICAS

Danay Hernández (2023, [Tesis de doctorado])

"La celulosa, localizada en las paredes celulares de las plantas, es uno de los polímeros más prevalentes en la naturaleza y puede ser obtenida mediante diversos métodos, incluida la síntesis de cierto tipo de bacterias. Este polímero da origen a un material específico denominado nanocelulosa, clasificado según su estructura en nanocristales (CNC, por sus siglas en inglés, Cellulose Nano-Crystals), nanofibras (CNF, por sus siglas en inglés, Cellulose Nano-Fibers) y celulosa bacteriana (BC, por sus siglas en inglés, Bacterial Cellulose). En el ámbito biomédico, los nanocristales de celulosa han tenido un impacto significativo debido a su biocompatibilidad y sostenibilidad, destacándose en aplicaciones como la fabricación de apósitos para el tratamiento y monitoreo de la cicatrización de heridas, un proceso que generalmente se evalúa objetivamente por especialistas."

Celulosa Nanocristales Biosensores Luz polarizada Fluorescencia Cristal líquido CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Evaluación de indicadores de vulnerabilidad para localizar áreas de sedimentos en tres subcuencas de Chiapas, México

Vulnerability indicators assessment to locate areas of sediments in three sub-basins of Chiapas, Mexico

CERVANDO CASTILLO ROMANO Jorge Enrique Brena Zepeda Perla Edith Alonso Eguía Lis Ana Wagner (2014, [Memoria de congreso])

Para cuantificar la alternación ecológica en las subcuencias se consideraron los siguientes indicadores: cambio de cobertura vegetal y uso de suelo; número de poblaciones y densidad de población; erosión potencial; cambios provocados por la acción humana en la hidrografía; evaluación de la condición de la vegetación riparia; calidad del sistema acuático a partir de bioindicadores; condición de la fauna y; sedimentación en zona de humedales. Los resultados del estudio muestran que la sedimentación en la zona de humedales en las tres subcuencas presenta la máxima alteración de acuerdo con la escala utilizada, lo que indica una alta depositación de sedimentos en los humedales producto del deterioro ecológico. En general la parte alta, media y baja presentan un deterioro moderado, y en menor proporción se observan zonas con alto deterioro.

Humedales Sedimentación Vulnerabilidad Bioindicadores CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

Remoción de DQO y SST con biorreactor tipo Nereda escala laboratorio implementando una membrana de microfiltración y flujo en región laminar

José María Silva Corrugedo (2022, [Tesis de maestría])

El tratamiento de aguas residuales municipales es una práctica ampliamente

extendida para la reutilización y posterior reincorporación de aguas contaminadas a

las redes de distribución del vital líquido en una ciudad, ya sean redes industriales,

agrícolas o domésticas. La Ciudad de Chihuahua, capital del estado del mismo

nombre, no es la excepción al contar con dos plantas tratadoras de aguas residuales

(PTAR) para satisfacer la demanda de salubridad que requiere su población. Dichas

plantas tienen un proceso de lodos activados aerobios, por lo cual son consideradas

plantas convencionales.

Una de las desventajas que presentan dichos sistemas convencionales, es

la separación del lodo floculante, la cual se da mediante un proceso lento de

sedimentación. Gracias al desarrollo de los gránulos aerobios, en 2005 en los

Países Bajos, se puso en marcha la primera planta de tratamiento de aguas

residuales Nereda. Dicha tecnología consiste en aprovechar la geometría de los

gránulos, que permite una rápida sedimentación de estos, para formar una capa de

lodos al fondo del tanque de alimentación. Esta capa funciona como una barrera

física y es la clave para el funcionamiento de la tecnología Nereda, puesto que la

misma funge como un separador dentro del mismo tanque. Con la capa de lodo

presente, por la parte inferior del tanque se puede alimentar agua residual sin que

ésta entre en contacto con el agua ya tratada ubicada por encima del lodo. Así se

obtiene una ventaja por parte de la tecnología Nereda por sobre la granulación

aerobia tradicional, puesto que el llenado y vaciado del tanque se puede realizar de

manera simultánea.

DQO microfiltración biorreactor INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA DEL MEDIO AMBIENTE OTRAS OTRAS

Utilización de un índice de diversidad para determinar la calidad del agua en sistemas lóticos

MARIA DEL PILAR SALDAÑA FABELA (2001, [Artículo])

En este estudio se presentan los resultados del índice de comparación secuencial aplicado a una comunidad de macroinvertebrados bentónicos en dos afluentes del río La Antigua, Veracruz. Los macroinvertebrados bentónicos son organismos que viven enterrados o sobre el lecho de los cuerpos de agua y se han utilizado para evaluar la calidad de la misma. Los resultados pertenecen a dos estaciones: una en el río Sordo y la otra en el río Hueyapan, ambos afluentes del río La Antigua.

Calidad del agua Bioindicadores Macroinvertebrados bentónicos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Efecto de los sólidos suspendidos volátiles del licor mezclado en el ensuciamiento de las membranas durante la operación de un bioreactor con membranas a corto y largo plazo

Effect of mixed liquor volatile suspended solids on membrane fouling during short and long-ter operation of membrane bioreactor

EDSON BALTAZAR ESTRADA ARRIAGA Petia Mijaylova Nacheva LILIANA GARCIA SANCHEZ (2015, [Artículo])

El objetivo del estudio fue examinar el impacto de diferentes concentraciones de sólidos suspendidos volátiles del licor mezclado en el ensuciamiento de las membranas en un bio-reactor con membranas sumergidas (BRMS)en periodos cortos y largos de operación durante el tratamiento del agua residual. Tres BRMS a escala laboratorio fueron operados bajo condiciones críticas, sub-críticas y condiciones de succión intermitente y retrolavados. En cortos tiempos de operación de los BRMS con concentraciones de licor mezclado de 4,200 y 6,150 mg SSVLM L-1, la resistencia hidráulica de las membranas se comportó de manera similar con un promedio de 5.0E+12 m-1, mientras para una concentración de 7,940 mg SSVLM L-1, su obtuvo una alta resistencia con valores de 1.7E+13 m-1. Los resultados mostraron que con concentraciones altas de biomasa la permeabilidad de las membranas disminuye debido a la formación de una biopelícula en la superficie de las membranas y a la presencia de Sustancia Poliméricas Extracelulares (SPE).

The aim of this study was to examine the impact of different Mixed Liquor Volatile Suspended Solids (MLVSS) concentrations on membrane fouling, in a submerged Membrane Bioreactor (MBR) at short and long-term MBR operation for wastewater treatment. Three laboratory-scale in a submerged MBR system were operated under critical flux, sub-critical flux, and an intermittent suction time and backwashing conditions. At short-term MBR operation with mixed liquors of 4,200 and 6,150 mg MLVSS L-1, the hydraulic resistance of membranes followed a same trajectory with averages of 5.0E+12 m-1, whereas for 7,940 mg MLVSS L-1, a high resistance of up to 1.7E+13 m-1 was obtained. The result showed that high biomass concentrations decreased to permeability due to a bio-layer formed in the membrane surface and high Extracellular Polymeric Substance (EPS).

Biorreactores Sólidos suspendidos volátiles INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UNA PLANTA DE PROCESAMIENTO HIDROTERMAL UTILIZANDO ENERGÍA SOLAR: UN ANÁLISIS TECNO-ECONÓMICO

Eduardo Bautista (2023, [Tesis de maestría])

"En este trabajo de tesis se aborda el modelado tecno-económico de una planta de procesamiento hidrotermal, la cual acoplará en su operación tecnología de concentración solar con el objetivo de transformar biomasa de carácter lignocelulósico (residuos de madera triturada) para obtener productos objetivo de alta densidad energética como lo son los biocombustibles: bio-crudo y gas de síntesis.

El diseño de la planta se contempla para procesar 1 tonelada diaria de desechos de madera, la cual trabaja mediante el uso de energía solar de concentración y gas natural con el objetivo de tener una operación continua."

Energía solar de concentración Licuefacción hidrotermal Biomasa Desechos forestales INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA ENERGÉTICA FUENTES NO CONVENCIONALES DE ENERGÍA FUENTES NO CONVENCIONALES DE ENERGÍA

Indicadores de integridad ecológica y salud ambiental para las cuencas de los ríos Yautepec y Cuautla, Morelos: primera etapa

Perla Alonso_EguíaLis JORGE LUIS IZURIETA DAVILA REBECA GONZALEZ VILLELA (2014, [Documento de trabajo])

Tabla de contenido: 1. Introducción -- 2. Efectos del cambio climático en la disponibilidad de agua para las cuencas del río Yautepec y río Cuautla -- 3. Estudio de calidad del agua -- 4. Macrófitas bioindicadores -- 5. Indicadores de integridad ecológica y salud ambiental para las cuencas de los ríos Yautepec y Cuautla, Morelos -- 6. Sistema de Información Geográfica para estudio de los indicadores de integridad ecológica y salud ambiental en las subcuencas de los ríos Cuautla y Yautepec.

Este estudio de los ríos Yautepec y Cuautla, en el estado de Morelos, incluye una síntesis de la investigación y estudios históricos y actuales de monitoreo y biomonitoreo de ambos ríos. Comprende, además, un análisis de cambio climático y del régimen de caudal en las cuencas, el cual incluye el análisis del comportamiento de las isotermas e isoyetas y estudio comparativo para los periodos de pre-impacto y post-impacto en ambos ríos y un análisis hidrométrico y recuperación de series de datos faltantes a través del análisis de datos extremos y periodos de máxima y mínima sequía de acuerdo al percentil 25% y 75%. De igual manera se realizó la localización física y el análisis de los factores de estrés al sistema como son descargas, calidad del agua y alteraciones hidrológicas generadas por modificaciones hidráulicas. Esta actividad comprendió la compilación y el análisis de información general sobre hidrografía, calidad del agua, infraestructura hidráulica y de saneamiento del área de estudio, así como la localización de sitios de referencia para bioindicadores, el cual consistió en el análisis del estado de salud del ecosistema a través del estudio de la estructura de la comunidad de macroinvertebrados bioindicadores y macrófitos, y la evaluación de integridad ecológica a través de análisis geomorfológico e índice de calidad visual. Por último, se elaboró un Sistema de Información Geográfica, el cual consistió en el diseño del modelo relacional para el sistema de información geográfica y recopilación de conjunto de datos vectoriales temáticos que alimentarán al sistema, como son: hidrología, estaciones climatológicas, hidrométricas, uso de suelo, edafología, censo poblacional 2010, censo pecuario y censo económico.

1. Introducción -- 2. Efectos del cambio climático en la disponibilidad de agua para las cuencas del río Yautepec y río Cuautla -- 3. Estudio de calidad del agua -- 4. Macrófitas bioindicadores -- 5. Indicadores de integridad ecológica y salud ambiental para las cuencas de los ríos Yautepec y Cuautla, Morelos -- 6. Sistema de Información Geográfica para estudio de los indicadores de integridad ecológica y salud ambiental en las subcuencas de los ríos Cuautla y Yautepec.

Cuencas Calidad del agua Monitoreo del agua Bioindicadores Cambio climático Impacto ambiental Informes de proyectos Río Yautepec, Morelos Río Cuautla, Morelos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA