Resumen:
Las celdas de combustible microbianas (MFC) son dispositivos donde la energía química presente en un sustrato se convierte directamente en energía eléctrica por la actividad de microorganismos. Las MFC constan de un ánodo (anaerobio) y un cátodo (aerobio) conectados a través de un circuito. En el ánodo se desarrolla un biofilm microbiano capaz de oxidar un sustrato y transferir los electrones obtenidos al ánodo, los cuales viajan a través del circuito al cátodo generando una corriente eléctrica. En nuestro laboratorio comenzamos a estudiar estos sistemas en 2011. Al día de hoy hemos operado celdas de dos tipos. 1) celdas diseñadas para valorizar un residuo (suero de queso) y 2) celdas de sedimento para determinar posibles puntos de aplicación en el país y detectar nuevos grupos electroactivos. Logramos determinar que el suero de queso no es un buen sustrato para obtener energía directamente en una MFC. Sin embargo, la combinación de la producción de bio-hidrógeno a partir de suero de queso y la producción de energía eléctrica a partir del efluente del bio-reactor (rico en ácidos grasos de cadena corta) es una buena estrategia para valorar dicho residuo. Utilizando tres tipos de sedimento, de un humedal artificial de un sistema de tratamiento de efluentes, de la laguna de Rocha y del cultivo de arroz, logramos producir energía eléctrica en MFCs. Detectamos por métodos moleculares el enriquecimiento de un grupo no cultivado clasificado dentro del filo Nitrospirae, no descripto como electroactivo. Logramos aislar varias bacterias potencialmente electroactivas pertenecientes a los géneros Clostridium, Bacillus, Lysinibacillus, Pseudomonas, Shewanella, Rhizobium and Raiyenella. Muchos de ellos no están descriptos como electroactivos. Actualmente estamos probando su electroactividad con cronoamperometría. Las aplicaciones de los sistemas bioelectroquímicos son diversas además de la generación de energía eléctrica, por lo que su estudio resulta interesante desde varios aspectos biotecnológicos.

Contacto: angelacabezasdarosa@gmail.com
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Resumen:
La producción de bioetanol así como de otros bioproductos a partir de biomasa vegetal enfrenta distintas limitantes.  En primer lugar, la provisión de forma confiable y sostenida en el tiempo de cantidades suficientes de biomasa a precios reducidos ha demostrado ser un desafío mayor al esperado originalmente.  En segundo lugar, la utilización de formulaciones enzimáticas comerciales en el paso de sacarificación no sólo tiene un impacto importante en el precio del producto final sino también aumenta la huella de carbono del proceso contrarrestando uno de los argumentos principales para producir biocombustibles de segunda generación.  En tercer lugar, los organismos fermentadores tradicionales no alcanzan los rendimientos ni las productividades necesarias para hacer viable el proceso. Nuestra línea de trabajo se enfoca en cada uno de estos aspectos buscando alternativas adaptadas a nuestro país.  Por ejemplo, hemos estudiado el potencial de producción de bioetanol en cultivos energéticos adaptados a nuestro clima y a nuestros suelos.  También hemos aplicado la metagenómica funcional para identificar nuevas enzimas lignocelulolíticas que puedan ser utilizadas como sustitutos o complementos de las enzimas comerciales.  Por último, hemos mejorado a cepas especializadas en la producción de bioetanol para dotarlas de capacidades glicolíticas y así lograr mejores rendimientos en el proceso.

Contacto: FNoya@geocom.com.uy
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Resumen:
El biodiesel es considerado como una prometedora alternativa a los combustibles fósiles. Sin embargo, los altos costos de obtención de las materias primas vegetales utilizadas y la competencia con el sector alimentario, ha marcado la necesidad de buscar fuentes alternativas de ácidos grasos. En ese contexto, las levaduras oleaginosas se consideran actualmente como una potencial materia prima alternativa. Estas son capaces de acumular en su citoplasma triglicéridos en niveles superiores al 20% de su biomasa, pudiéndose superar el 60%. A su vez la composición de ácidos grasos de los lípidos acumulados es similar a la de los cultivos vegetales oleaginosos. En la búsqueda de ese tipo de microorganismos para ser utilizados como materia prima de un biodiesel utilizable en climas fríos se aislaron, identificaron y caracterizaron levaduras antárticas como fuente alternativa de ácidos grasos. Se recolectaron 80 muestras de suelo y agua de diversos lugares de la isla Rey Jorge, en las proximidades de la península antártica. Se aislaron 65 levaduras, las cuales fueron identificadas molecularmente a nivel de especie. Para los aislamientos obtenidos, se estudió la capacidad de acumular lípidos intracelulares en condiciones de escasez de nitrógeno. La existencia de levaduras oleaginosas en territorio antártico fue confirmada, describiéndose especies no caracterizadas previamente como oleaginosas. Para la obtención del biocombustible a partir de lípidos de estas levaduras, es necesario producir los ésteres metílicos a partir de los triglicéridos acumulados. La extracción de los lípidos y su posterior metilación en procesos separados representaría altos  costos y tiempos prolongados por lo cual, en la exploración de un proceso más competitivo se realizaron estudios de transesterificación directa sobre la biomasa microbiana, lográndose optimizar las condiciones de reacción. 

Contacto: adalgisa@fq.edu.uy
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Resumen:
Los silos pueden presentar el problema de contaminación fúngica, lo cual es un potencial riesgo para la salud animal ya que los hongos contaminantes pueden ser productores de micotoxinas. Uno de los contaminantes más frecuentes en silos de sorgo en Uruguay se identificó como Aspergillus flavus, especie conocida como productora de aflatoxinas.Para inhibir el crecimiento de hongos en los silos se utilizan diversas estrategias, una de las cuales es el uso de control biológico. En este contexto es interesante estudiar como controladores biológicos a los microorganismos presentes en gránulos de kefir, los cuales están formados por bacterias ácido lácticas y levaduras embebidas en una matriz de polisacáridos. El kefir de agua (KA) es una bebida producida por fermentación de  soluciones azucaradas utilizando estos gránulos. El objetivo del presente trabajo fue estudiar la capacidad de microorganismos presentes en kefir de agua de controlar Aspergillus flavus en mini silos de sorgo. El sorgo para ensilar se trató con KA y KA libre de células (filtrado por membrana de 0.45 micras). A su vez, se realizó un control con agua. El sorgo tratado se secó a 60°C hasta obtener una humedad entre 23% y 40% y se inoculó con una suspensión de A. flavus. El ensilado se realizó en tubos de 15mL con un filtro esterilizante en la tapa para permitir la entrada de aire. Los mini silos se incubaron por 7 días a 25°C. El crecimiento de A. flavus se cuantificó por PCR en tiempo real. Los resultados mostraron que los microorganismos presentes en el KA fueron capaces de controlar  el crecimiento de A. flavus en el mini silo, mientras que la solución libre de células no fue efectiva.

Contacto: mgonda@fq.edu.uy
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Resumen:
Los flavonoides son metabolitos secundarios vegetales particularmente importantes en las simbiosis leguminosa-rizobio, donde constituyen la primera señal molecular intercambiada entre planta y bacteria. La soja (Glycine max), se asocia con cepas de Bradyrhizobium en un proceso complejo en el que los flavonoides producidos por la planta inducen la expresión de genes específicos en los bradirizobios; generando la producción bacteriana de factores de nodulación y finalmente la formación de nódulos radiculares fijadores de Nitrógeno. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de pre-incubar a los bradirizobios con flavonoides sobre la nodulación de plantas de soja en condiciones controladas. Para ello se sembraron las semillas en medio semisólido e inocularon con B. elkanii 1301 y 1302 crecidos en presencia y ausencia de distintas concentraciones de flavonoides. Las plantas crecieron in vitro por 30 días. Durante este período se contaron diariamente los  nódulos en raíces primarias y secundarias; y finalmente se cosecharon las plantas y se analizaron de forma estadística los datos de largo y peso seco de la parte aérea (PA). Los resultados indican que las plantas inoculadas con bradirizobios tratados con flavonoides presentaron un mayor número de nódulos por planta, tanto en raíces primarias como secundarias, aunque no se observó una nodulación más temprana en relación a plantas inoculadas con bradirizobios sin pretratamiento. Asimismo, a los 30 días de crecimiento no se detectaron diferencias estadísticamente significativas en el rendimiento en peso seco de PA entre las plantas inoculadas con bradirizobios con y sin tratamiento previo. La mayor nodulación observada en este trabajo podría explicar el mayor rendimiento obtenido a los 60 días de crecimiento en condiciones de invernáculo (Ver trabajo de Riviezzi y col “Bradirizobios preincubados con flavonoides: una estrategia para mejorar del rendimiento en cultivos de soja”). Agradecimientos/financiación: PIEP (MIEM) y  LAGE y Cía. S.A.

Contacto: magustinapereira@gmail.com
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Resumen:
La Queratoconjuntivitis Infecciosa Bovina (QIB) es una enfermedad ocular grave que afecta frecuentementeal ganado, y tiene un impacto económico significativo mundialmente. Varios agentes etiológicos están asociados a la QIB, como Moraxella bovis y Moraxella bovoculi. El problema sanitario originado por la QIB ha llevado a procurar desarrollar vacunas efectivas para prevenir la enfermedad. Las fimbrias son los factores de virulencia más estudiados de Moraxella. Existen dos tipos funcionalmente distintos de fimbrias en M. bovis, denominados I y Q como resultado de la inversión de un segmento de ADN por mecanismos de recombinación específica de sitio, lo que genera una gran heterogeneidad antigénica. Sin embargo, esto no se ha observado en M. bovoculi, ya que carece de mecanismos de cambio de fase. A su vez, en vista de la importancia que tienen las proteínas de membrana externa (PME) para la supervivencia bacteriana, se podría pensar en considerarlas como posibles componentes de vacunas. En particular PME-CD, ha exhibido potencial como inmunógeno en especies relacionadas como Moraxella catharralis. Los objetivos de este trabajo consistieron, en primer lugar, en analizar la base genética de la síntesis de fimbrias en base a PCR,  secuenciación y posterior análisis bioinformático. También se evaluó la diversidad genética de PME-CD y la inmunogenicidad de PME-CD recombinante de M. bovis Hasta el momento, los resultados permitieron mostrar una alta diversidad intraespecífica entre las diferentes secuencias obtenidas de fimbrias donde se observa que algunas cepas están en la conformación de fimbria Q, otras en I y otras presentan ambas conformaciones. Esto pondría en debate el uso de estos antígenos en vacunas contra la QIB. Por otro lado, ensayos de Western blot indican que sueros y lágrimas de terneros enfermos reconocen en forma específica la proteína. Ensayos en modelos experimentales permitirán evaluar el uso de PME-CD como antígenos protectores.  

Contacto: sacquistapace@iibce.edu.uy
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