Exogenous glucosylglycerol and proline extend the chronological lifespan of Rhodosporidium toruloides / El glucosilglicerol y la prolina exógenos extienden la vida útil cronológica de Rhodosporidium toruloides

Glucosylglycerol (GG) is an osmolyte found in a few bacteria (e.g., cyanobacteria) and plants grown in harsh environments. GG protects microbes and plants from salinity and desiccation stress. In the industry, GG is synthesized from a combination of ADP-glucose and glycerol-3-phosphate in a condensation reaction catalyzed by glucosylglycerol phosphate synthase. Proline, on the other hand, is an amino acid-based osmolyte that plays a key role in cellular reprograming. It functions as a protectant and a scavenger of reactive oxygen species. Studies on lifespan extension have focused on the use of Saccharomyces cerevisiae. Rhodosporidium toruloides, also known as Rhodotorula toruloides, is a basidiomycetous oleaginous yeast known to accumulate lipids to more than 70% of its dry cell weight. The oleaginous red yeast (R. toruloides) has not been intensely studied in the lifespan domain. We designed this work to investigate how GG and proline promote the longevity of this red yeast strain. The results obtained in our study confirmed that these molecules increased R. toruloides’ viability, survival percentage, and lifespan upon supplementation. GG exerts the most promising effects at a relatively high concentration (100 mM), while proline functions best at a low level (2 mM). Elucidation of the processes underlying these favorable responses revealed that GG promotes the yeast chronological lifespan (CLS) through increased catalase activity, modulation of the culture medium pH, a rise in ATP, and an increase in reactive oxygen species (ROS) accumulation (mitohormesis). It is critical to understand the mechanisms of these geroprotector molecules, particularly GG, and the proclivity of its lifespan application; this will aid in offering clarity on its potential application in aging research.(AU)

Cyanobacterial extract-mediated synthesis of silver nanoparticles and their application in ammonia sensing

Green route for silver nanoparticle synthesis has gained increasing attention. Cyanobacteria are one of the promising organisms to produce a number of secondary metabolites that are capable of reducing silver ions to small-sized silver nanoparticles. In the present study, we employed an aqueous extract of the cyanobacterium Haloleptolyngbya alcalis KR2005/106 isolated from a soda lake for biosynthesis of silver nanoparticles (AgNPs). The extract acted as a reducing agent for AgNPs synthesis and resulted formation of nanoparticles <50 nm in size. In this study, synthesis of AgNPs obtained only in the sample exposed to photosynthetically active radiation (PAR) while the synthesis of AgNPs was not observed in the samples kept in dark. The biogenic fabrication of AgNPs was carried out by optimizing several governing parameters such as concentration of the silver nitrate solution, pH, temperature, and amount of biomass. Results obtained through different analytical techniques revealed that cyanobacterial taxon H. alcalis isolated from saline-alkaline habitat is a potential candidate for biosynthesis of optimum-sized spherical AgNPs. Surface plasmon resonance (SPR) property of AgNPs was exploited for aqueous ammonia sensing and revealed that AgNPs synthesized using aqueous extract of cyanobacterium H. alcalis could be employed for colorimetric detection of dissolved ammonia for monitoring quality of water

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Spirulina y su efecto hipolipemiante y antioxidante en humanos: una revisión sistemática / Spirulina and its hypolipidemic and antioxidant effects in humans: a systematic review

Varias enfermedades crónicas transmisibles (p. ej. SIDA) y no transmisibles, entre ellas las enfermedades cardiovasculares (ECV), cursan con estrés oxidativo (EOX) y dislipidemia. Según estudios in vitro en animales y algunos en humanos, la Spirulina puede reducir esta patología. Mediante una revisión sistemática de los últimos cinco años (palabras clave: Spirulina AND cholesterol, Spirulina AND oxidative stress) se localizaron ocho estudios de intervención en humanos, encontrándose que la administración (1-10 g/d) subcrónica (0,5-6 meses) parece tener efecto hipolipemiante y antioxidante. Sin embargo, ningún estudio fue correctamente aleatorizado y/o controlado, y tampoco se proponen los mecanismos biológicos que respalden estos efectos. El nivel de evidencia encontrado y la ausencia de diseños experimentales apropiados no permiten comprobar el valor de la Spirulina como alimento funcional para prevenir la dislipidemia y el EOX y, por este medio, disminuir las ECV; sin embargo, no encontramos manuscritos que refieran efectos nocivos de su ingesta (AU)

Several chronic transmissible (e.g. AIDS) and non transmissible diseases like cadiovascular disease, are associated with oxidative stress (EOX) and dyslipidemia. Has been reported that Spirulina can reduce them, this has been demonstrated in vitro and in animal models but scarcely in humans. Through a systematic review on last 5 years (keywords: Spirulina AND cholesterol, Spirulina AND oxidative stress) 8 intervention studies with humans were reported, finding that oral (1-10 g/d) subchronic (0.5-6 month) administration of Spirulina appears to have and hypolipidemic and antioxidant effect. However, no study was properly randomized and/or controlled and no biological mechanism was proposed to support these findings. The level of evidence and the absence of appropriate experimental designs do not allow validating Spirulina as a functional food for preventing dyslipidemic diseases and EOX, and hereby decrease the CVD. We do not found papers relating harmful effect (AU)

Distribution of phototrophic populations and primary production in a microbial mat from the Ebro Delta, Spain / Distribución de poblaciones fotótrofas y producción primaria en un tapete microbiano del delta del Ebro (España)

Microbial mats arising in the sand flats of the Ebro Delta (Tarragona, Spain) were investigated during the summer season, when the community was highly developed. These mats are composed of three pigmented layers of phototrophic organisms, an upper brown layer mainly composed of Lyngbya aestuarii and diatoms, an intermediate green layer of the cyanobacterium Microcoleus chthonoplastes, and an underlying pink layer of a so-far unidentified purple sulfur bacterium. In the photic zone, oxygenic phototrophs constitute about 58% of total photosynthetic biomass, measured as biovolume, and anoxygenic phototrophs represent 42%. Diatoms constitute 11.8% of the oxygenic biomass, M. chthonoplastes 61.2%, and L. aestuarii and coccoid cyanobacteria 20.6 and 6.4%, respectively. In this laminated community, organic matter has an autochthonous origin, and photosynthesis is the most important source of organic carbon. Oxygen production reaches up to 27.2 mmol O(2) m(-2) h(-1), measured at 1000 microE m(-2) s(-1) light intensity, whereas oxidation of sulfide in the light has been calculated to be 18.6 mmol S m(-2) h(-1). This amount represents 26% of the total photosynthetic production in terms of photoassimilated carbon, demonstrating the important role of anoxygenic phototrophs as primary producers in the pink layer of Ebro Delta microbial mats (AU)

Los tapetes microbianos que se establecen en los sedimentos litorales del delta del Ebro (Tarragona, España) fueron investigados durante el verano, cuando la comunidad estaba muy desarrollada. Dichos tapetes se componen de tres capas pigmentadas, con diferentes organismos fotótrofos. La capa superior es de color marrón y está compuesta principalmente por Lyngbya aestuarii y diatomeas. Debajo de ésta, se observa una capa intermedia de color verde, donde predomina la cianobacteria Microcoleus chthonoplastes. Finalmente, por debajo de las dos anteriores se ve una lámina rosa, en la que el organismo fototrófico dominante es una nueva bacteria roja del azufre no identificada hasta este momento. En la zona fótica, los organismos fototróficos oxigénicos representan un 58 por ciento de la biomasa fotosintética total, medida ésta como biovolumen; el 48 por ciento restante corresponde a los organismos fotótrofos anoxigénicos. En relación a la biomasa oxigénica, las diatomeas constituyen un 11,8 por ciento del total, mientras que M. chthonoplastes, L. aestuarii y las cianobacterias cocoides representan un 61,2 por ciento, un 20,6 por ciento y un 6,4 por ciento, respectivamente. En esta comunidad multilaminada, la materia orgánica es de origen autóctono y la fotosíntesis es la principal fuente de carbono orgánico. La producción de oxígeno alcanza los 27,2 mmol O2 m-2 h-1 medida a una intensidad de luz de 1000 µE m-2 s-1. Mientras que la oxidación de sulfuro a la luz es de 18,6 mmoles S m-2 h-1. Esta última cantidad representa un 26 por ciento de la producción fotosintética total, expresada como C fotoasimilado, lo cual pone de manifiesto el papel destacado de las bacterias fototrofas anoxigénicas como productores primarios en la capa roja de los ecosistemas estudiados (AU)

Interés toxicológico de las microcistinas / Toxicological interest of Microcystins

Las Microcistinas (MCs) son toxinas de estructura heptapeptídica producidas por floraciones de cianobacterias tóxicas de aguas superficiales eutróficas. Las MCs al igual que la nodularina son hepatotóxicas en humanos, aunque también dan lugar a alteraciones gastrointestinales, reacciones alérgicas o irritación y sintomatología similar a la neumonía. El principal riesgo tóxico deriva de su actividad promotora tumoral, y capacidad genotóxica. Diversos estudios epidemiológicos sugieren una mayor incidencia de cáncer de hígado en zonas cuya población está expuesta de forma prolongada a MCs, por consumo de aguas de bebida contaminadas, advirtiéndose la necesidad de conocer otras posibles fuentes de exposición humana, tales como alimentos. La Organización Mundial de la Salud ha adoptado (WHO, 1998) un valor guía provisional de 1,0 ug/L de MCLR en aguas de bebida, comprendiendo tanto las MCs intra como las extracelulares. En la Reglamentación técnico-sanitaria vigente en España para el abastecimiento y control de la calidad de las aguas potables de consumo público (RD 1138/1990 de 14 de Septiembre) no se hace referencia a la determinación y control de MCs; sin embargo en el nuevo proyecto de reglamentación, anexo D, que hace referencia a las sustancias tóxicas, se fija una concentración máxima admisible de MCs de 1 ug/L en el caso de aguas eutróficas. En esta revisión se consideran los efectos tóxicos agudos, crónicos y el mecanismo de acción de las Microcistinas (AU)

Floraciones tóxicas de cianobacterias detectadas en el suroeste de la península ibérica

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Bioremediation of oil by marine microbial mats / La biorremediación del petróleo por la acción de los tapetes microbianos marinos

Cyanobacterial mats developing in oil-contaminated sabkhas along the African coasts of the Gulf of Suez and in the pristine Solar Lake, Sinai, were collected for laboratory studies. Samples of both mats showed efficient degradation of crude oil in the light, followed by development of an intense bloom of Phormidium spp. and Oscillatoria spp. Isolated cyanobacterial strains, however, did not degrade crude oil in axenic cultures. Strains of sulfate-reducing bacteria and aerobic heterotrophs were capable of degrading model compounds of aliphatic and aromatic hydrocarbons. Results indicate that degradation of oil was done primarily by aerobic heterotrophic bacteria. The oxygenic photosynthesis of oil-insensitive cyanobacteria supplied the molecular oxygen for the efficient aerobic metabolism of organisms, such as Marinobacter sp. The diurnal shifts in environmental conditions at the mat surface, from highly oxic conditions in the light to anaerobic sulfide-rich habitat in the dark, may allow the combined aerobic and anaerobic degradation of crude oil at the mat surface. Hence, coastal cyanobacterial mats may be used for the degradation of coastline oil spills. Oxygen microelectrodes detected a significant inhibition of photosynthetic activity subsequent to oil addition. This prevailed for a few hours and then rapidly recovered. In addition, shifts in bacterial community structure following exposure to oil were determined by denaturing gradient gel electrophoresis of PCR-amplified fractions of 16S rRNA from eubacteria, cyanobacteria and sulfate-reducing bacteria. Since the mats used for the present study were obtained from oil-contaminated environments, they were believed to be preequilibrated for petroleum remediation. The mesocosm system at Eilat provided a unique opportunity to study petroleum degradation by mats formed under different salinities (up to 21%). These mats, dominated by cyanobacteria, can serve as close analogues to the sabkhas contaminated during the Gulf War in Kuwait and Saudi Arabia (AU)

En la costa africana del canal de Suez y en el Lago Solar de la península del Sinaí, se recogieron muestras de tapetes de cianobacterias que crecen en «sabkhas» contaminadas por petróleo, para su posterior estudio. Dichas muestras degradaron de manera efectiva el petróleo en un ambiente iluminado; tras la degradación se produjo un crecimiento intenso de Phormidium spp. y Oscillatoria spp. Sin embargo, las cepas aisladas no degradan el petróleo en cultivos axénicos. Las cepas de bacterias sulfatorreductoras, así como los heterótrofos aeróbicos degradaban compuestos de hidrocarburos alifáticos y aromáticos. Los resultados indican que la degradación del petróleo se debía principalmente a la acción de las bacterias heterótrofas aeróbicas. La fotosíntesis oxigénica de cianobacterias no sensibles al petróleo proporcionaba el oxígeno molecular para el metabolismo aeróbico de organismos como Marinobacter sp. Los cambios diurnos de las condiciones ambientales en la superficie del tapete, desde altas concentraciones de oxígeno durante la fase iluminada a altas concentraciones de sulfuro y anaerobiosis en la oscuridad, permiten la degradación combinada aeróbica y anaeróbica de crudo de petróleo en la superficie del tapete. Así pues, los tapetes de cianobacterias que se desarrollan en la costa pueden utilizarse para la degradación de los vertidos de petróleo que afectan la costa. Mediante electrodos de oxígeno se detectó una inhibición significativa de la actividad fotosintética posterior al añadido de petróleo Dicha inhibición se prolongó durante algunas horas y luego se recuperó rápidamente. Además, el análisis mediante electroforesis de gel en gradiente desnaturalizante (DGGE) de las fracciones de RNA 16S de eubacterias, cianobacterias y bacterias sulfatorreductoras amplificadas mediante PCR, reveló un cambio estructural en las comunidades bacterianas. Puesto que los tapetes usados para el estudio fueron obtenidos en ambientes contaminados por petróleo, se cree que dichos tapetes están preequilibrados para la biorremediación del petróleo. El sistema de mesocosmos en Eilat ha proporcionado una oportunidad única para estudiar la degradación del petróleo mediante tapetes formados a distintas salinidades (de hasta el 21 por ciento). Estos tapetes, en los que predominan las cianobacterias, sirven como análogos a las “sabkhas” contaminadas durante la Guerra del Golfo en Kuwait y en Arabia Saudí. (AU)

New approaches to the study of Antarctic lithobiontic microorganisms and their inorganic traces and their application in the detection of life in Martian rocks / Un nuevo enfoque al estudio de microorganismos litobiontes de la Antártida y sus indicios inorgánicos: aplicaciones en la detección de vida en rocas marcianas

Microbial life in the harsh conditions of Antarctica's cold desert may be considered an analogue of potential life on early Mars. In order to explore the development and survival of this epilithic and endolithic form of microbial life, our most sophisticated, state-of-the-art visualization technologies have to be used to their full potential. The study of any ecosystem requires a knowledge of its components and the processes that take place within it. If we are to understand the structure and function of each component of the microecosystems that inhabit lithic substrates, we need to be able to quantify and identify the microorganisms present in each lithobiontic ecological niche and to accurately characterize the mineralogical features of these hidden microhabitats. Once we have established the techniques that will allow us to observe and identify these microorganisms and mineral substrates in situ, and have confirmed the presence of water, the following questions can be addressed: How are the microorganisms organized in the fissures or cavities? Which microorganisms are present and how many are there? Additional questions that logically follow include: What are the existing water relationships in the microhabitat and what effects do the microorganisms have on the mineral composition? Mechanical and chemical changes in minerals and mineralization of microbial cells can give rise to physical and/or chemical traces (biomarkers) and to microbial fossil formation. In this report, we describe the detection of chains of magnetite within the Martian meteorite ALH84001, as an example of the potential use of SEM-BSE in the search for plausible traces of life on early Mars (AU)

La vida microbiana en las duras condiciones del frío desierto de la Antártida puede considerarse un análogo de la vida que posiblemente hubo en un principio en el planeta Marte. Para explorar el desarrollo y la supervivencia de esta forma de vida microbiana epilítica y endolítica, son necesarias las más sofisticadas tecnologías de visualización. El estudio de todo ecosistema requiere el conocimiento de sus componentes y de los procesos que tienen lugar en él. Para entender la estructura y función de cada componente de los microecosistemas de los sustratos líticos, necesitamos poder cuantificar e identificar los microorganismos presentes en cada uno de los nichos ecológicos que allí se encuentran y caracterizar adecuadamente los rasgos mineralógicos de estos microhábitats ocultos. Una vez se haya establecido las técnicas que nos permitirán observar e identificar estos microorganismos y sustratos minerales in situ, y que se haya confirmado la presencia de agua, pueden estudiarse las siguientes cuestiones: ¿cómo se organizan los microorganismos en las fisuras y cavidades?; ¿qué microorganismos están presentes y cuántos hay? Preguntas a las que, de manera lógica, les suceden: ¿qué relaciones se establecen con el agua presente en el microhábitat y qué efectos tienen los microoganismos sobre la composición mineral? Los cambios químicos y físicos en los minerales y la mineralización de las células microbianas pueden dar lugar a marcadores físicos y/o químicos (biomarcadores) y a la formación de fósiles microbianos. En este artículo, se describe la detección de cadenas de magnetita en el meteorito marciano ALH84001 como ejemplo del posible uso de la SEM-BSE en la búsqueda de rastros de vida en el Marte primitivo. (AU)

Microbial mats and the search for minimal ecosystems / Los tapetes microbianos y la búsqueda de los ecosistemas mínimos

This article reviews some ecological concepts common to all kinds of ecosystems, describes the characteristics of microbial mats, and focuses on the description of the Ebro Delta microbial mats, to assess whether they fit the concept of a minimal ecosystem. First, microorganisms as components of ecosystems are considered, and some features of microbial life, including ubiquity, size and metabolism, genetic versatility, and strategies to overcome unfavorable conditions, are discussed. Models for ecosystems, regardless of their size, have the same basic components; tropical forests, multilayered planktonic microbial communities, and benthic microbial mats are analogous ecosystems at different scales. The structure--in terms of populations and communities--and ecophysiology of microbial mats are also discussed. The linear distribution of microbial populations along steep gradients of light and hydrogen sulfide allows for the simultaneous presence of different microbial populations. Defining the minimal ecosystem requirements necessary for the survival and proliferation of organisms is crucial in the search for extraterrestrial life and for establishing ecosystems beyond the Earth (AU)

Este artículo revisa algunos conceptos ecológicos que son comunes a todo tipo de ecosistemas y describe las características de los tapetes microbianos, centrándose en la descripción de los tapetes microbianos del delta del Ebro para ver si se ajustan al concepto de ecosistema mínimo. En primer lugar se consideran los microorganismos como componentes del ecosistema y se describen algunas características de la vida microbiana como la ubicuidad, el tamaño y metabolismo, la variabilidada genética y las estrategias para superar las condiciones desfavorables. Independientemente de su tamaño, cualquier modelo de ecosistema tiene los mismos componentes básicos; los bosques tropicales, las comunidades microbianas planctónicas estratificadas y los tapetes microbianos bénticos son ecosistemas análogos a diferente escala. También se describen la estructura —en términos de población y comunidad— y la ecofisiología de los tapetes microbianos. La distribución lineal de las poblaciones microbianas a lo largo de gradientes acusados de luz y de sulfuro de hidrógeno permite la presencia simultánea de poblaciones microbianas distintas. Para la búsqueda de vida extraterrestre y para el establecimiento de ecosistemas más allá de la Tierra, es fundamental definir las características de los ecosistemas mínimos. (AU)

Cyanobacterial diversity in extreme environments in Baja California, Mexico: a polyphasic study

Cyanobacterial diversity from two geographical areas of Baja California Sur, Mexico, were studied: Bahia Concepcion, and Ensenada de Aripez. The sites included hypersaline ecosystems, sea bottom, hydrothermal springs, and a shrimp farm. In this report we describe four new morphotypes, two are marine epilithic from Bahia Concepcion, Dermocarpa sp. and Hyella sp. The third, Geitlerinema sp., occurs in thermal springs and in shrimp ponds, and the fourth, Tychonema sp., is from a shrimp pond. The partial sequences of the 16S rRNA genes and the phylogenetic relationship of four cyanobacterial strains (Synechococcus cf. elongatus, Leptolyngbya cf. thermalis, Leptolyngbya sp., and Geitlerinema sp.) are also presented. Polyphasic studies that include the combination of light microscopy, cultures and the comparative analysis of 16S rRNA gene sequences provide the most powerful approach currently available to establish the diversity of these oxygenic photosynthetic microorganisms in culture and in nature (AU)

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Detección de cianobacterias y sus toxinas. Una revisión / Cyanobacteria and toxins detection. A review

La creciente eutrofización de los ambientes acuáticos favorece el crecimiento masivo (blooms) de algas, y poblaciones de cianobacterias, capaces de producir potentes toxinas con graves repercusiones en la salud públicas y en la sanidad animal. Más del 50 por ciento de las proliferaciones masivas de cianobacterias son tóxicas. Dentro de una misma especie de cianobacteria, existen cepas que producen toxinas y otras que no las producen. Se hace necesario disponer de métodos que permitan detectar y cuantificar cianobacterias y sus toxinas. Los tradicionales bioensayos en ratón para conocer la toxicidad de una muestra sospechosa, se van sustituyendo por otros bioensayos y diversos métodos in vitro que están demostrando ser eficaces. El avance experimentado en las técnicas inmunológicas y enzimáticas ha facilitado la detección rápida de toxinas mediante el empleo de kits comerciales y no comerciales. Uno de los campos más prometedores de investigación, consiste en la determinación de las secuencias genéticas que diferencian géneros incluso cepas tóxicas, así como otras que codifican para la síntesis de toxinas; métodos que permitirán prever el desarrollo de cianobacterias o sus toxinas. El control y seguimiento de los desarrollos masivos de cianobacterias, es muy importante para gatantizar la calidad del agua. El reconocimiento de los factores ambientales que influyen o desencadenan la aparición de blooms, es otro factor fundamental para la prevención y el control (AU)