Nos últimos anos, diversos protocolos e tecnologias têm sido propostos a fim de viabilizar ou otimizar a micropropagação de diversas culturas, bem como reduzir custos de produção. Dentre eles, tem ganhado destaque, o uso do meio de cultura líquido e do sistema de biorreator de imersão temporária (BIT). No entanto, observam-se diferenças de resposta entre espécies e metodologias, sendo necessários maiores estudos para um melhor conhecimento dos fatores que afetam os sistemas de micropropagação. Estudos recentes, baseados em técnicas moleculares, têm revelado que as culturas in vitro não são axênicas, como se acreditava, apresentando comunidades endofíticas onipresentes. Sabendo-se da importância desses microrganismos em plantas a campo, passou-se a questionar o papel destes no desenvolvimento e multiplicação de plantas in vitro. Diante deste cenário, este trabalho se propôs a comparar o desempenho de culturas in vitro em diferentes condições de cultivo: meio semissólido, meios líquido estático, sob agitação e, avaliando-se o crescimento/ multiplicação das plântulas e, naqueles onde houve diferença no desempenho, foram realizadas análises moleculares para a caracterização da comunidade microbiana presente na parte aérea das plantas. Foram utilizadas culturas de bromeliáceas e cana-de-açúcar, buscando sistemas que permitissem as avaliações pretendidas. Para isto foram instalados experimentos com Ananas comosus var. comosus (\'Imperial\' e \'Pérola\') e Aechmea nudicaulis, sob cultivo em meio líquido estático e sob agitação; e com Vriesea hieroglyphica E. Morren, sob cultivo em meio líquido estático, sob agitação e em BIT. Para a gramínea, cana-de-acúcar (Saccharum spp., variedade SP80-3280), foram avaliados o cultivo em meio líquido estático e em BIT. Foram também realizadas análises moleculares de plântulas de Dyckia distachya, que haviam sido cultivadas em meios de culturas semissólido, líquido sob agitação e estático. As culturas que apresentaram diferenças de desempenho entre os sistemas avaliados foram D. distachya, (sendo o melhor tratamento o meio líquido sob agitação) e cana-de-açúcar (melhor tratamento foi BIT) e estas foram consideradas como sistemas adequados para o estudo de como diferentes sistemas de cultivo in vitro podem influenciar na comunidade bacteriana das plantas. A caracterização da comunidade bacteriana de D. distachya foi realizada por T-RFLP (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism) e mostrou que o tratamento meio líquido sob agitação, o qual teve a maior produção de brotos em relação aos demais, diferiu quanto à abundância relativa das unidades taxonômicas operacionais (UTOs) encontradas. Para cana-de-açúcar foram realizadas a construção de bibliotecas de clones do gene 16S rRNA e PCR quantitativo em tempo real (qPCR). Estas análises mostraram não haver diferença significativa entre as bibliotecas dos tratamentos avaliados, no entanto, BIT apresentou 3,54 vezes mais cópias do gene 16S rRNA em relação ao tratamento meio líquido estático, nos permitindo inferir que também possui uma maior número de bactérias. Este estudo apresenta fortes indícios de que o sistema de cultivo in vitro utilizado influencia a comunidade microbiana presente nas plantas / In recent years, several protocols and technologies have been proposed for feasibility and optimization of micropropagation of different cultures as well as to reduce production costs. Among these, the use of liquid culture medium and the temporary immersion bioreactor system (TIB) have gained special attention. However, differences are observed among species and methodologies, being necessary more detailed studies for a better knowledge of the factors that affect the micropropagatiion systems. Recent studies, based on molecular techniques, have revealed that in vitro cultures are not axenic, as thought, presenting ubiquitous endophytic community. Knowing the importance of these microorganisms to field plants we would like to know more about their role in in vitro plants. In this scenario, this work proposes to compare the performance of in vitro cultures under different culture conditions: semisolid medium culture, liquid static and liquid medium under agitation, and where differences in in vitro performance were observed comparative molecular analysis of microbial community in the plantlets was performed. Bromeliads and sugarcane cultures were used seeking for model systems for these analyses. These experiments were conducted with Ananas comosus var. comosus (\'Imperial\' and \'Pérola\') and Aechmea nudicaulis cultured under liquid static medium and liquid under agitation, and with Vriesea hieroglyphica, we compared liquid static medium, liquid medium under agitation and TIB. For sugarcane (Saccharum spp. variety SP80-3280), liquid static medium and TIB was compared. Molecular analyses of Dyckia distachya plantlets, which had been grown in semisolid medium liquid static and liquid medium under agitation, were also carried out. Cultures that showed differences in performance among the systems evaluated were D. distachya, (with liquid medium under agitation as the best condition) and sugarcane (best treatment was BIT) and these were considered adequate to study the differences in the bacterial comunity of plants when grown in different in vitro conditions. The characterization of the microbial community of D. distachya was performed by T-RFLP (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism) and showed that the liquid medium under agitation, which had the highest number of shoots compare to the other culture conditions, also differed as to the relative abundance of Operational Taxonomic Units (OTUs). For sugarcane 16S rRNA gene clone libraries, as well as real-time PCR (qPCR) were performed. These analyses showed no significant differences between the libraries of the two treatments, however, BIT showed 3.54 times more copies of the 16S rRNA gene compared to cultures from static liquid medium, allowing us to infer a higher number of bacteria. This study provides strong evidence that the in vitro system used influences the microbial community present in plants

A Terra Preta Antropogênica (TPA) tem essa denominação porque é encontrada em sítios arqueológicos, onde viveram grupos pré-históricos e é considerada um dos solos mais férteis do mundo. Nela é encontrada grande quantidade de material deixado por grupos indígenas como fragmentos cerâmicos, artefatos líticos, e especialmente carvão pirogênico. Estudos realizados com o carvão pirogênico verificaram que ele aumenta a capacidade de trocas catiônicas nesses solos. Por meio de microscopia de fluorencência, foi observada a presença de microrganismos habitando esse carvão, no entanto, não se sabe quais seriam. Devido à falta de informações sobre a diversidade bacteriana nessas estruturas, este trabalho estudou a diversidade bacteriana em amostras de carvão pirogênico de solos TPA coletadas nos sítios Lagoa Balbina (Amazônia Central- Amazonas) e Mina I (Amazônia Oriental - Pará), através de técnicas moleculares independentes de cultivo. O estudo visou também comparar essa diversidade com a encontrada no solo de onde carvão foi isolado. As estruturas de carvão foram separadas fisicamente dos solos e seu DNA genômico total extraído e usado como molde em reação de PCR utilizando oligonucleotídeos do gene 16S rRNA para o Domínio Bacteria. O produto da PCR foi clonado em vetor e os clones foram sequenciados e comparados com o banco de dados de 16S rRNA do RDPX. Com a construção das bibliotecas de clones do gene 16S rRNA a partir das amostras de carvão pirogênico observou-se que existe maior número de bactérias desconhecidas no carvão pirogênico do que no solo onde ele foi isolado. Acidobacteria foi o filo predominante nas bibliotecas de carvão pirogênico das duas localidades de estudo, assim como na biblioteca do solo do sítio Mina I. Já na biblioteca do solo do sítio Lagoa Balbina houve predominância do filo Firmicutes. Por meio do método de rarefação foi possível constatar uma menor riqueza de UTOs nas comunidades bacterianas presentes nas estruturas de carvão pirogênico quando comparado à riqueza de UTOs das comunidades bacterianas cujo habitat é o solo. Mas quando se compara a riqueza de UTOs entre as estruturas de carvão isoladas das duas localidades, observa-se que a riqueza é maior no sítio Mina I. Os valores obtidos com os índices de diversidade revelaram menor diversidade de UTOs nas bibliotecas obtidas para o carvão pirogênico das duas regiões estudadas se comparado dos valores para as bibliotecas obtidas do solo da mesma região. Os valores obtidos com os métodos não paramétricos revelaram maior riqueza de UTOs para as bibliotecas do carvão do sítio Mina I e solo TPA do sítio Balbina. A análise da PCA revelou que as bibliotecas do sítio Balbina mostraram-se altamente similares. Em adição, a análise com S-Libshuff, verificou que todas as bibliotecas comparadas são significativamente diferentes quanto à composição das comunidades bacterianas. O carvão pirogênico não é uma estrutura inerte, pois é capaz de ser habitado por diferentes bactérias e a sua estrutura da comunidade bacteriana é diferente daquela de onde ele foi segregado / Anthropogenic Dark Earth (ADE) has this denomination because it is found at archeological sites, where prehistoric groups lived, and it is considered one of the most fertile soils of the world. In this soil a great amount of material left by indigenous groups was found as ceramic fragments, lithic workmanships, and especially pyrogenic black carbon. Studies accomplished with the pyrogenic black carbon verified that it increases the capacity of cationic changes in soils. Through fluorescence microscopy, the presence of microorganisms was observed inhabiting that black carbon, however, this community is still unknown,due to the lack of information about the bacterial diversity in those structures.This work studied the bacterial diversity in samples of pyrogenic black carbon of ADE soils, collected at the sites Lagoa Balbina (Central Amazon) and Mina I (Oriental Amazon), through molecular techniques independent of cultivation. The study also sought to compare that diversity with the one of the soil where black carbon was isolated. The structures of black carbon were separate physically from the soils and total genomic DNA was extracted and used as template in a PCR reaction, using primers of the 16S rRNA gene for the Bacteria Domain. The PCR product was used for construction of clone libraries and the clones were sequenced and compared with the 16S rRNA of RDPX database. The 16S rRNA gene clone libraries from the samples of pyrogenic black carbon, it shown that is a larger number of unknown bacteria in the black carbon than in the soil where it was isolated. Acidobacteria was the predominant phylum in the pyrogenic black carbon libraries from the both studied places, as well as in the soil library from Mina I site. However in the library Lagoa Balbina site there was predominance of the phylum Firmicutes. Through the rarefaction method it was possible to verify a smaller richness of OTUs in the bacterial communities presents in the pyrogenic black carbon structures when compared to the OTUs richness of the bacterial soil communities.But, when the OTUs richness is compared among the isolated structures of pyrogenic black carbon of the two places, it is observed that the richness is higher in the Mina I site. The values from diversity indexes revealed smaller diversity of OTUs in the pyrogenic black carbon libraries when compared with the soil libraries for the two studied areas. The obtained values with the nonparametric methods revealed larger OTUs richness in the black carbon library of Mina I site and in the ADE soil library of the Balbina site. The PCA analysis showed that the libraries of the site Balbina site were highly similar. In addition, the analysis with S-Libshuff verified that all of the compared libraries were significantly different in bacterial communities composition. The pyrogenic black carbon is not an inert structure, once it is capable of being inhabited by different bacteria, and its bacterial community structure is different from that one where is was segregated

Os microrganismos atraem considerável atenção por serem uma fonte de compostos biotecnológicos e farmacêuticos. Diversos produtos naturais peptídicos produzidos por fungos e bactérias são sintetizados por grandes enzimas, conhecidas como peptídeo sintetase não ribossômica (NRPS) e policetídeo sintase (PKS). A bioprospecção dos microrganismos isolados do solo de Terra Preta Antropogênica (TPA) da Amazônia Ocidental é de grande importância para o conhecimento deste bioma tropical. Este estudo correlacionou a presença de sideróforos e de compostos antimicrobianos produzidos pelos microrganismos isolados de TPA e dos solos adjacentes com a presença dos genes que codificam para NRPS e PKS. Linhagens bacterianas foram isoladas das amostras do solo coletadas de 10, 20 e 40 cm de profundidade. Os isolados foram cultivados em meio líquido específico por 2 dias a 28oC. Um total de 143 isolados foi testado para a atividade de sideróforo e para isso, as linhagens foram inoculadas em um meio com baixa concentração de ferro (MM9) contendo o complexo cromoazurol S-Fe3. Do total, 72 isolados apresentaram reação positiva para a produção de sideróforo. O DNA genômico dos isolados foi extraído e a amplificação por PCR foi realizada usando iniciadores específicos para NRPS e PKS. Os resultados mostraram que quinze isolados apresentaram o gene que codifica para NRPS, vinte isolados para PKS e somente dez isolados apresentaram ambos os genes. A presença de genes de NRPS e PKS em 31% dos isolados testados sugere que a produção dos sideróforos possa ocorrer pela via não ribossomal. Dois isolados foram selecionados para estudos de identificação e caracterização dos compostos. O isolado TP11 foi identificado como Pseudomonas putida através de seqüenciamento do 16S rRNA e apresentou resultado negativo para hidroxamato e catecol, sugerindo que o tipo de sideróforo não possui nenhum destes grupos funcionais. O isolado TP16 foi identificado como Pseudomonas putida e apresentou produção de sideróforo do tipo catecol e hidroxamato, sugerindo a produção de mais de um sideróforo. Além disso, esta linhagem produziu um composto antimicrobiano, com atividade de sideróforo identificado por espectrometria de massas como pseudomonina com massa molar de 330 Da. / Microorganisms have attracted considerable attention as a source for biotechnological and pharmaceutical agents. Several peptidic natural products synthesized by fungi and bacteria are assembled by large enzymes, referred as nonribosomal peptide synthetase (NRPS) and polyketide synthase (PKS). Bioprospection of microorganisms isolated from Anthropological Dark Earth soil of Brazilian Occidental Amazon is of great importance to the knowledge of this tropical biome. This study aimed to correlate the presence of siderophores and antimicrobial compounds produced by microorganisms isolated from Dark Earth and adjacent soils of Brazilian Amazon with the presence of genes encoding NRPS and PKS. Bacterial strains were isolated from soil samples collected at 10, 20 and 40 cm depth. The isolates were grown in specific liquid medium for 2 d at 28oC. A total of 143 isolates were screened for siderophore activity and for this, bacterial strains were inoculated on plates containing an iron-limited medium (MM9) amended with a chromeazurol S-Fe3 complex. From the total, seventy-two isolates showed positive reaction for siderophore production. Genomic DNA of the isolates was extracted and PCR amplification was carried out using specific primers for NRPS and PKS. The results showed that fifteen isolates presented NRPS, twenty isolates presented PKS and only ten isolates showed both genes. The presence of NRPS and PKS genes in 31% of the isolates tested suggests that production of siderophores may occur by a nonribosomal pathway. Two isolates were selected for further studies. Isolate TP11 was identified as Pseudomonas putida by 16S rDNA sequencing analysis and was negative for hydroxamate and catechol, suggesting that the siderophore type has no hydroxamate- or catechol-type functional groups. The isolate TP16 was identified as Pseudomonas putida and showed the production of catechol and hydroxamate siderophore-type, suggesting the production of more than one siderophore. In addition, this strain produced an antimicrobial compound, with siderophore activity identified through mass spectrometry as pseudomonine with a molar mass of 330 Da.

O objetivo desse trabalho foi avaliar a degradação de alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) em condições anaeróbias. Os primeiros experimentos foram realizados em reatores em batelada alimentados com diferentes substratos e concentrações de LAS. Apesar do surfactante ficar adsorvido no lodo, não foram observadas interferências no metabolismo de microrganismos anaeróbios, pois dessa forma o LAS tornou-se indisponível para a degradação celular. Reatores anaeróbios horizontais de leito fixo (RAHLF) foram avaliados quanto à remoção de LAS e inoculados com lodos anaeróbios provenientes de reatores UASB usados respectivamente no tratamento de esgoto sanitário (R1) e tratamento de dejetos suinocultura (R2) imobilizados em espuma de poliuretano. A adição de LAS não influenciou na estabilidade do reator. O LAS começou a ser degradado após 108 dias da sua adição no afluente dos reatores. Porcentagens de remoção, considerando adsorção e degradação de LAS, com 313 dias de operação foram iguais a 50% e 91% para o R1 e R2, respectivamente, quando foram alimentados com esgoto sintético e 14 mg/L de LAS (reator - R1) e somente LAS a 14 mg/L (reator - R2). Em relação ao balanço de massa de LAS, os reatores apresentaram degradações muito semelhantes, sendo 35% para o reator R1 e 34% para o reator - R2. A diversidade microbiana referente aos domínios Bacteria e Archaea e ao grupo BRS foi avaliada utilizando a técnica de PCR/DGGE. Para o domínio Archaea, foram observadas diferenças significativas nas populações quando os reatores foram alimentados com LAS. Diferenças foram observadas no domínio Bactéria e grupo das BRS, para concentrações de LAS de 14 mg/L. A alteração na diversidade microbiana pode ter ocorrido devido à seleção dos microrganismos pela presença do surfactante. A biomassa presente no final da operação foi submetida à técnica de clonagem e seqüenciamento do fragmento do RNAr 16S para o domínio Bacteria. Observou-se que os reatores que apresentaram maior número de clones relacionados ao filo Firmicutes, classe Clostridia, ordem Clostridiales. Provavelmente os microrganismos pertencentes a esse grupo estejam envolvidos com a degradação do LAS / The objective of this work was to evaluate the degradation of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) in anaerobic conditions. The first experiments were accomplished in reactors in batch fed with different substrates and concentration of LAS. In spite of the surfactant to be adsorbed in the sludge interferences was not observed in the metabolism of anaerobic microorganisms, because in that way LAS became unavailable for the cellular degradation. Horizontal anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactors were appraised as for the removal of LAS and inoculated with coming anaerobic slugde of reactors UASB used respectively in the treatment of sanitary sewage (R1) and treatment of wastewater swine (R2) immobilized polyurethane foam. The addition of LAS didn’t influence in the stability of the reactor. LAS began to be degraded after 108 days of its addition in the tributary of the reactors. Removal percentages, considering adsorption and degradation of LAS, with 313 days of operation was same to 50% and 91% for R1 and R2, respectively, when they were fed with synthetic sewage and 14 mg/L of LAS (reactor – R1) and only LAS to 14 mg/L (reactor – R2). In relation to the balance of mass of LAS, the reactors presented very similar degradations, being 35% for the reactor R1 and 34% for the reactor R2. The microbial diversity regarding the Bacteria and Archaea domain and to the group BRS was evaluated using the technique of PCR/DGGE. The alteration in the microbial diversity might have happened due to the selection of the microorganisms for the presence of the surfactant. The biomass present in the end of the operation was submitted the cloning technique and sequencing of the fragment of 16S rRNA for the bacteria domain. It was observed that the reactors presented larger number of clones related to the phylum Firmicutes, Clostridia, Clostridiales. Probably the microorganisms belonging to that group are involved with the degradation of LAS

Um método baseado na extração de rRNA, seguido de RT-PCR rRNA 16S, clonagem e ARDRA foi otimizado e validado para a identificação das bactérias ativas em biofilmes. O método foi analisado primeiro com consórcios artificiais de três organismos. As etapas de clonagem e RT não causaram variações importantes na composição destes consórcios, do contrário da etapa de PCR, onde foi necessária a redução de 30 para 10 ciclos para limitar a distorção da proporção de templates. A análise de biofilmes reais indicou que clones dominantes podem ser identificados com o critério de ocorrência de >2% na biblioteca, mas que a reprodutibilidade de análises ainda é insatisfatória, possivelmente devido a fatores como a micro heterogeneidade espacial do biofilme, viés na reação de PCR e formação de mais de um clone de ARDRA por organismo. O armazenamento do biofilme a -20 °C por 2 meses não levou à alterações expressivas em sua composição. O perfil de clones detectado com o kit (Mo Bio) de extração de RNA foi muito diferente do perfil detectado com o método otimizado neste trabalho. / A method based on extraction of rRNA, followed by RT-PCR of 16S rRNA, cloning and ARDRA was optimized and validated for identification of bacteria active in biofilms. The method was first tested with artificial three-membered consortia. Cloning and RT did not lead to significant changes in the composition of the artificial consortia, but a reduction in cycle number in the PCR reaction from 30 to 10 was necessary for limiting the distortion in the proportion of amplicons relative to that of the templates. Analysis of real biofilms revealed that clones from active organisms occurred in frequencies >2% in the clone library, but reproducibility of analysis was unsatisfactory, probably due to factors such as the spatial heterogeneity of colonization of biofilms by microbes, PCR bias and more than one ARDRA clone per organism. Storage of biofilm samples at -20 °C for 2 months did not lead to important changes in composition. Very different clone profiles were obtained in the analysis of the same biofilm sample with the optimized method and with a kit (Mo Bio) for extraction of RNA.

O objetivo deste trabalho foi enriquecer consórcio microbiano a partir de mistura de lodo granular de digestor anaeróbio de fluxo ascendente sob condições fototróficas anoxigênicas. Por meio de técnica de biologia molecular foi possível identificar 17 unidades taxonômicas operacionais (UTO) no consórcio microbiano, dentre as quais seqüências similares a Rhodobacter, gênero amplamente citado nos estudos de produção de gás hidrogênio por bactérias fototróficas. Exames microscópicos do consórcio fototrófico indicaram predomínio de bacilos Gram-negativos. Ensaios sob condições fototróficas foram realizados com dois meios de cultivo (RCVB e FANG) e os seguintes substratos orgânicos: ácido acético, butírico, cítrico, lático e málico, empregados como fonte de carbono, tanto para o crescimento celular, como para a produção do gás hidrogênio. A relação C/N inicial foi 30/4 e posteriormente 15/2, com o objetivo de favorecer o crescimento celular e a produção do \'H IND.2\'. A concentração dos substratos foi determinada de forma com que essa relação se mantivesse a mesma. O crescimento celular e consumo dos ácidos orgânicos foram similares para os dois meios de cultivo empregados. Entretanto, a produção do gás hidrogênio foi maior nos ensaios com o meio FANG. Dentre os substratos utilizados o consumo dos ácidos cítrico e málico foram os maiores (~100%), para concentrações iniciais de 3,3 g/L e 2,6 g/L, respectivamente. O menor consumo 25% foi observado em meio RCVB e ácido acético (2,5 g/L). O crescimento da biomassa variou de 0,06 g/L a 1,1 g/L, enquanto que a velocidade máxima específica de crescimento variou de 0,4 a 0,2 g SSV/L.d entre os substratos utilizados. A menor e maior concentração de hidrogênio foram de 8,5 e 22 mmol \'H IND.2\'/L, para os reatores alimentados com ácido lático e málico em meio FANG, respectivamente. Pôde-se concluir que o consórcio fototrófico enriquecido foi capaz de utilizar os ácidos orgânicos para produção do gás hidrogênio. / The aim of this work was enrich a mixture of granular sludge of an up flow anaerobic sludge blanket (UASB) under anoxygenic phototrophic conditions. The techniques of molecular biology identified 17 operational taxonomic units (UTO) in the microbial consortium among the sequences analised, which were similar to Rhodobacter, genus widely cited in studies of hydrogen gas production by phototrophic bacteria. Microscopic examinations of the phototrophic consortium showed predominance of Gram-negative bacilli. Tests were conducted under phototrophic conditions with two culture media (RCVB and FANG) and the following organic substrates: acetic, butyric, citric, lactic and malic acids that were used as carbon source for both cell growth and for the hydrogen gas production. The carbon nitrogen ratio (C/N) in the preliminaries tests was 30/4 and then it was changed to15/2 in order to improve the cell growth and hydrogen production. The concentration of substrates was determined for remain the same carbon/nitrogen ratio among the substrates. The cell growth and consumption of organic acids were similar for the two culture media used. However, the production of hydrogen gas was higher in trials with the medium FANG. Among the substrates used, the consumption of malic and citric acids were the highest (~100%) for initial concentrations of 3.3 g/L and 2.6 g/L, respectively. The shortest consumption (25%) was observed for the cells that grew on acetic acid, 2.5 g/L in RCVB culture medium. The growth of the biomass varied from 0.06 g/L to 1.1 g/L, whereas the maximum specific growth rate ranged from 0.4 to 0.2 g VSS/L.d between the substrates used. The lowest and highest concentrations of hydrogen were 8.5 and 22 mmol \'H IND.2\'/L for the reactor fed with lactic acid and malic acid in FANG\'s medium, respectively. It was concluded that the phototrophic consortium was able to use those organic acids for the production of hydrogen gas.

Resumo: A meningite é uma inflamação das membranas que revestem o sistema nervoso central. As principais etiologias desta doença são de origem infecciosa, podendo ser bacteriana, fúngica ou viral. A meningite pode ocorrer como uma infecção hospitalar e pode ser associada a trauma ou neurocirurgia. Quando diagnosticada após um procedimento neurocirúrgico, a maior parte dos agentes infecciosos causadores da meningite provem da microbiota endógena da pele e do cabelo. No entanto, existem casos no qual o agente etiológico não é diagnosticado pelas técnicas laboratoriais convencionais, como a cultura microbiológica e bacterioscopia, dificultando a prescrição de terapias adequadas. O objetivo deste estudo foi identificar os agentes causadores de meningite após neurocirurgia (MAN) utilizando técnicas de biologia molecular e comparando-as com a cultura microbiológica. Foram incluídas amostras de líquido cefalorraquidiano (LCR) de pacientes submetidos a neurocirurgia e pacientes submetidos a cirurgias eletivas com uso de raquianestesia durante o período de 2015 a 2016. A reação em cadeia da polimerase (PCR) foi utilizada para avaliação da presença do gene 16S do DNA ribossômico, comum em microrganismos de origem bacteriana, e o sequenciamento do mesmo para a identificação do agente etiológico. As amostras foram classificadas em 5 grupos de acordo com a suspeita clínica e dados quimiocitológicos do LCR: meningite bacteriana (MB) confirmada, MB possível, MB provável, MB improvável e sem MB, neste último grupo estão apenas pacientes submetidos a cirurgias eletivas. Das 51 amostras de LCR incluídas (43 pós-neurocirurgia e 8 pré-anestésica), 21 (41,2%) apresentaram cultura microbiológica negativa com PCR positiva, sendo: 3 (14,2%) MB possível, 4 (19,0%) MB provável, 13 (62,0%) MB improvável, 1 (4,8%) sem MB. Do total de 15 amostras positivas para PCR foi identificada ao menos a família filogenética, houve predomínio de microrganismos Gram negativos, somando 11 contra 4 Gram positivos. A identificação dos agentes etiológicos na MAN, incluindo os não detectados por métodos convencionais de identificação laboratorial, demonstraram que a biologia molecular pode complementar o diagnóstico colaborando de forma positiva, guiando o tratamento para o microrganismo específico ou sua família / Abstract: Meningitis is an inflammation of the membranes covering the central nervous system. The main causes of this disease are bacterial, fungal or viral agents. Meningitis may be associated with trauma or neurosurgery. When meningitis is diagnosed after a neurosurgical procedure, the most common microorganisms belong to skin and hair microbiota. However, there are cases in which the etiological agent is not diagnosed by conventional laboratory techniques, such as microbial culture and bacterioscopy, which makes it difficult to establish adequate therapies. The objective of this study is to identify agents causing meningitis after neurosurgery (MAN) using polymerase chain reaction (PCR) and sequencing of the 16S rRNA gene, compared to the conventional microbiological culture. Cerebrospinal fluid (CSF) was collected from 43 patients who had undergone neurosurgery and 8 patients during spinal anesthesia were included during the period from 2015 to 2016. Polymerase chain reaction (PCR) was used to evaluate the presence of the 16S ribosomal RNA gene, common in microorganisms of bacterial origin, and the sequencing of the same for the identification of the etiological agent. Samples were classified into five groups according to clinical data and CSF analysis: confirmed bacterial meningitis (MB), probable MB, possible MB, unlikely MB, no meningitis, in this last group are only patients submitted to elective surgeries. There were 51 CSF samples included (43 post neurosurgery and 8 pre-spinal anesthesia), 21 samples (41.2%) presented negative microbial culture and were PCR-positive, divided as: 3 (14.2%) probable MB, 4 (19%) possible MB, 13 (62%) unlikely MB and 1 (4.8%) no meningitis. From the total of 15 PCR-positive samples at least the phylogenetic family was identified with a predominance of Gram negative microorganisms, (11). The identification of etiologic agents in MAN, including those not detected by conventional laboratory identification methods, suggests molecular biology can complement the diagnosis and collaborate in guiding the treatment for the specific microorganism or its family

Die toxische sowie kanzerogene Verbindung 1,2-Dichlorpropan (DCP) ist weit verbreitet in Industrie und Landwirtschaft. Die Verbindung zeigt eine geringe chemische Reaktivität, ist nur mäßig wasserlöslich und unter aeroben Bedingungen weitestgehend beständig gegenüber mikrobiellen Abbauprozessen in der Umwelt. Als Folge reichert sich DCP in Grundwässern, Sedimenten und Böden an und gefährdet über die Nahrungskette die Gesundheit von Mensch und Tier. Um DCP effizient und ökonomisch zu unbedenklichen Verbindungen abzubauen, wurden mikrobielle Mischkulturen aus belasteten Sedimenten angereichert und in einen Wirbelschichtreaktor überführt. Dieses Verfahren ermöglichte eine kontinuierliche anaerobe Dechlorierung von DCP zu Propen. Grundsätzlich stellen biologische Abbauverfahren, bei denen komplexe mikrobielle Mischpopulationen eingesetzt werden, einen vielversprechenden Weg zur Transformation chlororganischer Verbindungen dar. Jedoch liegen üblicherweise nur wenige Informationen über die Zusammensetzung der betreffenden Populationen vor, so daß eine Optimierung bzw. effiziente Steuerung des Prozesses erheblich erschwert wird. Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Bestimmung der mikrobiellen Zusammensetzung der DCP-dechlorierenden Bioreaktorpopulation. Aufgrund der bekannten Limitierungen klassisch-mikrobiologischer Nachweisverfahren wurde eine Kombination mehrerer molekulargenetischer Methoden eingesetzt, die auf der vergleichenden Sequenzanalyse ribosomaler RNA beruhten. Die Untersuchungen zeigten, daß die Bakterienpopulation des Reaktors außerordentlich divers zusammengesetzt war und im wesentlichen aus bislang nicht-kultivierten Arten bestand. Es dominierten "Grüne nicht-schwefelhaltige Bakterien" (green nonsulfur bacteria) sowie Grampositive Bakterien mit niedrigem GC-Gehalt. Die Archaea hingegen waren fast ausschließlich durch zwei bekannte methanogene Spezies vertreten, Methanosaeta concilii sowie Methanomethylovorans hollandica. Der Vergleich der gewonnenen rDNA-Daten mit denen anderer Lebensräume ergab, daß Süßwasserhabitate, in denen chlororganische Verbindungen reduktiv umgesetzt werden, offenbar eine spezifische Populationsstruktur aufweisen. Es konnten spezifische 16S rDNA-Gruppen definiert werden (SHA-Cluster), die auch nach längerem Reaktorbetrieb noch nachgewiesen werden konnten. Darüber hinaus wurden Dehalobacter restrictus- sowie Dehalococcoides ethenogenes-ähnliche Bakterien in der DCP-dechlorierenden Bioreaktorpopulation gefunden. Beide Spezies sind in der Lage, chlororganische Verbindungen unter Verwendung von Wasserstoff als alleinigem Elektronendonor reduktiv zu dechlorieren. Es ist davon auszugehen, daß Dehalobacter und Dehalococcoides spp. aufgrund ihrer Physiologie an der reduktiven Umsetzung des DCPs beteiligt sind. Die Untersuchung der Population über einen längeren Zeitraum zeigte überdies, daß Bakterien der Gattung Dehalobacter überproportional angereichert und daraufhin zur dominierenden Spezies im Reaktor wurden. Dieser Befund läßt auf eine zentrale Rolle von Dehalobacter spp. bei der Transformation von DCP zu Propen schließen. Konsequenterweise führte die Zugabe von Wasserstoff zum Reaktor zur einer deutlichen Steigerung des DCP-Umsatzes. Dehalobacter und Dehalococcoides spp. sowie die anderen durch SHA-Cluster repräsentierten Bakterien stellen potentielle Indikatororganismen für die DCP-Transformation im Reaktor dar. Ein kontinuierliches Monitoring dieser Bakterien würde zu einer effizienteren Steuerung des Dechlorierungsprozesses und damit zu einer Optimierung des Verfahrens führen. / The toxic and carcinogenic compound 1,2-dichloropropane (DCP) is widely used in industry and agriculture. DCP shows a low chemical reactivity. It is only moderately soluble in aqueous systems and almost recalcitrant to microbial degradation under aerobic conditions. As a consequence DCP accumulates in groundwater, sediments and soil, thus endangering humans and animals via the food chain. To efficiently transform DCP to harmless organic compounds microbial mixed cultures have been enriched from sediments and were subsequently transferred into a fluidized bed bioreactor. This process allowed a continuous anaerobic dechlorination of DCP to propene. Bioreactor processes using complex microbiota represent a promising technology for transformation of chlorinated compounds. However, the composition of the used population is usually unknown, hence hindering both optimization and control of the degradation process. Subject of this work was the analysis of the microbial diversity of the DCP-dechlorinating bioreactor population. Conventional culture-dependent microbiological methods are often limited if used for the analysis of complex communities. Therefore, a combination of different molecular methods based on comparative 16S rRNA analysis was applied. It was found that the bioreactor population was highly diverse and consisted mainly of as yet-uncultured bacteria. Members of the green nonsulfur bacteria and the gram-positive bacteria with low G+C content dominated the consortium. In contrast the archaea were represented by only two species, Methanosaeta concilii and Methanomethylovorans hollandica. The comparison of the rDNA data with those of other biotopes revealed that reductively dechlorinating freshwater habitats show a specific community structure. 16S rDNA-clusters were defined, which could still be detected after a longer operation time of the bioreactor. Furthermore, Dehalobacter restrictus- and Dehalococcoides ethenogenes-like bacteria were found in the DCP-dechlorinating bioreactor population. Both species are capable of reductive dechlorination using hydrogen as the sole electron source. Therefore, it could be assumed that these bacteria were also involved in the dechlorination of DCP. The investigation of the bioreactor population for a longer period of time revealed that Dehalobacter-like bacteria were significantly enriched and subsequently became the most frequently found bacterium within the bioreactor. This indicates a major role of Dehalobacter spp. within the transformation process of DCP to propene. Consequently, the addition of hydrogen to the bioreactor led to an increase of the DCP transformation rate. Dehalobacter und Dehalococcoides spp. as well as the bacteria represented by the specific SHA-clusters are possibly suitable as indicator organisms for the transformation of DCP within the bioreactor. A continuous monitoring of these bacteria would lead to a more efficient control and hence, to an optimization of the transformation process.

Submitted by Ana Damasceno (ana.damasceno@unipampa.edu.br) on 2017-06-07T18:12:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Baixa diversidade e sucessão microbiana anormal estão associadas à enterocolite necrosante em recém-nascidos prematuros.pdf: 1587508 bytes, checksum: c407e4cf94f25b2272a7d25213f72873 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T18:12:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Baixa diversidade e sucessão microbiana anormal estão associadas à enterocolite necrosante em recém-nascidos prematuros.pdf: 1587508 bytes, checksum: c407e4cf94f25b2272a7d25213f72873 (MD5) Previous issue date: 2017-04-07 / As múltiplas causas de Enterocolite Necrosante (NEC) e seus indicativos clínicos utilizados para o diagnóstico ainda se mantêm elusivos. Biomarcadores alternativos para o diagnóstico precoce de NEC em recém-nascidos prematuros e um melhor entendimento dos fatores de risco para o desenvolvimento de NEC são desafios emergentes. Em uma tentativa de contribuir para a solução deste problema, neste trabalho nós rastreamos as mudanças no microbioma dos recém-nascidos (diversidade microbiana, abundância e estrutura) com NEC, iniciando com a primeira evacuação (mecônio) e continuando até a liberação, e comparamos essas mudanças com os prematuros sem o diagnóstico de NEC. Um estudo metataxonomico foi conduzido usando 88 amostras fecais, a partir da primeira evacuação até a 5ª semana de vida, obtidas de 25 recém-nascidos prematuros (14 controles e 11 casos de NEC) selecionados de um grupo de 52 prematuros. Nossos dados revelaram que casos de NEC apresentaram baixa diversidade e uma transição anormal da comunidade microbiana até o diagnóstico de NEC. Um microrganismo pertencendo a família Enterobacteriaceae foi consistentemente mais abundante em prematuros com NEC do que nos controles, mesmo nas amostras de mecônio, e foi considerado um constituinte chave da comunidade microbiana correlacionada com a doença. Finalmente, nos também detectamos uma distorção na associação micróbio-micróbio nas amostras de mecônio dos casos de NEC. Portanto, nossos dados sugerem que a detecção precoce de elevada dominância de Enterobacteriaceae, baixa diversidade e associações micróbio-micróbio nos primeiros dias de vida poderiam ser utilizados como indicativo de risco de desenvolvimento de Enterocolite Necrosante nas UTIs neonatais brasileiras. / The multiple causes of Necrotizing Enterocolitis (NEC) as well as the clinical predictors used for diagnosis have remained elusive to date. Alternative biomarkers for early diagnosis of NEC in premature infants and a better understanding of risk factors for NEC development are emergent challenges. In attempt to contribute to solve this problem, in this work we tracked the changes in the newborn’s microbiome (microbial diversity, abundance and structure) with Necrotizing Enterocolitis beginning with the first stool (meconium) continuing until discharge and compare those changes with preterns without NEC diagnosis. A metataxonomy study was conducted using 88 fecal samples from the first stool (meconium) until the 5th week of life obtained from 25 preterm babies (14 controls and 11 NEC cases) selected from a cohort of 52 premature infants. Our data revealed low microbial diversity in NEC cases and an abnormal transition of the microbial community until NEC diagnosis. A microbial phylotype belonging to the Enterobacteriaceae family were consistently more abundant in NEC than in the controls even in meconium samples and was considered a key constituent of the microbial community that correlated with the disease. Finally, we also detected a disruption of microbial-microbial associations in the meconium samples of NEC cases. Thus, our data suggests that early detection of high dominance of Enterobacteriaceae, low diversity and altered microbial-microbial associations at the first days of life could be used as an indicative of risk of preterm development of Necrotizing Enterocolitis in Brazilian NICU’s.

A mastite bovina é considerada a doença de maior impacto nos rebanhos leiteiros, exercendo efeito econômico negativo sobre a produtividade e perdas significativas à indústria de laticínios. Tendo em vista os impactos na sanidade animal e os prejuízos econômicos acarretados, o objetivo deste estudo foi caracterizar de forma mais abrangente a comunidade microbiana presente em rebanhos leiteiros com mastite subclínica utilizado o sequenciamento parcial do gene 16S ribossomal RNA (rRNA). Especificamente, foram caracterizadas as comunidades bacterianas presentes em amostras de leite vindas de três fazendas comerciais, sendo que cada fazenda contribuiu com amostras com alta contagem de células somáticas (CCS > 200.000 cel./mL) e com baixa contagem (CCS < 200.000 cel./mL) perfazendo um total de 57 animais. O DNA total foi extraído e amplificado com os oligonucleotídeos iniciadores da região V3 e V4 do gene 16S rRNA. O sequenciamento foi realizado utilizando a tecnologia de sequenciamento de nova geração através do equipamento MiSeq (Illumina - San Diego, EUA). Para efeito de comparação, alíquotas de todas as amostras foram destinadas ao cultivo microbiológico para identificação de bactérias causadoras da mastite. Os fragmentos amplicons de todas as amostras foram submetidos a uma série de análises computacionais utilizando o programa QIIME. Após a avaliação adicional das sequências em nível de espécie, verificou-se que em geral as bactérias diagnosticadas por cultura geralmente não corresponderam com as sequências mais abundantes detectadas pelo sequenciamento. A análise da composição da microbiota de amostras de leite provenientes de animais saudáveis revelou a presença de uma grande diversidade de espécies bacterianas, mesmo que nenhuma bactéria tenha sido detectada por técnica de cultura. A espécie bacteriana mais abundante em todas as amostras foi Staphylococcus chromogenes. Staphylococcus aureus também foi detectada na grande maioria das amostras As diferenças na composição microbiana foram observadas entre as amostras quando a comparação foi feita de forma individual. Estas diferenças foram notórias em composição taxonômica e foram refletidas por intermédio das estimativas de alfa e beta diversidade. Quando a comparação foi realizada por separação de grupos com alta e baixa CCS, essa diferença não foi tão evidente. Com este estudo será possível compreender a diversidade dos microrganismos presentes na glândula mamária de animais saudáveis e com mastite subclínica. Essas informações podem ser úteis podendo contribuir no planejamento de medidas terapêuticas e preventivas mais eficazes da doença. / Bovine mastitis is considered the most impact disease in dairy herds, exerting negative economic effect on productivity and significant losses to the dairy industry. In view of the impact on animal health and carted economic losses, the objective of this study was to characterize more comprehensively the microbial community present in dairy herds with subclinical mastitis using the partial sequencing of 16S ribosomal RNA gene (rRNA). Specifically, the bacterial communities present in samples of milk coming from three commercial farms were identified, and each farm contributed samples with high somatic cell count (SCC> 200,000 cel./mL) and low count (SCC <200,000 cel./ml) for a total of 57 animals. Total DNA was extracted and amplified with primers of the V3 and V4 region of the 16S rRNA gene. Sequencing was performed using the new generation of sequencing technology through MiSeq equipment (Illumina - San Diego, USA). For comparison, aliquots of all samples were intended for microbiological culture for identification of bacteria which cause mastitis. The amplicon fragments of all samples were subjected to a series of computer analyzes using the QIIME program. After further evaluation of the sequences at the species level, it was found that in general the bacteria do not generally diagnosed by culture corresponded to the most abundant sequences identified by sequencing. The analysis of milk samples from microbial composition from healthy animals revealed the presence of a diversity of bacterial species, even though no bacteria have been detected by culture technique. The most abundant bacterial species in all samples was Staphylococcus chromogenes. Staphylococcus aureus was also detected in most samples differences in microbial composition were found between the samples when a comparison was made individually. These differences were noticeable in taxonomic composition and were reflected by means of the estimates of alpha and beta diversity. When comparison was performed by separation of high and low groups with CCS, this difference was not so evident. This study will be possible to understand the diversity of microorganisms present in the mammary gland of healthy animals and with subclinical mastitis. This information can be useful and can contribute in the planning of more effective therapeutic and preventive measures of the disease.