Wetlands são sistemas que apresentam custo operacional e de implantação muito reduzidos se comparados à maioria dos sistemas de tratamento de efluentes. As comunidades microbianas presentes nesse sistema promovem a remoção de poluentes, da matéria orgânica e de nutrientes eutrofizantes. Este trabalho teve como objetivo a identificação das comunidades microbianas cultiváveis presentes no efluente e sua alternância ao longo do sistema em comparação aos dados físico-químicos. Amostras de efluente bruto e tratado foram coletadas no verão e no início do inverno de 2015 no sistema de wetlands construídos em um hotel. As amostras foram diluídas em série até a diluição 10-6 e as últimas três foram inoculadas em placas de Petri, em triplicata, contendo quatro meios de cultura. As amostras foram incubadas a temperatura ambiente (20°C ± 2°C) e 28ºC por 24-48 h. Foram obtidos 76 isolados bacterianos, sendo 54 das amostras de verão e 22 de inverno. Do total de isolados bacterianos obteve-se 18 Gram-positivas e 58 Gram-negativas. A média dos valores de nitrogênio total, nitrogênio amoniacal e fósforo demonstrou eficiência moderada de remoção pelo sistema de tratamento. Observou-se aumento de nitrato no efluente tratado nas duas coletas e um percentual de remoção maior no período de inverno para nitrogênio amoniacal e nitrogênio total. Dentre os 19 gêneros bacterianos identificados observou-se prevalência dos gêneros: Acinetobacter, Bacillus, Enterobacter, Klebsiella, Moraxella e Pseudomonas. As amostras representativas dos principais gêneros identificados bioquimicamente foram selecionadas para sequenciamento de DNA, cujo resultado confirmou os gêneros dos grupos microbianos. / Wetlands are systems that have low implementation and operational costs, when compared to other types of wastewater treatment systems. Microbial communities of wetlands systems promote the removal of pollutants, organic matter and eutrophication nutrients. This study aimed to identify the initial culturable microbial communities of the wetland effluent, as well as their changes throughout the system, and to compare this data with the physicochemical data. Raw and treated effluent samples were collected in the summer and early winter of 2015 in the wetlands system built in the hotel. Samples were serially diluted, up to 10-6 dilution and the last three dilutions were seeded on Petri dishes, in triplicate, into four culture media. After incubation at ambient temperature (20°C ± 2°C) and 28°C for 24-48 h a total of 76 bacterial isolates were obtained, 54 from summer and 22 from winter samples, of which 18 Gram-positive and 58 Gram-negative. The mean values of total nitrogen, ammoniacal nitrogen and phosphorus in the final treated effluent, showed a moderate efficiency of the wetlands system. Nitrate increased in the treated effluent in two samples, although a higher percentage of removal in the winter period for ammoniacal nitrogen and total nitrogen was registered. Among the 19 identified bacterial genera there was a prevalence of Acinetobacter, Bacillus, Enterobacter, Klebsiella, Pseudomonas and Moraxella. Samples that represented the majority of the genera identified biochemically, after being submitted for DNA sequencing confirmed the genera of the bacterial isolates.

Orientadores: Arnaldo Yoshiteru Kuaye, Izildinha Moreno / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T11:59:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_MaristeladaSilvado_D.pdf: 987996 bytes, checksum: b40b83ce1cfdfd6fe5e6d3a67301de6d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A biopreservação é uma técnica utilizada para estender a vida útil e aumentar a segurança dos alimentos por meio do emprego de microbiota protetora e/ou seus peptídeos antimicrobianos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana de culturas produtoras de bacteriocinas sobre alguns patógenos Gram-positivos de ocorrência comum em produtos lácteos. As culturas bacteriocinogênicas Lactococcus lactis subsp. Lactis ATCC 11454, Lactobacillus plantarum ALC 01 e Enterococcus faecium FAIR-E 198 apresentaram comportamento distinto em relação à produção de bacteriocinas quando inoculadas em caldo MRS e em leite desnatado reconstituído (LDR) a 10%. Na avaliação do espectro de ação antimicrobiano pelo método de difusão em ágar por inoculação em poços, as bacteriocinas produzidas por Lb. plantarum ALC 01 e E. faecium FAIR-E 198 apresentaram atividade inibitória apenas sobre as linhagens de Listeria monocytogenes, já a nisina produzida por Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454 demonstrou espectro de ação mais amplo, porém com menor atividade que as demais culturas bacteriocinogênicas. Na avaliação da compatibilidade de desenvolvimento associativo com fermentos lácticos comerciais, somente Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454 apresentou atividade (halo de 6mm) sobre as linhagens constituintes de ambos os fermentos lácticos avaliados. A determinação da atividade acidificante foi realizada em LDR 10% após 8 e 24h de incubação a 35ºC; a adição de 0,1% e de 0,5% das culturas bacteriocinogênicas não afetou significativamente a capacidade de acidificação dos fermentos lácticos. Além disso, observou-se que o desenvolvimento associativo dos fermentos lácticos com Lb. Plantarum ALC 01 e E. faecium FAIR-E 198, em ambas as concentrações, proporcionou significativo aumento da atividade das bacteriocinas destas culturas, enquanto que a atividade da nisina de Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454 foi suprimida. A atividade de aminopeptidases foi determinada após desenvolvimento das culturas lácticas em caldo MRS, Lb. Plantarum ALC 01 apresentou as maiores atividades. Também foi analisado o comportamento de patógenos Gram-positivos durante desenvolvimento associativo com as culturas produtoras de bacteriocinas e fermento láctico em LDR 10% a 35ºC por 48h. Lb. plantarum ALC 01 e E. faecium FAIR-E 198 não influenciaram significativamente o desenvolvimento de Bacillus cereus K1-B041 e de Staphylococcus aureus ATCC 27154 durante as primeiras 24h de incubação a 35ºC, contudo apresentaram forte ação inibitória sobre L monocytogenes Scott A. Já Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454 afetou o desenvolvimento de todos os patógenos apenas durante as primeiras 12h de incubação. O fermento láctico demonstrou significativa ação inibitória sobre B. cereus K1-B041 (>7,37 log UFC/ml) e L monocytogenes Scott A (>6,26 log UFC/ml). Em queijo Minas Frescal, não foi observada diferença significativa entre a ação das culturas bacteriocinogênicas e o fermento láctico sobre L. monocytogenes Scott A e S. aureus ATCC 27154. B. cereus K1-B041 demonstrou susceptibilidade a Lb. plantarum ALC 01 e E. faecium FAIR-E 198 após 7 dias. Pelo método de diluição crítica não foi detectada atividade de bacteriocina nos queijos durante os 21 dias de estocagem a 8 ± 1ºC. A adição das culturas produtoras de bacteriocinas como adjuntas ao queijo Minas Frescal não promoveu alteração no pH e na acidez, contudo Lb. plantarum ALC 01 e E. faecium FAIR-E 198 promoveram aumento da proteólise primária e secundária. Embora os resultados obtidos demonstrem que as culturas bacteriocinogênicas avaliadas não possam ser empregadas como único método de conservação, estas podem atuar em sinergia com outros fatores para aumentar a eficiência no controle de patógenos Gram-positivos, especialmente L. monocytogenes, em produtos lácteos fermentados / Abstract: The biopreservation system, such as bacteriocinogenic lactic bacteria cultures and/or their bacteriocins, have received increasing attention and new approaches to control pathogenic and spoilage microorganisms have been developed. The purpose of this study was to evaluate the action of bacteriocin-producing cultures (Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454, Lactobacillus plantarum ALC 01 and Enterococcus faecium FAIR-E 198) on some Gram-positive pathogens in different culture media and dairy products. The bacteriocin production was influenced by the media. The antimicrobial activity of these cultures was evaluated by agar-well diffusion assay. The bacteriocins produced by Lb. plantarum ALC 01 and E. faecium FAIR-E 198 presented inhibitory activity on Listeria monocytogenes alone, on the other hand, the nisin produced by Lc. lactis subsp. Lactis ATCC 11454 demonstrated wide action spectrum, albeit with lower activity. In compatibility of associative development evaluation with the commercial starter culture, only Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454 presented activity on the starter culture. The acidifier activity determination was carried out in skimmed milk after 8h and 24h of incubation at 35ºC. The addition of 0.1% and 0.5% of the bacteriocinogenic cultures did not affect the production of lactic acid by the starter culture. The associative development of the starter culture with Lb. plantarum ALC 01 and E. faecium FAIR-E 198 provided significant increase in bacteriocin activity of these cultures, while the activity of Lc. Lactis subsp. lactis ATCC 11454 nisin was suppressed. The aminopeptidase activity was determined after cellular lise of the lactic cultures previously grown in MRS broth. Lb plantarum ALC 01 presented the largest activity. Moreover, the behavior of Gram-positive pathogens was analyzed during co-culture with the bacteriocin-producing bacteria and with the starter culture in skimmed milk. Lb. plantarum ALC 01 and E. faecium FAIR-E 198 did not influence the development of Bacillus cereus K1-B041 and of Staphylococcus aureus ATCC 27154 during the first 24h of incubation at 35ºC. They presented strong inhibition on L. monocytogenes Scott A. Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454 affected the development of the pathogens studied during the first 12h of incubation. The starter culture demonstrated good inhibition of B. cereus K1-B041 (>7.37 log UFC/ml) and L monocytogenes Scott A (>6.26 log UFC/ml). In Minas Frescal cheese, significant difference was not observed between the action of the bacteriocinogenic cultures and the starter culture on L. monocytogenes Scott A and S. aureus ATCC 27154. B. cereus K1- B041 demonstrated susceptibility to Lb. plantarum ALC 01 and E. faecium FAIR-E 198 after 7 days. Bacteriocin activity was not detected in the cheeses during 21 days at 8 ± 1ºC. The addition of the bacteriocin-producing bacteria as an adjunct culture to the Minas Frescal cheese did not promote alteration in the pH and in the acidity, however Lb. plantarum ALC 01 and E. faecium FAIR-E 198 promoted an increase of the cheese proteolysis. Although the obtained results demonstrated that bacteriocinogenic cultures cannot be used as only method of conservation, these can be used as an additional barrier to optimize the control of Gram-positive pathogens, especially L. monocytogenes, in dairy products / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Se identificaron taxonómicamente los microorganismos aislados de la fermentación espontánea de ají charapita “Capsicum frutescens” mediante técnicas moleculares, fenotípicas y microbiológicas. Para ello, se realizó el seguimiento al proceso fermentativo mediante técnicas fisicoquímicas y microbiológicas tanto de bacterias ácido lácticas (BAL) y levaduras en medios MRS y YPD. En la identificación molecular de especies bacterianas se utilizaron los genes ribosómicos 16S amplificados y cortados con AluI, HaeIII y MseI; y para levaduras se amplificó la región 5.8S con los espaciadores intergénicos colindantes (ITS) y se cortaron con HinfI, CfoI y HaeIII. De igual forma, se realizó la genotipificación de cepas, bacterias y levaduras mediante la técnica REP - PCR usando el primer (GTG)5. Asimismo, se realizó la secuenciación parcial de los genes ribosómicos amplificados 16S y la región 5.8S - ITS para bacterias y levaduras respectivamente. Además, se analizó la microbiota del ají charapita sin fermentar. De este modo, se identificó a Lactobacillus plantarum, Leuconostoc pseudomesenteroides y Weissella confusa, la última especie se aisló solo en el ají charapita sin fermentar. Con respecto a las levaduras se identificaron a Kodamaea ohmeri, Hanseniaspora opuntiae, Debaryomyces nepalensis, Pichia kudriavzevii y Candida parapsilosis. En conclusión, mediante técnicas microbiológicas y moleculares, se identificaron a las BAL y levaduras, siendo Lactobacillus plantarum predominante en la fermentación espontánea del ají charapita. / Perú. Ministerio de la Producción. Programa Nacional de Innovación para la Competitividad y Productividad (Innóvate Perú). Fondo para la Innovación, la Ciencia y la Tecnología (FINCyT) / Tesis

La L-asparaginasa (EC 3.5.1.1) hidroliza la L-asparagina generando ácido L-aspártico y amoniaco. La principal utilidad de esta enzima es como agente terapéutico contra la leucemia linfocítica aguda (LLA); sin embargo, las L-asparaginasas comerciales presentan muchos problemas inmunológicos poniendo en riesgo la seguridad y eficacia de su actividad antineoplásica en el paciente. Las investigaciones continuas, están enfocadas en encontrar fuentes alternativas que presenten mejores características terapéuticas antineoplásicas con ninguna o baja inmunogenicidad. En este contexto, el objetivo del presente estudio fue la caracterización fenotípica y genotípica de bacterias con actividad L-asparaginasa aisladas de las Salinas de Pilluana, Maras y Chilca. Para la selección de los aislados productores de esta enzima se empleó el medio M-9 modificado. De los 106 aislados bacterianos, se seleccionaron 24 con actividad L-asparaginasa, de los cuales 12 presentaron mayor actividad. Después, se caracterizó fenotípicamente a los 24 aislados con actividad L– asparaginasa, de los cuales, el 29 % (7/24) creció en un amplio rango de sales entre 0,9 a 20 %. El 42 % fue bacilos Gram negativos, 50 % bacilos Gram positivos y 8 % cocos Gram positivos. Los aislados productores de L-asparaginasa hidrolizaron en mayor proporción Skim milk, almidón y CMC. Los azúcares más empleados fueron glucosa y fructosa. Para la caracterización molecular, se amplificaron los genes ribosómicos 16S de 15 aislados con actividad L-asparaginasa y se secuenciaron parcialmente. El análisis bioinformático se realizó mediante el programa BLASTn, los géneros identificados fueron Bacillus (11), Enterobacter (3) y Halomonas (1). / Tesis

[ES] Las estaciones depuradoras de aguas (EDAR) tienen un papel fundamental en la protección del medio ambiente, evitan la llegada de nutrientes (nitrógeno y fósforo) y otros contaminantes a los ecosistemas acuáticos. El sistema más utilizado para la eliminación de nitrógeno en las EDAR es el proceso biológico de nitrificación-desnitrificación vía nitrato. El rendimiento de los sistemas biológicos está directamente relacionado con la estructura de la comunidad bacteriana y su metabolismo. En este trabajo se monitorizaron las variaciones temporales de las características fisicoquímicas del afluente, los parámetros operacionales y los rendimientos de eliminación del amonio en 6 reactores biológicos con sistemas de fangos activos. Para la caracterización de comunidades involucradas en el proceso de nitrificación se utilizaron diferentes técnicas de biología molecular: hibridación in situ con sondas marcadas con fluoróforos (FISH), secuenciación de segunda generación Illumina y secuenciación de tercera generación SMRT de PacBio, la cual no había sido utilizada hasta la fecha para el análisis de la microbiota de sistemas convencionales de eliminación de nutrientes. Para valorar la actividad de la biomasa nitrificante y de la biomasa heterótrofa se utilizaron técnicas respirométricas y técnicas para la cuantificación del ATP de última generación. Para analizar el gran volumen de datos generado tras la aplicación de las diferentes técnicas, se utilizaron técnicas estadísticas de análisis multivariante, como los modelos de regresión lineal multivariante basados en la distancia (DISTLM). Estas técnicas estadísticas permitieron valorar la contribución de las variables ambientales a la variabilidad observada en la estructura de las comunidades de bacterias nitrificantes, los rendimientos de eliminación del nitrógeno y su actividad. Las técnicas moleculares empleadas permitieron determinar que Nitrosomonas oligotropha, Nitrospira spp. y Nitrotoga sp. fueron las especies responsable de los procesos de nitrificación en las EDAR analizadas. Los resultados alcanzados con las técnicas FISH e Illumina sobre la estructura de la población de bacterias nitrificantes fueron similares, y permitieron detectar los sesgos de la secuenciación SMRT de PacBio. Los modelos de regresión permitieron valorar la contribución de las bacterias nitrificantes a la eliminación del amonio y cuáles fueron los factores que influían en su abundancia en cada una de las EDAR. La carga orgánica, la concentración de sólidos volátiles, la concentración de oxígeno y la temperatura fueron las variables de mayor influencia en la abundancia de estas especies. Mientras que la carga de fósforo influenció significativamente en su actividad. Este estudio reveló que la aplicación de ozono disminuye significativamente a los rendimientos de eliminación del amonio. Los resultados obtenidos ayudaron a mejorar la comprensión sobre el proceso de nitrificación en cada una de las EDAR y manifiestan la importancia de la dinámica poblacional de las bacterias nitrificantes en los rendimientos de eliminación del amonio en las EDAR. Estos resultados establecen que las técnicas moleculares combinadas con respirometría y los modelos de ordenación multivariante empleados en esta tesis, son una herramienta fiable para la monitorización y el control del proceso de nitrificación en sistemas de eliminación biológica de nitrógeno. Los resultados de esta tesis sugieren que la medida de los sólidos suspendidos volátiles activos mediante técnicas de determinación de ATP de segunda generación puede mejorar el cálculo de las variables de diseño y control más habituales de las EDAR. / [CA] Les estacions depuradores d'aigües residuals (EDAR) tenen un paper fonamental en la protecció del medi ambient, eviten l'arribada de nutrients (nitrogen i fòsfor) i altres substàncies contaminants als ecosistemes aquàtics. El sistema més utilitzat per a l'eliminació de nitrogen en les EDAR és el procés biològic de nitrificació-desnitrificació via nitrat. El rendiment dels sistemes biològics està directament relacionat amb l'estructura de la comunitat bacteriana i el seu metabolisme. En aquest treball es van monitorar les variacions temporals de les característiques fisicoquímiques de l'afluent, els paràmetres operacionals i els rendiments d'eliminació de l'amoni en 6 reactors biològics amb sistemes de fangs actius. Per a caracteritzar les comunitats involucrades en el procés de nitrificació s'han utilitzat diferents tècniques de biologia molecular: hibridació in situ amb sondes marcades amb fluoròfors (FISH), seqüenciació de segona generació Illumina i seqüenciació de tercera generació SMRT de PacBio, la qual no havia estat utilitzada fins avui per a l'anàlisi de la microbiota dels sistemes convencionals d'eliminació de nutrients. Per a valorar l'activitat de la biomassa nitrificant i de la biomassa heteròtrofa es van utilitzar tècniques respiromètriques i tècniques per a la quantificació de l'ATP d'última generació. Per a analitzar el gran volum de dades generat després de l'aplicació de les diferents tècniques, es van utilitzar tècniques estadístiques d'anàlisi multivariant, com els models de regressió lineal multivariant basats en la distància (DISTLM). Aquestes tècniques estadístiques van permetre valorar la contribució de les variables ambientals a la variabilitat observada en l'estructura de les comunitats de bacteris nitrificants, els rendiments d'eliminació del nitrogen i la seua activitat. Les tècniques moleculars emprades van permetre determinar que Nitrosomonas oligotropha, Nitrospira spp. i Nitrotoga sp resultaren les espècies responsables del procés de nitrificació en les EDAR analitzades. Les tècniques FISH i Illumnina van mostrar resultats molt similars sobre l'estructura de la població de bacteris nitrificants i van permetre detectar els biaixos de la seqüenciació SMRT de PacBio. Els models de regressió van permetre valorar la contribució dels bacteris nitrificants a l'eliminació de l'amoni i quins van ser els factors d'influència en la seua abundància en cadascuna de les EDAR. La concentració de matèria orgànica, sòlids volàtils en suspensió, la concentració d 'oxigen i la temperatura foren les variables amb més influència en l'abundància d'aquestes especies. Així mateix la càrrega de fòsfor va influir en la seua activitat. Aquest estudi va determinar que l 'aplicació ozó va causar una disminució significativa dels rendiments d 'eliminació del amoni. Aquests models van ajudar a millorar la comprensió sobre el procés de nitrificació en cadascuna de les EDAR i ressalten la importància de la dinàmica poblacional dels bacteris nitrificants en el rendiments de l 'eliminació de l 'amoni. Els resultats estableixen que les tècniques moleculars combinades amb respirometría i els models d'ordenació multivariant emprats en aquesta tesi, són una eina fiable per al monitoratge i el control del procés de nitrificació en sistemes d'eliminació biològica de nitrogen. Els resultats d'aquesta tesi suggereixen que la mesura dels sòlids suspesos volàtils actius mitjançant tècniques de determinació d'ATP de segona generació pot millorar el càlcul de les variables de disseny i control més habituals de les EDAR. / [EN] Wastewater treatment plants play an important role in environmental protection. These facilities protect aquatic ecosystems from excessive inputs of nutrients (nitrogen and phosphorous) and other pollutants. The most widespread system of nitrogen removal in wastewater treatment plants is a conventional method involving a biological nitrification-denitrification via nitrate. The efficiency of biological systems is directly related to bacterial community structure and its metabolism. In this work, the temporal variations of influent characteristics, operational parameters and ammonium removal efficiency in 6 bioreactors with activated sludge systems were monitored. To characterize the microbial communities involved in the nitrification process different molecular biology techniques were used: fluorescence in situ hybridization (FISH); second generation sequencing (Illumina), and third generation sequencing (SMRT PacBio). To assess the activity of nitrifying and heterotrophic bacteria, respirometric tests and second-generation ATP determination techniques were used. To analyse the large volume of data generated, statistical multivariate analysis techniques were used, including distance-based multivariate linear regression models (DISTLM). These statistical techniques allowed us to assess the contribution of environmental variables to the variability observed in the nitrifying community structure, in nitrogen removal performance and nitrifying activity. The molecular techniques employed determined that Nitrosomonas oligotropha, Nitrospira spp. and Nitrotoga sp. where the dominant nitrifying bacteria in the monitored WWTP. FISH and Illumnina technique showed very similar results and allowed for the detection of biases in PacBio SMRT sequencing. The regression models determined the contribution of nitrifying bacteria to ammonium oxidation and the factors influencing their abundance and activity. The main factors influencing the nitrifying bacteria abundance were organic load, volatile suspended solids concentration, dissolved oxygen and temperature. The activity of nitrifying bacteria also was influenced by phosphorous loading rate. This study revealed that ozone concentration was the main factor determining the low ammonium removal performance. These models helped to improve our understanding of the nitrification process in each WWTP and highlight the importance of nitrifying bacterial community structure in nitrogen removal performance. The results establish that the molecular techniques combined with respirometry and the multivariate ordering models used in this thesis, are a reliable tool for the monitoring and control of the nitrification process. The results of this thesis suggest that the measurement of active volatile suspended solids by means of second- generation ATP determination techniques can improve calculation of the most common design and control parameters of WWTPs. / A la Entidad de Saneamiento y Depuración de la Región de Murcia (ESAMUR) por la financiación del proyecto “Influencia de las variables operacionales y fisicoquímicas en la dinámica y estructura de la población de bacterias nitrificantes”, al Grupo de Química y Microbiología del Agua del IIAMA. A la Entidad Pública de Saneamiento de Aguas Residuales de la Comunidad Valenciana (EPSAR), por la financiación del proyecto “Estudio integrado del proceso biológico en plantas de tratamiento por fangos activos, análisis de interrelación entre los distintos componentes y optimización de métodos moleculares para la identificación de bacterias formadoras de espumas” al Grupo de Química y Microbiología del Agua del IIAMA / Barbarroja Ortiz, P. (2019). Estudio de la dinámica poblacional y actividad de los organismos nitrificantes en sistemas de depuración de aguas residuales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/124063

[pt] A maioria dos laboratórios não conta com um sistema informatizado para gestão dos procedimentos pertinentes a cada caso. A administração e controle das amostras é feito manualmente, através de diversas fichas que são preenchidas desde o colhimento do material biológico, no hospital, até a identificação final da bactéria no laboratório. Dessa forma, a organização das informações fica limitada, uma vez que, estando as informações escritas à mão e guardadas em livros, é quase impossível a extração de conhecimento útil que possa servir não só no apoio à decisão, como também, na formulação de simples estatísticas. Esta dissertação teve dois objetivos principais. O desenvolvimento de um sistema Web, intitulado BCIWeb (Bacterial Classification and Identification for Web), que fosse capaz de auxiliar na identificação bacteriológica e prover a tecnologia necessária para a administração e controle de amostras clínicas oriundas de hospitais. E a descoberta de conhecimento na base de dados do sistema, através da mineração de dados utilizando os métodos de Mapas Auto-Organizáveis (SOM: Self-Organizing Maps) e Redes Multilayer Perceptrons (MLP) para classificação e identificação de bactérias. A partir do desenvolvimento desta ferramenta amigável, no estudo de caso, os dados históricos do LDCIC (Laboratório de Difteria e Corinebactérias de Importância Clínica) do Departamento de Biologia da UERJ foram inseridos no sistema. Os métodos inteligentes propostos para classificação e identificação de bactérias foram analisados e apresentaram resultados promissores na área. / [en] Most laboratories do not have a computerized system for management procedures. The administration and control of the samples are made manualy through many forms of data sheets which are filled from the beginning, when the samples of biological materials are gathered at the hospital, up to the final identification at the laboratory. In this context, the organization of the information become very limited, while the information writting by hands and stored in books, its almost impossible to extract useful knowledge, which could help not only supporting decisions but also in the formulations of simples statistics. This thesis had two objectives. The development of a web system called BCIWeb (Bacterial Classifiation and Identification for Web) that could assist in bacterial identification and provide the technology necessary for the administration and control of clinical specimen coming from the hospitals and the discovery of knowledge in database system, through data mining methods using SOM (Self Organizing Maps) and Multilayer Perceptron Neural Networks (MLP) for classification and identificatin of bactéria. From the development of this friendly tool, in the case study, the historical data from LDCIC (Laboratório de Difteria e Corinebactérias de Importância Clínica) of UERJ Biology Department were entered into the system. The proposed intelligent methods for classification and identification of bacteria were analysed and showed promising results.

El objetivo principal del estudio fue establecer el nivel de resistencia a antimicrobianos en un total de 222 cepas comensales de E. coli de origen fecal, en Perú. Las frecuencias de resistencia encontrados, frente los antimicrobianos evaluados, fueron: ampicilina (62,6%), cotrimoxazol (48,6%), tetraciclina (43,0%) y cloranfenicol (15,8%). Destacan los elevados niveles de resistencia a quinolonas: 32% al ácido nalidíxico (NAL) y 12% a ciprofloxacino (CIP). Estos elevados niveles hacia las quinolonas en cepas comensales aisladas en niños de esta franja de edad, realzan el uso extendido y el impacto de consumo de este tipo de antimicrobianos en la comunidad, mostrando el riesgo potencial de su pérdida de utilidad en el área. / The main aim of this study was to establish the resistance levels to antimicrobial agents, in 222 non-pathogenic E. Coli strains of fecal origin in Peru. The proportion of resistance found to the evaluated antimicrobials was ampicillin (62.6%), cotrimoxazole (48,6%), tetracycline (43,0%) and chloramphenicol (15,8%). We emphasize the high resistance levels found for quinolones: 32% for nalidixic acid (NAL) and 12% for ciprofloxacin (CIP). These high levels of quinoloneresistance in non-pathogenic strains isolated from children in this age group highlight the extensive use and the impact of the intake of this kind of antimicrobials in the community, showing the potential risk of the loss of their utility in the area.

Por medio de metil acido esteres (FAMES), fueron analizados 382 aislamientos pertenecientes a cinco variedades de semillas de Allium cepa L. (S1, S2,S3,S4,S5). Se determino que el 20% afecta a cultivos de interés económico, el 36% pertenecen a patógenos que afectan humanos, el 4% afectan a animales y el 40% son del ambiente. A los aislamientos se les identifico por medio de perfiles de ácidos grasos usando un cromatógrafo HP 5890 serie II y una columna capilar agilent ultra 2, software MIDI , Newark , Del. Se encontró principalmente los géneros Erwinia, Enterobacter, Pantoea y Pseudomonas las cuales afectan cultivos de interés económico (Allium cepa L. Carica papaya, Zingiber ofíciale, Eucalyptus spp, Cucumis melón, Ananas comosus, Sorghum). De las variedades analizadas, S2 reportó mayor diversidad de Pantoea agglomerans seguida por S3 que además presenta mayor concentración de Enterobacter cloacae; en la variedad S1 ambos patógenos se presentaron en proporción semejante, a diferencia de S5 que presentó Pantoea ananas, Pantoea ananatis, Enterobacter cloacae y S4 solo presento Pantoea agglomerans. / --- By means of acid methyl esters (FAMES), 382 isolates were analyzed from five varieties of seed Allium cepa L. (S1, S2, S3, S4, S5). It was determined that 20% affect crops of economic interest, 36% belong to pathogens that affect humans, 4% affect animals and 40% are from the environment. The isolates were identified by means of fatty acid profile chromatography using an HP 5890 series II, a capillary column Agilent Ultra 2 and MIDI software, Newark, Del. Findings included mainly the genera Erwinia, Enterobacter, Pantoea and Pseudomonas; all of them are described affecting crops of interest. (Allium cepa L. Carica papaya, Zingiber ofíciale, Eucalyptus spp, Cucumis melón, Ananas comosus, Sorghum). Of the varieties tested, S2 reported the greatest diversity of Pantoea agglomerans S3 followed by the largest concentration of Enterobacter cloacae; In the variety S1, both pathogens were presented in similar proportion, unlike S5 which submitted Pantoea ananas, Pantoea ananatis, and Enterobacter cloacae. S4 only presented Pantoea agglomerans.

El objetivo de este estudio fue determinar la actividad antimicrobiana del extracto etanólico de R. officinalis in vitro sobre cultivos de bacterias anaerobias frecuentes en pacientes con periodontitis crónica, tomando como control positivo a la clorhexidina 0,12 %. Se seleccionaron 24 pacientes con diagnóstico clínico y radiográfico de periodontitis crónica, que acudieron a atenderse en la clínica de la Facultad de Odontología de la UNMSM. Se procedió a tomar la muestra con conos de papel número 30 se colocó dentro del saco periodontal durante 30 segundos, luego se llevaron las muestras al laboratorio de microbiología para su procesamiento. Se utilizó el método de difusión en pocillos con las soluciones experimentales y se incubó en condiciones de anaerobiosis, por 48 h a 37 ºC, para luego proceder a la lectura de los diámetros del halo de inhibición. De los resultados se comprobó que existe igual actividad antimicrobiana del extracto etanólico de R. officinalis a una concentración de 75mg/ml con la clorhexidina 0,12 % sobre cultivos de bacterias anaerobias frecuentes en pacientes con periodontitis crónica. Palabras claves: periodontitis crónica, Rosmarinus officinalis, clorhexidina, actividad antimicrobiana. / --- The objective of this study was to determine the antimicrobial activity of the ethanol extract of R. officinalis in vitro on cultures of anaerobic bacteria common in patients with chronic periodontitis, using as a positive control to 0.12% chlorhexidine. We selected 24 patients with clinical and radiographic diagnosis of chronic periodontitis, who came to care at the clinic of the Faculty of Dentistry of San Marcos. He proceeded to take the sample with paper cones placed 30th in the periodontal pocket for 30 seconds, then took the samples to the microbiology laboratory for processing. We used the well diffusion method with the experimental solutions and incubated under anaerobic conditions for 48 h at 37 ° C, and then proceed to the reading of the inhibition zone diameters. From the results it was found that there is equal antimicrobial activity of the ethanol extract of R. officinalis 75mg/ml at a concentration of 0.12% chlorhexidine on cultures of anaerobic bacteria common in patients with chronic periodontitis. Keywords: chronic periodontitis, Rosmarinus officinalis, chlorhexidine antimicrobial activity.

Doctorado en Ciencias mención Microbiología. / Acidithiobacillus thiooxidans es una bacteria que obtiene energía metabólica y poder reductor a partir de la oxidación de compuestos reducidos de azufre. En estado natural, esta bacteria se encuentra junto con otros microorganismos participantes del consorcio de biolixiviación de sulfuros metálicos formando estructuras multicelulares llamadas biopelículas sobre la superficie de sulfuros minerales. Las células están embebidas en una matriz de sustancias poliméricas extracelulares (EPS) las cuales se componen principalmente de exopolisacáridos, proteínas y lípidos. Se ha descrito que la solubilización de los minerales sulfurados metálicos está mediada por estos EPS. Sin embargo, la composición de los EPS y su rol exacto en la solubilización de sulfuros metálicos ha sido caracterizado solamente en la bacteria oxidadora de hierro y azufre Acidithiobacillus ferrooxidans, aunque las demás especies de Acidithiobacillus que son capaces de oxidar solamente compuestos reducidos del azufre son fundamentales en estos procesos de lixiviación. En base a estos antecedentes, nos propusimos caracterizar alguno de los EPS y los mecanismos moleculares involucrados en la formación de biopelículas en la especie modelo At. thiooxidans. En un trabajo previo, se identificó un gen putativo que codifica para una proteína de unión a c-di-GMP PelD, la cual está caracterizada en Pseudomonas aeruginosa formando parte de un complejo multiproteico de membrana involucrado en vii la biosíntesis del exopolisacárido Pel. Al analizar el contexto genético del gen pelD, se identificó un putativo operón con una estructura similar al operón canónico identificado en P. aeruginosa. El análisis comparativo entre los genomas disponibles de las bacterias acidófilas que están presentes en los entornos minerales ácidos reveló que este operón sólo está presente en los genomas de At. thiooxidans y At. caldus. Ante este resultado, este trabajo se enfocó en comprender cuál sería la importancia de este exopolisacárido en la formación de biopelículas de At. thiooxidans sobre la superficie de azufre elemental. La medición de los niveles de transcrito mediante qPCR mostró que los genes pelA, pelD y wcaG del putativo operón presentan un mayor de expresión en células adheridas que en células planctónicas. El análisis de azúcares de superficie mediante el uso de lectinas identificó la presencia de N-acetil-galactosamina y N-acetil-glucosamina. Tratando de dilucidar algunas de las señales que regulan la producción de Pel, se descubrió que la adición exógena de la molécula de Quorum Sensing (QS) 3-oxo-C8 AHL incrementa la transcripción de los genes pelA y pelD. Finalmente, se procedió a obtener una cepa mutante nula en el gen pelD mediante recombinación homóloga. Luego de analizar el DNA de esta cepa, se realizaron análisis de adherencia y formación de biopelículas sobre la superficie de azufre elemental mediante microscopía electrónica y de epifluorescencia. La mutación ΔpelD afectó la estructura de la biopelícula al reducir la presencia de N-acetil-galactosamina y N-acetilglucosamina en la superficie, pero adicionalmente provocó un incremento en la viii producción de estructuras filamentosas que rodean a las células. Para resolver la incógnita sobre la naturaleza de estas fibras, se realizaron análisis comparativos preliminares de la expresión de proteínas extracelulares. El análisis del sobrenadante de los cultivos y de las proteínas del EPS reveló un cambio en producción de proteínas secretadas al medio. En base a estos resultados es posible concluir que el exopolisacárido Pel producido por la bacteria biominera At. thiooxidans juega un rol estructural en la formación de biopelículas sobre la superficie de azufre elemental y que la regulación de su síntesis involucra a las vías del QS y del c-di-GMP. / Acidithiobacillus thiooxidans is a bacterium that obtains metabolic energy and reducing power from the oxidation of reduced sulfur compounds. In the natural state, this bacterium is found along with other microorganisms that are members of the metal sulfides bioleaching consortium forming multicellular structures called biofilms on the surface of mineral sulfides. The cells are embedded in a matrix of extracellular polymeric substances (EPS) which are composed mainly of exopolysaccharides, proteins and lipids. It has been described that the solubilization of the metal sulfide minerals is mediated by these EPS. However, the composition of the EPS and their exact role in the solubilization of metal sulfides has been characterized only in the iron and sulfur oxidizer bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans, although the other Acidithiobacillus species that are only capable of oxidizing reduced sulfur compounds are important in these leaching processes. Based on this background, we set out to characterize some of the EPS and the molecular mechanisms involved in biofilm formation in the model species At. thiooxidans. In a previous work it was identified a putative gene encoding a c-di-GMP binding PelD protein, which is characterized as part of a multiprotein membrane complex involved in Pel exopolysaccharide biosynthesis in Pseudomonas aeruginosa. x When we were analyzing the genetic context of the pelD gene, a putative operon with a structure similar to the canonical operon identified in P. aeruginosa was identified. Comparative analysis between available genomes of acidophilic bacteria that are present in acidic mineral environments revealed that this operon is only present in the genomes of At. thiooxidans and At. caldus. Given this result, this work focused on understanding the importance of this exopolisaccharide in biofilm formation of At. thiooxidans on the surface of elemental sulfur. Measurement of transcript levels by qPCR showed that pelA, pelD and wcaG genes of the putative operon exhibit a greater expression in attached cells than in planktonic cells. The analysis of surface sugars by the use of lectins identified the presence of N-acetyl-galactosamine and N-acetyl-glucosamine. Trying to elucidate some of the signals that regulates the production of Pel, it was discovered that the exogenous addition of Quorum Sensing (QS) molecule of 3-oxo-C8 AHL increases the transcription of pelA and pelD genes. Finally, a pelD gene null mutant strain was obtained by homologous recombination. After analyzing the DNA of this strain, adherence and biofilm formation analysis were performed on the elemental sulfur surface by electronic and epifluorescence microscopy. The ΔpelD mutation affected the structure of the biofilm by reducing the presence of N-acetyl-galactosamine and N-acetyl glucosamine on the surface, but additionally caused an increase in the production of fibrillar structures xi surrounding the cells. To solve the unknown about the nature of these fibers, preliminary comparative analysis of extracelluar protein expression were performed. Analysis of the culture supernatant and proteins from EPS revealed a change in production of secreted proteins to the medium. Based on these results it is possible to conclude that the Pel exopolisaccharide produced by the biomining bacterium At. thiooxidans plays a structural role at biofilm formation on the surface of elemental sulfur and that the regulation of its synthesis involves QS and c-di-GMP pathways. / Proyectos regulares Fondecyt 1120295 y 1160702 y beca Conicyt 21120064 por aportar el financiamiento durante el desarrollo de la tesis.