Catálogo de publicaciones

En zonas áridas y semiáridas, las estrategias evolutivas de uso del agua determinan la posibilidad de coexistencia, entre especies vegetales. El objetivo propuesto de evaluar si existen diferencias en los niveles de tolerancia a sequía entre pastos que coexisten en un sistema semiárido patagónico, y si dichas diferencias determinan su capacidad de competir por el agua y el resultado de esa competencia a largo plazo. Se estudiaron 4 especies de pastos: Bromus pictus, Poa ligularis, Pappostipa speciosa y Festuca pallescens. En dos experimentos controlados P. speciosa fue la especie más tolerante (menor efecto de la sequía sobre la biomasa), la menos plástica y la de menor crecimiento potencial. En el otro extremo, B. pictus fue la menos tolerante, más plástica y con mayor crecimiento potencial. P. ligularis junto con F. pallescens, esta última proveniente de un ambiente con mayor productividad, resultaron ser especies de plasticidad y crecimiento potencial intermedios. En un experimento de dos años de duración en el campo, la especie menos tolerante (B. pictus)mostró menor habilidad competitiva que la más tolerante (P. speciosa)solamente cuando la disponobilidad de agua era baja y su competidora era de mayor tamaño. Mediante modelos de Markov, basados en mapas sucesivos de vegetación, de parcelas permamentes clausuradas al pastoreo, se observó para una ventana temporal de 7 años que la especie más representada en la comunidad climáxica no era ni la más tolerante ni la de mayor crecimiento potencial. Las especies mostraron diferencias claras de dinámica: la menos frecuente (B. pictus)persiste gracias a su permanencia en cada sitio ocupado; la más frecuente (P. ligularis), en cambio, mediante una elevada movilidad (colonizando suelo desnudo y reemplazando a vecinas), mientras que P. speciosa, de frecuencia intermedia, presentó una combinación entre permanencia y movilidad. Estos pastos mostraron diferencias funcionales en el uso del agua, señalando al gremio de los pastos perennes patagónicos como un grupo más heterogéneo de lo que pensaba. Las diferencias en el uso del agua implicarían una diferenciación funcional de los nichos de las especies posibilitando su coexistencia.

La utilización repetida de glifosato como herbicida modifica, entre otros aspectos, la composición relativa de la flora de malezas en un área determinada, aumentando la frecuencia de individuos con baja sensibilidad al mismo. Entre las malezas de difícil manejo reportadas estan Parietaria debilis, Petunia axillaris y Verbena litoralis. En este trabajo se evalúa la sensibilidad de las especies mencionadas en comparación con Amaranthus hybridus y se analiza absorción y translocación del herbicida, superficie foliar, características morfológicas y anatómicas. El objetivo es caracterizar los mecanismos de tolerancia al herbicida glifosato en Petunia axillaris, Parietaria debilis y Verbena litoralis. Los análisis confirman que Petunia axilaris y Parietaria debilis son especies tolerantes a glifosato mientras que Verbena litoralis es sensible. Se confirma además la inhibición de la ruta metabólica del ácido shikimico en Amaranthus hybridus y Verbena litoralis. La retención foliar de glifosato es menor en ambas especies tolerantes; solo en Parietaria debilis se puede correlacionar una menor susceptibilidad con reducida absorción y limitada translocación del herbicida, particularmente, una menor penetración del herbicida podría atribuirse a una mayor proporción de grupos químicos de carácter hidrofóbico en sus ceras epicuticulares. En Petunia axillaris la menor sensibilidad al glifosato podría relacionarse a un mayor tiempo de absorción, y una distribución del glifosato hacia meristemas; lo primero puede correlacionarse con alta densidad de tricomas y una cantidad de ceras significativamente mayor que la especie sensible. En ambas especies tolerantes aplicadas con glifosato, la producción de flores y semillas asegura la perpetuación de los genotipos menos sensibles.

La producción de las nanopartículas de plata (AgNP) se encuentra en continuo aumento, al mismo tiempo que los cuerpos de agua se convirtieron en los principales sumideros de estas sustancias emergentes. El objetivo general de esta tesis fue comprender los mecanismos de toxicidad de las tgNP en organismos acuáticos. Para ello se realizaron ensayos con diferentes modelos biológicos (peces dulceacuícolas, moluscos marinos) y tipos de ensayos (in vivo, branquias ex vivo). Las AgNP pudieron ingresar en los tejidos de los organismos y acumularse en ellos de manera dosis y tiempo dependiente. En los peces se registraron diferentes efectos tóxicos, tales como disminución de la cantidad de bacterias que viven en el mucus epidérmico, generación de estrés oxidativo en varios tejidos, alteraciones en parámetros hematológicos e inmunológicos y movilización de reservas energéticas. En moluscos, además, se produjo desestabilización de la membrana de los hemocitos, inducción de metalotioneínas, genotoxicidad y daño en los transportadores de membrana. Por otra parte, se demostró que los efectos tóxicos producidos por AgNP pueden ser atenuados cuando las sustancias húmicas están presentes en el medio. En conjunto, esta tesis brinda una visión integradora sobre los principales mecanismos de toxicidad de las AgNP en organismos acuáticos. Asimismo, la información generada es de suma relevancia a la hora de tomar medidas de control y regulación para asegurar la protección del medio ambiente y la sustentabilidad de la industria nanotecnológica.

Fil:Dada, Laura Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Los ritmos biológicos diarios son el resultado de la interacción entre un reloj circadiano endógeno y factores ambientales sincronizadores, principalmente la luz, que ejerce su efecto a través de cambios en la fase de los ritmos controlados. El objetivo del presente trabajo de tesis fue caracterizar la vía (o una de las vías) de transducción de señales fóticas que ponen en hora al reloj circadiano de mamíferos. Para ello, se realizaron técnicas de registro comportamental (medición de actividad locomotora), neuroquímico (actividad de neurotransmisores), bioquímico (actividad enzimática, cuantificación proteica, fosforilación, etc.) y molecular (western blot, hibridación in situ) en hámsters (Mesocricetus auratus), obteniendo tejido hipotalámico conteniendo los núcleos supraquiasmáticos, sede del reloj circadiano. Los resultados de esta tesis, junto con las evidencias de la bibliografía sobre el tema, permiten sugerir un modelo de señalización de cuya entrada es la interacción del glutamato de la vía retinohipotalámica con receptores de tipo NMDA, que inducen un aumento en el influjo de calcio. A su vez, este ion es capaz de activar tanto a la proteína quinasa dependiente de Ca2+ y calmodulina (CaMKII) y a la óxido nítrico sintetasa (NOS). El óxido nítrico, y posiblemente también el monóxido de carbono, otro mensajero gaseoso, producen un aumento en la actividad de la guanilil ciclasa soluble (GC), que promueve una subida en los niveles del GMPc y la activación de la proteína quinasa G (PKG). Si bien son pocos conocidos los sustratos de esta en el cerebro, se aportan evidencias en favor de que esta vía de señales lleva a la expresión fótica de genes reloj como mPer2.

El objetivo central de este trabajo fue, en una primera etapa, el estudio de los mecanismos de transferencia de agua y solutos en diferentes epitelios, así como su regulación y farmacología. Este campo es de gran complejidad, ya que las propiedades de transporte varían de tejido en tejido y de especie en especie. Sin embargo existen mecanismos comunes que permiten entender las funciones básicas de estos sistemas. En lo que respecta a la transferencia neta de agua podemos decir que las fuerzas impulsoras son básicamente tres: 1) el gradiente transepitelial de presión hidrostática; 2) el gradiente transepitelial de presión osmótica y 3) los movimientos de agua asociados al transporte de soluto. Muchos puntos importantes no están, sin embargo, aún aclarados como ser: 1) ¿Cuál es el grado real de acople entre el movimiento de agua y solutos? 2) ¿Cuál es el rol de los gradientes osmóticos e hidrostáticos en los flujos observados? 3) ¿Cuál es la importancia relativa de las vías paracelular y transcelular en los movimientos de agua y soluto? y 4) ¿Existen o no canales específicos para el movimiento de agua?. El enfoque de los problemas antes expuestos permite diferentes aproximaciones metodológicas que implican distintos niveles de complejidad estructural. Al avanzar en la disección de los fenómenos en estudio pasaremos del nivel supracelular al celular, para llegar al subcelular y por último al molecular. Para dar una respuesta inicial a los problemas antes mencionados,utilizamos el estudio sistemático y paralelo de las propiedades de permeabilidad al agua y solutos en epitelios "in vitro", utilizando dos modelos experimentales: el amnios humano y el yeyuno de rata. Luego, comparamos los resultados obtenidos con los previamente informados por nuestro laboratorio para la vejiga urinaria de anfibio. Estos estudios se centraron en el análisis de los mecanismos que regulan el balance absorción-secreción y sobre el rol de las vías transcelular y paracelular en los movimientos de agua y solutos. La metodología básica consistió en montar a los epitelios en estudio, entre dos cámaras de lucite, lo que permite la medición de los movimientos transepiteliales iónicos y moleculares, utilizando marcadores radiactivos, así como la medición de los parámetros eléctricos (diferencia de potencial, conductancia y corriente de corto-circuito). Utilizamos, además, una técnica que permite controlar, minuto a minuto, el flujo neto de agua transepitelial. En una segunda etapa se procedió a la evaluación de las permeabilidades osmóticas y difusionales al agua en ovocitos de anfibios. El objetivo de estas mediciones fue utilizar a este sistema como modelo de expresión de las propiedades de permeabilidad. Esto se logra inyectando en el ovocíto el ARNm preparado a partir de determinado tipo celular, que posea la propiedad de permeabilidad en estudio. Esta metodología, basada en técnicas de biología molecular, demostró ser una herramienta adecuada para la expresión del canal de agua inducido por la presencia de la hormona antidiurética.

Debido a que el Protocolo de red de Internet actual, llamado IPv4, está alcanzando actualmente sus propios límites de diseño y se muestra incapaz de proveer una respuesta adecuada a las nuevas características deseables para Internet, en 1995 la Internet Engineering Task Force (IETF) comenzó a desarrollar un nuevo protocolo, llamado IPv6, para reemplazar al anterior. Contempla mejoras fundamentalmente en el espacio de direccionamiento y nuevas características como servicios de tiempo real, calidad de servicio, seguridad intrínseca, etc. El crecimiento de Internet ha originado que cada vez más computadoras necesiten conectarse a ella. Hay una enorme cantidad de dispositivos como teléfonos celulares, cámaras de vigilancia, dispositivos inalámbricos, etc, que necesitarán, en el mediano plazo, sus propias direcciones IP para conectarse a Internet, incluso algunos necesitarán varias direcciones. Ésta es la principal causa que lo está llevando a sus límites de diseño, pues en la versión actual del protocolo, no existen suficientes direcciones disponibles. El protocolo IPv6 presenta un nuevo desafío que es su despliegue para ponerlo en producción. En la actualidad millones de computadores están interconectados al backbone de Internet usando IPv4 y es imposible cambiar a la nueva versión, IPv6, en forma simultánea cada uno de ellos para que sigan trabajando normalmente, fundamentalmente por la imposibilidad de actualizar a IPv6 sistemas operativos de routers intermedios, servidores web (HTTP), o de correo (SMTP), etc sin soporte IPv6; también se presentan problemas en servidores de nombre (DNS) sin registros AAAA o A6 para direcciones IPv6, etc. El protocolo IPv6 es un protocolo “disruptivo”. El término disruptivo tiene sus orígenes en el libro “El dilema de Innovador” de Clayton Christensen, donde trata como los desarrollos tecnológicos pueden tener un impacto económico. Se basa en un estudio de la industria de Discos Rígidos, a través de varios años y varios cambios de tecnologías. Para nuestro caso, no se trata de quitar o deshabilitar IPv4 para usar, habilitar o instalar IPv6. Tampoco es una una migración, pues no es un día, mes o año (como el Y2K) para realizar la migración. Esto es una actualización necesaria de IP, permitiendo que ambas versiones convivan al mismo tiempo y/o independientemente. Por tal motivo la IETF ha definido una serie de mecanismos para hacer una suave transición donde convivan por un largo tiempo ambos protocolos. El presente trabajo ayudará al lector a lograr una transición controlada hacia el nuevo protocolo. El objetivo del presente trabajo fue realizar un Análisis, Evaluación y Comparación de Métodos de Transición del protocolo IPv4 al protocolo IPv6. Las comparaciones se hicieron usando un Test Bed llamado CODAREC6, permitiendo colaborar en el lento, pero inexorable camino hacia la internet sobre IPv6.

En este trabajo se estudiaron los mecanismos de transporte a través del epitelio intestinal, la cinética de acumulación y los efectos tóxicos producidos por la cianotoxina microcistina-LR (MCLR), en dos especies de peces patagónicos de importancia económica y ecológica: el pejerrey patagónico (Odontesthes hatcheri) y la trucha arco-iris (Oncorhynchus mykiss), potencialmente expuestos a floraciones de cianobacterias y a sus metabolitos tóxicos. Se evaluó la capacidad de O. hatcheri de digerir cianobacterias y absorber MCLR a través de la administración de células de Microcystis aeruginosa tóxicas (productoras de MCLR) mezcladas con alimento comercial. En este experimento un grupo de peces recibió células de M. aeruginosa previamente rotas por métodos fisicoquímicos (MCLR libre) y otro grupo recibió las células intactas. En los dos casos, O. hatcheri acumuló MCLR en intestino e hígado, en igual proporción entre tratamientos, demostrando que esta especie es capaz de digerir la pared de las cianobacterias y de absorber la MCLR liberada en el tracto digestivo. En un segundo experimento se determinaron los efectos tóxicos provocados por la absorción de MCLR en O. hatcheri. Un tratamiento consistió en administrar células rotas de M. aeruginosa tóxica mezcladas con el alimento comercial; otro grupo de peces recibió alimento comercial mezclado con células rotas de una cepa no tóxica de M. aeruginosa (control de los efectos provocados por otros componentes de las cianobacterias); y el grupo control recibió solamente alimento comercial. La concentración de MCLR administrada de esta forma representó una concentración subletal. Luego de una única alimentación, se estudió en hígado e intestino a lo largo del tiempo: actividad de la enzima proteína fosfatasa 1 (PP1), respuestas de estrés oxidativo (actividad de enzimas catalasa, CAT y glutatión-Stransferasa, GST) y daño oxidativo (peroxidación lipídica). Se determinó la acumulación de MCLR extraíble en metanol (fracción de MCLR acumulada en su forma nativa o conjugada con GSH, o cisteína) y como MCLR unida a proteínas. La fracción extraíble en metanol se cuantificó por ensayo de inhibición de PP1 in vitro (PPIA) y por oxidación de Lemieux-cromatografía gaseosa/espectrometría de masas (CG/EM). La fracción unida a proteínas se cuantificó por oxidación de Lemieux-CG/EM. Los resultados obtenidos indican que MCLR se acumula tanto en intestino como en hígado, mayormente unida a proteínas. La cantidad de toxina acumulada en ambos órganos disminuye a lo largo del tiempo hasta ser prácticamente indetectable a las 48 horas post-intoxicación. En cuanto a los efectos tóxicos, sólo el hígado presentó alteraciones leves. De estos resultados se desprende que O. hatcheri es una especie que puede ser afectada por floraciones de cianobacterias tóxicas aunque esta especie sería capaz de metabolizar y eliminar la toxina acumulada, al menos a concentraciones subletales. Se estudió la participación de proteínas de membrana Abcc (Mrp) (mediadoras de la defensa celular frente a xenobióticos junto con otras proteínas de la superfamilia ABC) en el transporte de MCLR a través del epitelio intestinal. Para esto, se incubaron preparaciones ex vivo de intestino de O. hatcheri y O. mykiss con sustratos específicos de las proteínas Abcc (DNP-SG y calceína) junto con MCLR y se determinaron las tasas específicas de transporte de cada sustrato en presencia de la toxina. Se compararon los resultados obtenidos con MCLR con los efectos provocados por MK571, inhibidor específico de transportadores Abcc. Por otro lado, se evaluaron los efectos tóxicos (actividad PP1, PP2A y GST, concentración de glutatión reducido) producidos por MCLR en segmentos de intestino incubados solamente con MCLR o en conjunto con MK571. Los resultados de estos experimentos indican que los enterocitos de O. mykiss y O. hatcheri son capaces de eliminar la MCLR acumulada hacia el lado luminal (detoxificación) o hacia el lado basolateral (absorción), a través de proteínas tipo Abcc de ubicación apical y basolateral, respectivamente. El intestino de O. hatcheri sería más resistente a la toxina en comparación con el de O. mykiss debido a que en intestino de O. hatcheri no se observó ningún efecto tóxico aún a concentraciones de MCLR más altas que las aplicadas en intestino de O. mykiss. Tampoco se observaron efectos tóxicos al bloquear el transporte por proteínas tipo Abcc con MK571. Por el contrario, en intestino de O. mykiss se observó inhibición de PP1 y 2A (efecto característico de MCLR) en las concentraciones altas de MCLR o a concentraciones bajas pero en presencia de MK571. La causa de la mayor resistencia observada en O. hatcheri aún no está clara y requiere de más estudios. También se evaluaron los efectos de MCLR sobre la composición de glicoconjugados en el tracto intestinal de O. hatcheri. Este estudio se realizó aplicando técnicas de lectina-histoquímica con detección por fluorescencia. Las lectinas utilizadas fueron concanavalina-A, aglutinina de Dolichos biflorus y aglutinina de germen de trigo. Los resultados indican que MCLR afecta la abundancia y distribución de los glicoconjugados marcados, según la sección intestinal que se estudie. Estas alteraciones podrían traer consecuencias a nivel de la digestión y/o en las defensas inmunes frente a patógenos y/o podrían ser evidencia de una respuesta defensiva frente a MCLR. Por último, se aplicaron técnicas de inmunohistoquímica para localizar proteínas ABC en el intestino de O. hatcheri. Utilizando los anticuerpos para transportadores ABC de mamíferos (antiABCB1, ABCC2, ABCC4 y ABCG2) se logró marcar Abcc4 en la membrana basolateral, aunque la marca con este anticuerpo es mucho más fuerte en músculo y Abcg2 se marcó en la región subapical de los enterocitos. No hubo cambios en la localización de la marca de ninguno de estos anticuerpos en respuesta al tratamiento con MCLR.

En esta tesis, estudiamos algunos de los mecanismos a través de los cuales Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) suprime la respuesta inmune de Arabidopsis thaliana. Los microbios gatillan el cierre estomático en la planta a través de patrones moleculares asociados a microbios (MAMPs), sin embargo Xcc es capaz de colonizar A. thaliana a través de estos poros mediante un factor de virulencia (Xcc FV) capaz de inhibir su cierre. En la primera parte de esta tesis estudiamos el mecanismo de acción del Xcc FV y de una toxina de efecto similar producida por la bacteria fitopatógena Pseudomonas syringae pv. tomato denominada coronatina. Encontramos que ambos compuestos inhiben el cierre estomático inducido por MAMPs y por la hormona ácido abscísico a través de la inhibición de la producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) mediada por NADPH oxidasas y de manera dependiente de la señalización de jasmonatos. En la segunda parte de la tesis, estudiamos el rol del glucano cíclico β-(1,2) de Xcc en el proceso infectivo. Hallamos que este compuesto inhibe la producción de ERO, disminuye la expresión de genes de defensa y suprime la deposición de calosa inducidas por flagelina. Asimismo, observamos que el efecto del glucano cíclico β-(1,2) requiere de dos receptores quinasa con dominios ricos en lisina, LYK3 y LYK4, y que se une específicamente a preparaciones de membranas de A. thaliana, lo cual sugiere que actúa a través de la unión a un receptor de membrana. En la tercera parte de la tesis, estudiamos el mecanismo a través del cual el xantano, un exopolisacárido producido por Xcc, actúa como factor de virulencia. A través del uso mutantes de Xcc afectadas en enzimas biosintéticas encargadas de modificar químicamente el xantano, descubrimos que la piruvilación sobre la manosa externa de la unidad repetitiva de este polisacárido son esenciales para su actividad de supresión de la respuesta inmune de A. thaliana. Palabras clave: estomas, ABA, coronatina, NADPH oxidasas, especies reactivas de oxígeno, glucano cíclico β-(1,2), flg22, inmunidad vegetal, xantano, Xanthomonas, Arabidopsis thaliana.

Fil:Cerdeira, Silvia Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.