PUBLICACIONES DE INVESTIGADORES DE LA FACULTAD DE CC BIOLÓGICAS


María Esther Pérez‐Corona, María del Carmen Pérez‐Hernández, Silvia Medina‐Villar, Enrique Andivia, Francisco Bermúdez de Castro

Canopy species composition drives seasonal soil characteristics in a Mediterranean riparian forest

European Journal of Forest Research 02 06 2021

DOI: 10.1007/s10342-021-01387-8

RESUMEN

Los ecosistemas ribereños mediterráneos proporcionan servicios ecosistémicos clave, como la regulación del clima, la calidad del agua y la protección de los alimentos. La degradación de los bosques y las especies exóticas son algunos de los principales impactos de la actividad humana en estos ecosistemas, pero se conoce poco sobre su efecto interactivo en la dinámica de las características del suelo. Aquí estudiamos el efecto del dosel de especies arbóreas sobre las características del suelo en un ecosistema ribereño del centro de España. Las propiedades químicas y microbiológicas del suelo se registraron mensualmente en cinco tipos de vegetación: (1) bosques dominados por Alnus glutinosa, árbol fijador de N2, (2) matorrales dominados por A. glutinosa, (3) plantaciones de la exótica Populus × hybrida, (4) bosques mixtos dominados por Fraxinus angustifolia y Salix alba, y (5) pastizales. Las zonas con dosel arbóreo mostraron un contenido mucho mayor de C orgánico, N total, nitrato y amonio del suelo que las zonas de pastizales. Los bosques de A. glutinosa presentaron los mayores contenidos de N total, C orgánico, amonio y número más probable (NMP) de microorganismos aeróbicos y anaeróbicos, seguidos de los matorrales de A. glutinosa, mientras que los bosques mixtos y las plantaciones de chopo tenían un mayor contenido de C orgánico total, nitrato y amonio en el suelo que las zonas de pasto. Los bosques mixtos y las plantaciones de chopo tenían el mayor contenido de nitratos. Las plantaciones de chopo mostraron el menor contenido de N y C del suelo probablemente debido a la hojarasca recalcitrante de Populus × hybrida. La fijación de N2 alcanzó su punto máximo en meses diferentes entre los distintos tipos de vegetación. Los cambios temporales en las características del suelo se debieron principalmente a la humedad del suelo, aunque la magnitud de estos cambios varió entre las especies del dosel. Nuestro estudio pone de manifiesto la importancia de proteger las zonas boscosas y de plantar especies arbóreas autóctonas en para mantener la integridad ecológica de los ecosistemas ribereños. Se sugiere que A. glutinosa es una especie apropiada para mejorar la fertilidad y la estabilidad del suelo en los proyectos de restauración.

Baldanta S, Navarro Llorens JM, Guevara G

Further Studies on the 3-Ketosteroid 9α-Hydroxylase of Rhodococcus ruber Chol-4, a Rieske Oxygenase of the Steroid Degradation Pathway.

Microorganisms. 2021 May 29;9(6):1171

DOI: 10.3390/microorganisms9061171

RESUMEN

Los genomas de actinobacterias presentan una notable redundancia génica que les permite una gran versatilidad metabólica. En este trabajo se ha estudiado la expresión de los genes de enzimas relacionadas con el catabolismo de los esteroides, en concreto de las que son responsables de la ruptura inicial del anillo. Existen tres isoformas para la actividad Ksh y otras tres para la actividad KstD. Cuando una de ellas no está presente, la expresión de los demás genes se reorganiza para compensar el sistema.

Martínez de Toda I, Vida C, Díaz-Del Cerro E, De la Fuente M.

The Immunity Clock.

J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2021 May 12:glab136

DOI: 10.1093/gerona/glab136.

RESUMEN

En este trabajo se muestra el desarrollo de un modelo matemático que permite determinar la edad biológica de un individuo, esto es, la velocidad a la que está envejeciendo, en función de la capacidad funcional de sus células inmunitarias. Se sabe que el sistema inmunitario se deteriora con el envejecimiento. Esta inmunosenescencia es responsable de la mayor incidencia de infecciones, enfermedades autoinmunes y de cánceres que tiene lugar al envejecer. Se analizaron una serie de funciones en leucocitos de sangre periférica de más de 300 individuos de distintas edades. Posteriormente, se construyó un modelo matemático para la predicción de la edad biológica, mediante regresión lineal múltiple, el cual seleccionó 5 de esas funciones inmunitarias: actividad citotóxica antitumoral Natural Killer, capacidad fagocítica y quimiotáctica de neutrófilos y la quimiotáctica y respuesta proliferativa de linfocitos. A este modelo le hemos denominado “Immunity Clock” y a la edad biológica que estima “ImmunolAge”. Además, se ha validado este “Immunity Clock” en una cohorte de individuos distinta a la utilizada para su construcción. La eficacia del modelo se ha comprobado en un grupo de mujeres con ansiedad en las que detecta un envejecimiento acelerado, al presentar estas personas una edad biológica significativamente mayor que la cronológica. Por su parte, en un grupo de centenarios la aplicación del “Immunity Clock” permitió observar como en los mismos se daba un envejecimiento más enlentecido, mostrando una “ImmunolAge” significativamente más joven. También, se ha verificado que el modelo es útil para monitorizar la efectividad de una intervención nutricional llevada a cabo durante un mes, al detectar como los hombres y mujeres del estudio presentaban un rejuvenecimiento de su edad biológica tras dicha intervención. Aunque queda demostrada la validez del “Immunity Clock” para determinar con precisión la velocidad a la que está envejeciendo cada individuo, son necesarias más investigaciones para comprobar si este es solo un marcador del proceso de envejecimiento o si tiene un papel activo en el mismo.

Ortiz-Álvarez R, Ortega-Arranz H, Ontiveros VJ, de Celis M, Ravarani C, Acedo A, Belda I.

Network Properties of Local Fungal Communities Reveal the Anthropogenic Disturbance Consequences of Farming Practices in Vineyard Soils.

mSystems. 2021 May 4;6(3):e00344-21.

DOI: 10.1128/mSystems.00344-21

RESUMEN

Las comunidades de hongos en el suelo juegan un papel clave en la sostenibilidad y productividad de los agroecosistemas. Comprender la ecología detrás del ensamblaje y la dinámica de las comunidades de hongos del suelo parece ser un paso esencial para la toma de decisiones en la aplicación de prácticas de manejo sostenibles que garanticen la productividad de los agroecosistemas. Por ello, existe un interés global en la búsqueda de indicadores biológicos del estado de salud de los suelos. En este trabajo, evaluamos el impacto de diferentes prácticas agrícolas (convencionales, ecológicas y biodinámicas) en la composición y estructura de las comunidades fúngicas de los suelos, analizando 350 viñedos de Estados Unidos y España mediante la estimación de las propiedades de las redes locales definidas en base a asociaciones espaciales de los taxones fúngicos detectados en cada muestra. Nuestras observaciones, a nivel composicional, muestran resultados coincidentes con la literatura anterior, en relación a la influencia de factores geográficos y climáticos, así como las prácticas de manejo agrícola en la diversidad taxonómica de las comunidades. Analizando la estructura de las comunidades fúngicas (en base a las propiedades de las redes locales), observamos comunidades con estructuras diferenciadas, desde aquellas densamente conectadas (que se aproximan al concepto de redes de mundo pequeño) hasta redes con un patrón de asociaciones más dispersas, donde podían observarse módulos bien diferenciados que parecen indicar mayores niveles de especialización de nicho. Comparando la estructura de las comunidades fúngicas en los distintos tipos de viñedo analizados, observamos que prácticas con un menor grado de intervención (ecológico y biodinámico) favorecieron el establecimiento de redes densamente agrupadas, describiendo un estado de equilibrio basado en comunidades colaborativas, posiblemente con alto grado de interacción entre sus componentes. Por contra, los viñedos bajo un manejo convencional presentan comunidades fúngicas con una estructura más dispersa y altamente modulares, respaldadas por una mayor proporción de co-exclusiones, lo que parece indicar un alto grado de competición entre sus componentes. Esto permite concluir que diferentes niveles de intensificación agrícola pueden conducir a diferentes estrategias ecológicas en las comunidades de hongos del suelo, y esto puede tener un impacto importante en la forma en que estas responden a factores de estrés biótico (ej. invasión por microorganismos patógenos) y abiótico (ej. cambio climático).

Martín-Turrero I, Lescure Rodríguez J, Lora Pablos D, López-Ejeda N, Vargas Brizuela A, Martínez Álvarez JR, Marrodán Serrano MD.

Growth patterns of normo-nourished Afghan, Haitian and Congolese children aged 6-59 months: A comparative study.

Am J Hum Biol. 2021 May 27:e23620.

DOI: 10.1002/ajhb.23620

RESUMEN

La Organización Mundial de la Salud (OMS) diseñó normas y tablas de crecimiento para menores de cinco años a partir de un estudio semilongitudinal con datos de 8.500 niños y niñas de diferentes orígenes (Brasil, Ghana, India, Noruega, Omán y Estados Unidos). Dicho estudio, publicado en 2006, aplicó un modelo LMS y tenía por objetivo contar con patrones “internacionales” que pudieran utilizarse como referencia en todos los países del mundo. Especialmente para su utilización por parte de organizaciones humanitarias que trabajan en terreno diagnosticando la desnutrición infantil en situaciones de emergencia. En nuestro estudio, llevado a cabo en colaboración con Acción Contra el Hambre, construimos y comparamos las curvas de crecimiento de niños y niñas aparentemente sanos y normonutridos de tres países diferentes (Afganistán, Haití y República Democrática del Congo). Utilizamos una muestra de casi 122.000 sujetos (59.773 niños y 61.255 niñas) de las mismas edades y aplicamos diversos métodos matemáticos para el modelado de las curvas (LMS, LMSP, LMST y regresión polinómica). Los resultados mostraron por una parte, que el mejor modelo de ajuste fue el LMSP y por otra, que los menores de los tres países analizados crecen a diferente ritmo. Los niños haitianos entre 6 y 59 meses, tienen un mayor tamaño corporal que sus iguales congoleños y afganos, tanto en peso como en longitud o talla y estas diferencias son especialmente llamativas en los percentiles más altos. Teniendo en cuenta esta evidencia, es necesario reconsiderar si la utilización de idénticos estándares para todas las poblaciones del mundo es apropiado. Si las velocidades de crecimiento de los niños con distinto origen poblacional no son iguales, como aquí se ha demuestra, las tablas internacionales de la OMS pueden llevar fácilmente a un diagnóstico erróneo, sobreestimando o subestimando las tasas de desnutrición crónica o de bajo peso. Sin negar el valor de los estándares de la OMS, surge la necesidad de desarrollar referencias más adecuadas que tengan en cuenta la diversidad ontogénica de las poblaciones humanas. Contar con patrones nacionales o regionales sería bueno para estimar con mayor fiabilidad el estado nutricional infantil, así como las posibles tendencias seculares.

Ruiz J, de Celis M, Martín-Santamaría M, Benito-Vázquez I, Pontes A, Lanza VF, Sampaio JP, Santos A, Belda I.

Global distribution of IRC7 alleles in Saccharomyces cerevisiae populations: a genomic and phenotypic survey within the wine clade.

Environ Microbiol. 2021 May 10.

DOI: 10.1111/1462-2920.15540

RESUMEN

La levadura Saccharomyces cerevisiae es uno de los microorganismos mejor estudiados por su importancia biotecnológica e industrial. Por ello, además, es un interesante modelo de estudio de los efectos de la domesticación en los microrganismos a nivel genómico, fenotípico y ecológico. Durante el proceso de domesticación a ambientes antrópicos, las cepas salvajes de S. cerevisiae han evolucionado hasta cepas altamente especializadas y adaptadas a las condiciones estresantes del contexto industrial que habitan, cambiando drásticamente su estilo de vida. En el caso del vino, las cepas de S. cerevisiae han acumulado gran cantidad de marcadores genómicos de domesticación, que les confieren ventajas fenotípicas que les permiten sobrevivir y desarrollarse eficientemente en el ambiente vínico. En este trabajo, realizado en el laboratorio de Ecología e interacciones microbianas (minelab.bioucm.es) de la Universidad Complutense de Madrid, con la colaboración de la Universidad Nova de Lisboa y el Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria, exploramos la paradójica distribución de los alelos del gen IRC7 - codificante para una enzima β-liasa responsable de la producción de aromas frutales en el vino- en poblaciones salvajes y domesticadas de S. cerevisiae. Curiosamente, el alelo IRC7S, portador de una deleción y, por tanto, codificante para una enzima Irc7p menos funcional, se encuentra fijado en la población de cepas vínicas de S. cerevisiae. Estudiando la distribución global de este alelo en los diferentes linajes filogenéticos de S. cerevisiae confirmamos que, a pesar de su alta prevalencia en el linaje vínico, este alelo delecionado presenta una prevalencia minoritaria en otros linajes domesticados (cerveza o pan) y se encuentra completamente ausente en todos los linajes salvajes. A través de un fenotipado a gran escala demostramos que las cepas portadoras del alelo IRC7S presentan un patrón fenotípico específico, mostrando un mejor fitness, tanto a nivel de parámetros de crecimiento (menor fase de latencia y mayor tasa de crecimiento) como a nivel de capacidad competitiva. Por último, el estudio genómico permitió identificar una serie de variantes de secuencia con patrones de co-ocurrencia significativos con el alelo IRC7S, que podrían contribuir al fenotipo ventajoso y, por tanto, a la mayor prevalencia de las cepas portadoras de este alelo delecionado en el ambiente vínico; a pesar de que su presencia en homocigosis anula la capacidad de estas levaduras para liberar aromas tiólicos varietales, muy apreciados en vinos blancos.

Ortiz Y, Carrión J, Lahoz-Beltrá R, Gutiérrez M

A Framework for Implementing Metaheuristic Algorithms Using Intercellular Communication.

Front Bioeng Biotechnol. 2021 May 10;9:660148.

DOI: 10.3389/fbioe.2021.660148

RESUMEN

Las metaheurísticas (MH) son procedimientos de Inteligencia Artificial que suelen basarse en la evolución que permiten obtener soluciones aproximadas de problemas difíciles, siendo procedimientos costosos desde el punto de vista computacional ya que exploran grandes espacios de soluciones. Este trabajo pretende sentar las bases de mapeos generales para implementar una HM utilizando construcciones de Biología Sintética en colonias celulares. Dos ventajas de este enfoque son: aprovechar la capacidad de paralelismo a gran escala de de las colonias celulares y el uso de procesos celulares existentes para implementar dinámicas básicas definidas en versiones computacionales. Proponemos un marco que mapea los elementos de MH a circuitos sintéticos en colonias celulares en crecimiento para replicar el comportamiento del MH en las colonias celulares. Los mecanismos de comunicación célula-célula como el quorum sensing (QS), la conjugación bacteriana y las señales del entorno se corresponden con los operadores de evolución de las técnicas de MH para adaptarse a las colonias en crecimiento. Como prueba de concepto implementamos Algoritmos Genéticos Simples codificados como circuitos sintéticos. Las pruebas de implementación muestran la utilidad del procedimiento y el hecho de que el paralelismo de las colonias celulares acelera la ejecución. Además, mostramos un ejemplo de cómo el procedimiento permite también simular un Autómata Celular.

Polidori, C., García-Gila, J., Blasco-Aróstegui, J., Gil-Tapetado, D.

Urban areas are favouring the spread of an alien mud-dauber wasp into climatically non-optimal latitudes

(2021) Acta Oecologica, 110, art. no. 103678

DOI: 10.1016/j.actao.2020.103678

RESUMEN

Kania-Kłosok, I., Krzemiński, W., Kopeć, K., Arillo, A.

The oldest evolutionary lineage of trichoneura loew, 1850 (Diptera, limoniidae) and the first evidence of this genus in cretaceous Spanish amber

(2021) Insects, 12 (5), art. no. 411, .

DOI: 10.3390/insects12050411

RESUMEN

Phillips HRP, Bach EM, Bartz MLC, Bennett JM, Beugnon R, Briones MJI, Brown GG, Ferlian O, Gongalsky KB, Guerra CA, König-Ries B, Krebs JJ, Orgiazzi A, Ramirez KS, Russell DJ, Schwarz B, Wall DH, Brose U, Decaëns T, Lavelle P, Loreau M, Mathieu J, Mulder C, van der Putten WH, Rillig MC, Thakur MP, de Vries FT, Wardle DA, Ammer C, Ammer S, Arai M, Ayuke FO, Baker GH, Baretta D, Barkusky D, Beauséjour R, Bedano JC, Birkhofer K, Blanchart E, Blossey B, Bolger T, Bradley RL, Brossard M, Burtis JC, Capowiez Y, Cavagnaro TR, Choi A, Clause J, Cluzeau D, Coors A, Crotty FV, Crumsey JM, Dávalos A, Cosín DJD, Dobson AM, Domínguez A, Duhour AE, van Eekeren N, Emmerling C, Falco LB, Fernández R, Fonte SJ, Fragoso C, Franco ALC, Fusilero A, Geraskina AP, Gholami S, González G, Gundale MJ, López MG, Hackenberger BK, Hackenberger DK, Hernández LM, Hirth JR, Hishi T, Holdsworth AR, Holmstrup M, Hopfensperger KN, Lwanga EH, Huhta V, Hurisso TT, Iannone BV 3rd, Iordache M, Irmler U, Ivask M, Jesús JB, Johnson-Maynard JL, Joschko M, Kaneko N, Kanianska R, Keith AM, Kernecker ML, Koné AW, Kooch Y, Kukkonen ST, Lalthanzara H, Lammel DR, Lebedev IM, Le Cadre E, Lincoln NK, López-Hernández D, Loss SR, Marichal R, Matula R, Minamiya Y, Moos JH, Moreno G, Morón-Ríos A, Motohiro H, Muys B, Neirynck J, Norgrove L, Novo M, Nuutinen V, Nuzzo V, Mujeeb Rahman P, Pansu J, Paudel S, Pérès G, Pérez-Camacho L, Ponge JF, Prietzel J, Rapoport IB, Rashid MI, Rebollo S, Rodríguez MÁ, Roth AM, Rousseau GX, Rozen A, Sayad E, van Schaik L, Scharenbroch B, Schirrmann M, Schmidt O, Schröder B, Seeber J, Shashkov MP, Singh J, Smith SM, Steinwandter M, Szlavecz K, Talavera JA, Trigo D, Tsukamoto J, Uribe-López S, de Valença AW, Virto I, Wackett AA, Warren MW, Webster ER, Wehr NH, Whalen JK, Wironen MB, Wolters V, Wu P, Zenkova IV, Zhang W, Cameron EK, Eisenhauer N.

Global data on earthworm abundance, biomass, diversity and corresponding environmental properties.

Sci Data. 2021 May 21;8(1):136.

DOI: 10.1038/s41597-021-00912-z.

RESUMEN

Belda I, Cueva C, Tamargo A, Ravarani CN, Acedo A, Bartolomé B, Moreno-Arribas MV.

A multi-omics approach for understanding the effects of moderate wine consumption on human intestinal health.

Food Funct. 2021 May 11;12(9):4152-4164.

DOI: 10.1039/d0fo02938f.

RESUMEN