dor_id: 1501215

506.#.#.a: Público

650.#.4.x: Biología y Química

336.#.#.b: other

336.#.#.3: Registro de colección de proyectos

336.#.#.a: Registro de colección universitaria

351.#.#.b: Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT)

351.#.#.a: Colecciones Universitarias Digitales

harvesting_group: ColeccionesUniversitarias

270.1.#.p: Dirección General de Repositorios Universitarios. contacto@dgru.unam.mx

590.#.#.c: Otro

270.#.#.d: MX

270.1.#.d: México

590.#.#.b: Concentrador

883.#.#.u: https://datosabiertos.unam.mx/

883.#.#.a: Portal de Datos Abiertos UNAM, Colecciones Universitarias

590.#.#.a: Administración central

883.#.#.1: http://www.ccud.unam.mx/

883.#.#.q: Dirección General de Repositorios Universitarios

850.#.#.a: Universidad Nacional Autónoma de México

856.4.0.u: http://datosabiertos.unam.mx/DGAPA:PAPIIT:IN212010

100.1.#.a: Pablo Vinuesa Fleischmann

524.#.#.a: Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA). "Diversidad y distribución ambiental de Escherichia coli y genes de virulencia indicadores de patotipos EPEC y ETEC en ríos de Morelos con niveles contrastantes de perturbación antropogénica: aproximaciones metagenómicas y dependientes de cultivo", Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT). En "Portal de datos abiertos UNAM" (en línea), México, Universidad Nacional Autónoma de México.

720.#.#.a: Pablo Vinuesa Fleischmann

245.1.0.a: Diversidad y distribución ambiental de Escherichia coli y genes de virulencia indicadores de patotipos EPEC y ETEC en ríos de Morelos con niveles contrastantes de perturbación antropogénica: aproximaciones metagenómicas y dependientes de cultivo

502.#.#.c: Universidad Nacional Autónoma de México

561.1.#.a: Centro de Ciencias Genómicas, UNAM

264.#.0.c: 2010

264.#.1.c: 2010

307.#.#.a: 2019-05-23 18:40:21.491

653.#.#.a: Microbiología ambiental y evolutiva; Microbiología

506.1.#.a: La titularidad de los derechos patrimoniales de este recurso digital pertenece a la Universidad Nacional Autónoma de México. Su uso se rige por una licencia Creative Commons BY 4.0 Internacional, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode.es, fecha de asignación de la licencia 2010, para un uso diferente consultar al responsable jurídico del repositorio por medio de contacto@dgru.unam.mx

041.#.7.h: spa

500.#.#.a: RESUMEN_x000D_ _x000D_ En la presente propuesta de investigación se propone estudiar la diversidad y genética evolutiva de poblaciones de Escherichia coli aisladas de dos ríos de Morelos con grado contrastante de contaminación, usando estrategias dependientes (clásica) e independientes (metagenómica) de cultivo, con el fin de conocer el efecto del impacto antropogénico sobre la incidencia y distribución ambiental de E. coli, así como de genes de virulencia característicos de patotipos EPEC y ETEC y de genes de resistencia portados en casetes (integrones). Concretamente se propone:_x000D_ i) Evaluar la diversidad genética de aislados ambientales de Escherichia coli en base al análisis multilocus de secuencias del “core” o núcleo genómico (36), de algunos genes accesorios de virulencia (eae y tir) y de resistencia a antibióticos asociados a integrones y plásmidos._x000D_ ii) Análisis de diversidad de genes de virulencia [(eae, tir), (sta, stb, lt)] indicadores de patotipos EPEC y ETEC de E. coli (respectivamente) y de genes de resistencia a antibióticos en muestras de DNA metagenómico purificado de las mismas muestras empleadas para el aislamiento de coliformes. _x000D_ _x000D_ _x000D_ INTRODUCCION_x000D_ _x000D_ Tradicionalmente se ha considerado la detección de bacterias coliformes como indicio de contaminación fecal residual. Entre estas bacterias existen especies que son capaces de colonizar el tracto intestinal de humanos y otros vertebrados. Estas son conocidas como coliformes fecales. Algunas de estas bacterias son patógenas para ciertos hospederos, mientras que otras cepas de las mismas especies son comensales y componentes de la microbiota intestinal de individuos sanos (21). Escherichia coli es el principal anaerobio facultativo que habita el colon humano. De ahí que su sola presencia en el entorno se considere reflejo de contaminación fecal (52). Se sabe también que, en el ambiente, E. coli es capaz de sobrevivir y en condiciones favorables, replicarse hasta alcanzar altas densidades (18, 48)._x000D_ El trabajo pionero de genómica comparativa de Welch y col. (49) entre tres cepas de E. coli (una enterohemorrágica, una uropatogénica y K12) demostró que el genoma de esta especie tiene estructura en mosaico. Las 3 cepas comparten sólo el 39% de los genes (genoma “core” o núcleo), el resto conformando lo que se conoce como genoma accesorio. Esta conclusión está ampliamente validada por estudios posteriores que analizaron 17 genomas de la especie (36). La mayoría de los genes accesorios están en segmentos genómicos de 4 kb a 100 kb, su contenido de GC y uso de codones es distinto al del core. En estas regiones se encuentran “hot spots” de recombinación, así como islas de patogenicidad (PAIs, Pathogenicity Associated Islands) (12). La plasticidad genómica de estas zonas, los mecanismos de recombinación homóloga y no homóloga, así como el enorme tamaño efectivo de las poblaciones de estas bacterias explican la alta variabilidad entre las cepas, así como la aparición de nuevos patotipos (21)._x000D_ Algunos de los mecanismos que generan las alteraciones genómicas son: la transferencia horizontal, la duplicación génica y las deleciones (1). En particular se sabe que la transferencia horizontal tiene implicaciones epidemiológicas importantes; en E. coli los diferentes patotipos están dados en gran medida, por la presencia de plásmidos y PAIs específicos de algún patotipo (37, 53). Es decir, una cepa no patógena puede adquirir genes determinantes de virulencia (12). Sumado a ésto, el uso indiscriminado de antibióticos ha provocado la aparición de cepas multi-resistentes, que con frecuencia surgen por co-transferencia horizontal con marcadores de virulencia de PAIs (2, 7, 13). La transferencia horizontal de genes es facilitada por elementos genéticos como plásmidos, transposones e integrones. Los integrones son sistemas de captura y expresión de genes (3, 16). Los genes capturados por los integrones (casetes) son la forma más simple de elementos móviles conocidos, consisten sólo de un gen y un sitio de recombinación. Los integrones pueden estar localizados en plásmidos, facilitando el intercambio genético entre organismos. De esta manera se pueden capturar genes del ambiente, transferirlos y expresarlos rutinariamente entre la misma o diferentes especies bacterianas (33). La multi-resistencia a antibióticos en Enterobacterias está fuertemente asociada a la presencia de integrones (25, 50). Algunos estudios pioneros han revelado que en los ambientes naturales también es posible recuperar una variedad de integrones a partir de DNA ambiental (16, 43). _x000D_ _x000D_ El MLST y MLSA (Multilocus Sequence Typing/Analysis) representan en la actualidad las técnicas más sensibles y efectivas para la genotipificación de estas bacterias en el contexto de estudios epidemiológicos, así como para estudiar su ecología y genética evolutiva (11, 31), existiendo actualmente varias bases de datos públicas dedicadas a MLST para diversas especies de bacterias patógeneas (www.mlst.net; http://pubmlst.org/). Paralelamente se han desarrollado diversos esquemas de PCR múltiple para tipificación de patotipos en base al contenido de genes de virulencia y de resistencia a antibióticos (22, 34). _x000D_ Existen seis patotipos bien caracterizados de E. coli (21). Por su relevancia en el contexto de la salud pública Mexicana y del proyecto de investigación propuesto, nos enfocaremos al estudio de dos de ellos, ambos causantes de diarreas: EPEC y ETEC. E. coli enteropatogénica (EPEC) y enterotoxigénica (ETEC) son importantes agentes causales de diarreas potencialmente mortales en niños en países subdesarrollados, con alta incidencia en México (8, 44). Ambos patotipos se encuentran entre los mejor estudiados, incluyéndose genomas completamente secuenciados (36). La infección con EPEC se caracteriza por la lesión del tipo de adherencia y eliminación (A/E) en las células epiteliales, causado por genes codificados en la PAI-LEE (locus of enterocyte effacement) (6, 21), mientras que la infección con ETEC conduce a diarrea por secreción de toxinas termo lábiles (LTs) o estables (STs), toxinas estructuralmente relacionadas con la enterotoxina colérica (21)._x000D_ _x000D_ _x000D_ PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA_x000D_ _x000D_ Actualmente, los estudios sobre diversidad de bacterias patógenas y de los genes de resistencia/virulencia (res/vir) asociados a éstas se han centrado casi exclusivamente en aislados clínicos. Sin embargo, estas bacterias se encuentran en importantes cantidades en el medio ambiente y poco se sabe sobre la diversidad, distribución y dispersión de las mismas (y de sus genes de res/vir) fuera del ambiente clínico. Describir y conocer estos patrones de diversidad y distribución ambiental es de suma importancia para poder entender mejor el surgimiento de nuevos patotipos y patrones de multiresistencia a agentes antimicrobianos. Son muy escasos los estudios que existen actualmente sobre estos aspectos (18, 48). _x000D_ México y Morelos ofrecen (lamentablemente) excelentes oportunidades para el estudio de la diversidad y distribución ambiental de coliformes y sus genes de res/vir, ya que la contaminación severa de ríos y lagos con aguas residuales está ampliamente extendida. A lo largo de Cuernavaca y otros municipios de Morelos, la cuenca más contaminada es la del Apatlaco. Cruza la ciudad de norte a sur y a lo largo de su trayecto cerca de 500,000 intestinos descargan materia fecal en él, ya sea directa o indirectamente. A pesar de que las aguas de este río están prohibidas para uso humano, esta corriente desemboca en el río Amacuzac, que es utilizado para múltiples actividades humanas como riego y recreación. Los ríos Apatlaco y Tembembe se originan a partir de los escurrimientos de la Sierra de Zempoala. Ambos se encuentran localizados en la zona norponiente del estado de Morelos, formando parte de la Región Hidrológica del Río Balsas. Las subcuencas del Alto Apatlaco-Tembembe tienen importancia estratégica para la región ya que recargan directamente el acuífero “Cuernavaca”. El grado de perturbación de cada río difiere considerablemente a pesar de presentar condiciones geomorfológicas, climatológicas y de composición de la biota original muy similares. El río Apatlaco (el c

046.#.#.j: 2019-11-14 12:26:40.706

264.#.1.b: Dirección General de Asuntos del Personal Académico

handle: 00c5a39a085abe04

harvesting_date: 2019-11-14 12:26:40.706

856.#.0.q: text/html

last_modified: 2019-11-22 00:00:00

license_url: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode.es

license_type: by

No entro en nada

No entro en nada 2

Registro de colección universitaria

Diversidad y distribución ambiental de Escherichia coli y genes de virulencia indicadores de patotipos EPEC y ETEC en ríos de Morelos con niveles contrastantes de perturbación antropogénica: aproximaciones metagenómicas y dependientes de cultivo

Centro de Ciencias Genómicas, UNAM, Portal de Datos Abiertos UNAM, Colecciones Universitarias

Licencia de uso

Procedencia del contenido

Entidad o dependencia
Centro de Ciencias Genómicas, UNAM
Entidad o dependencia
Dirección General de Asuntos del Personal Académico
Acervo
Colecciones Universitarias Digitales
Repositorio
Contacto
Dirección General de Repositorios Universitarios. contacto@dgru.unam.mx

Cita

Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA). "Diversidad y distribución ambiental de Escherichia coli y genes de virulencia indicadores de patotipos EPEC y ETEC en ríos de Morelos con niveles contrastantes de perturbación antropogénica: aproximaciones metagenómicas y dependientes de cultivo", Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT). En "Portal de datos abiertos UNAM" (en línea), México, Universidad Nacional Autónoma de México.

Descripción del recurso

Título
Diversidad y distribución ambiental de Escherichia coli y genes de virulencia indicadores de patotipos EPEC y ETEC en ríos de Morelos con niveles contrastantes de perturbación antropogénica: aproximaciones metagenómicas y dependientes de cultivo
Colección
Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT)
Responsable
Pablo Vinuesa Fleischmann
Fecha
2010
Descripción
RESUMEN_x000D_ _x000D_ En la presente propuesta de investigación se propone estudiar la diversidad y genética evolutiva de poblaciones de Escherichia coli aisladas de dos ríos de Morelos con grado contrastante de contaminación, usando estrategias dependientes (clásica) e independientes (metagenómica) de cultivo, con el fin de conocer el efecto del impacto antropogénico sobre la incidencia y distribución ambiental de E. coli, así como de genes de virulencia característicos de patotipos EPEC y ETEC y de genes de resistencia portados en casetes (integrones). Concretamente se propone:_x000D_ i) Evaluar la diversidad genética de aislados ambientales de Escherichia coli en base al análisis multilocus de secuencias del “core” o núcleo genómico (36), de algunos genes accesorios de virulencia (eae y tir) y de resistencia a antibióticos asociados a integrones y plásmidos._x000D_ ii) Análisis de diversidad de genes de virulencia [(eae, tir), (sta, stb, lt)] indicadores de patotipos EPEC y ETEC de E. coli (respectivamente) y de genes de resistencia a antibióticos en muestras de DNA metagenómico purificado de las mismas muestras empleadas para el aislamiento de coliformes. _x000D_ _x000D_ _x000D_ INTRODUCCION_x000D_ _x000D_ Tradicionalmente se ha considerado la detección de bacterias coliformes como indicio de contaminación fecal residual. Entre estas bacterias existen especies que son capaces de colonizar el tracto intestinal de humanos y otros vertebrados. Estas son conocidas como coliformes fecales. Algunas de estas bacterias son patógenas para ciertos hospederos, mientras que otras cepas de las mismas especies son comensales y componentes de la microbiota intestinal de individuos sanos (21). Escherichia coli es el principal anaerobio facultativo que habita el colon humano. De ahí que su sola presencia en el entorno se considere reflejo de contaminación fecal (52). Se sabe también que, en el ambiente, E. coli es capaz de sobrevivir y en condiciones favorables, replicarse hasta alcanzar altas densidades (18, 48)._x000D_ El trabajo pionero de genómica comparativa de Welch y col. (49) entre tres cepas de E. coli (una enterohemorrágica, una uropatogénica y K12) demostró que el genoma de esta especie tiene estructura en mosaico. Las 3 cepas comparten sólo el 39% de los genes (genoma “core” o núcleo), el resto conformando lo que se conoce como genoma accesorio. Esta conclusión está ampliamente validada por estudios posteriores que analizaron 17 genomas de la especie (36). La mayoría de los genes accesorios están en segmentos genómicos de 4 kb a 100 kb, su contenido de GC y uso de codones es distinto al del core. En estas regiones se encuentran “hot spots” de recombinación, así como islas de patogenicidad (PAIs, Pathogenicity Associated Islands) (12). La plasticidad genómica de estas zonas, los mecanismos de recombinación homóloga y no homóloga, así como el enorme tamaño efectivo de las poblaciones de estas bacterias explican la alta variabilidad entre las cepas, así como la aparición de nuevos patotipos (21)._x000D_ Algunos de los mecanismos que generan las alteraciones genómicas son: la transferencia horizontal, la duplicación génica y las deleciones (1). En particular se sabe que la transferencia horizontal tiene implicaciones epidemiológicas importantes; en E. coli los diferentes patotipos están dados en gran medida, por la presencia de plásmidos y PAIs específicos de algún patotipo (37, 53). Es decir, una cepa no patógena puede adquirir genes determinantes de virulencia (12). Sumado a ésto, el uso indiscriminado de antibióticos ha provocado la aparición de cepas multi-resistentes, que con frecuencia surgen por co-transferencia horizontal con marcadores de virulencia de PAIs (2, 7, 13). La transferencia horizontal de genes es facilitada por elementos genéticos como plásmidos, transposones e integrones. Los integrones son sistemas de captura y expresión de genes (3, 16). Los genes capturados por los integrones (casetes) son la forma más simple de elementos móviles conocidos, consisten sólo de un gen y un sitio de recombinación. Los integrones pueden estar localizados en plásmidos, facilitando el intercambio genético entre organismos. De esta manera se pueden capturar genes del ambiente, transferirlos y expresarlos rutinariamente entre la misma o diferentes especies bacterianas (33). La multi-resistencia a antibióticos en Enterobacterias está fuertemente asociada a la presencia de integrones (25, 50). Algunos estudios pioneros han revelado que en los ambientes naturales también es posible recuperar una variedad de integrones a partir de DNA ambiental (16, 43). _x000D_ _x000D_ El MLST y MLSA (Multilocus Sequence Typing/Analysis) representan en la actualidad las técnicas más sensibles y efectivas para la genotipificación de estas bacterias en el contexto de estudios epidemiológicos, así como para estudiar su ecología y genética evolutiva (11, 31), existiendo actualmente varias bases de datos públicas dedicadas a MLST para diversas especies de bacterias patógeneas (www.mlst.net; http://pubmlst.org/). Paralelamente se han desarrollado diversos esquemas de PCR múltiple para tipificación de patotipos en base al contenido de genes de virulencia y de resistencia a antibióticos (22, 34). _x000D_ Existen seis patotipos bien caracterizados de E. coli (21). Por su relevancia en el contexto de la salud pública Mexicana y del proyecto de investigación propuesto, nos enfocaremos al estudio de dos de ellos, ambos causantes de diarreas: EPEC y ETEC. E. coli enteropatogénica (EPEC) y enterotoxigénica (ETEC) son importantes agentes causales de diarreas potencialmente mortales en niños en países subdesarrollados, con alta incidencia en México (8, 44). Ambos patotipos se encuentran entre los mejor estudiados, incluyéndose genomas completamente secuenciados (36). La infección con EPEC se caracteriza por la lesión del tipo de adherencia y eliminación (A/E) en las células epiteliales, causado por genes codificados en la PAI-LEE (locus of enterocyte effacement) (6, 21), mientras que la infección con ETEC conduce a diarrea por secreción de toxinas termo lábiles (LTs) o estables (STs), toxinas estructuralmente relacionadas con la enterotoxina colérica (21)._x000D_ _x000D_ _x000D_ PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA_x000D_ _x000D_ Actualmente, los estudios sobre diversidad de bacterias patógenas y de los genes de resistencia/virulencia (res/vir) asociados a éstas se han centrado casi exclusivamente en aislados clínicos. Sin embargo, estas bacterias se encuentran en importantes cantidades en el medio ambiente y poco se sabe sobre la diversidad, distribución y dispersión de las mismas (y de sus genes de res/vir) fuera del ambiente clínico. Describir y conocer estos patrones de diversidad y distribución ambiental es de suma importancia para poder entender mejor el surgimiento de nuevos patotipos y patrones de multiresistencia a agentes antimicrobianos. Son muy escasos los estudios que existen actualmente sobre estos aspectos (18, 48). _x000D_ México y Morelos ofrecen (lamentablemente) excelentes oportunidades para el estudio de la diversidad y distribución ambiental de coliformes y sus genes de res/vir, ya que la contaminación severa de ríos y lagos con aguas residuales está ampliamente extendida. A lo largo de Cuernavaca y otros municipios de Morelos, la cuenca más contaminada es la del Apatlaco. Cruza la ciudad de norte a sur y a lo largo de su trayecto cerca de 500,000 intestinos descargan materia fecal en él, ya sea directa o indirectamente. A pesar de que las aguas de este río están prohibidas para uso humano, esta corriente desemboca en el río Amacuzac, que es utilizado para múltiples actividades humanas como riego y recreación. Los ríos Apatlaco y Tembembe se originan a partir de los escurrimientos de la Sierra de Zempoala. Ambos se encuentran localizados en la zona norponiente del estado de Morelos, formando parte de la Región Hidrológica del Río Balsas. Las subcuencas del Alto Apatlaco-Tembembe tienen importancia estratégica para la región ya que recargan directamente el acuífero “Cuernavaca”. El grado de perturbación de cada río difiere considerablemente a pesar de presentar condiciones geomorfológicas, climatológicas y de composición de la biota original muy similares. El río Apatlaco (el c
Tema
Microbiología ambiental y evolutiva; Microbiología
Identificador global
http://datosabiertos.unam.mx/DGAPA:PAPIIT:IN212010

Enlaces