Estudio metatranscriptómico de mecanismos metabólicos implicados en la degradación microbiana de asfaltenos en suelo

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dc.contributor.advisorZafra Sierra, Germán Alexis
dc.contributor.authorParada Peñaloza, Mayra Alejandra
dc.contributor.evaluatorAgualimpia Valderrama, Bayron Enrique
dc.contributor.evaluatorMoreno Montaño, María Angélica
dc.date.accessioned2023-04-06T18:05:02Z
dc.date.available2023-04-06T18:05:02Z
dc.date.created2023-03-13
dc.date.issued2023-03-13
dc.description.abstractLa fracción asfalténica corresponde a la porción de mayor peso molecular, hidrofobicidad y complejidad estructural del petróleo; esto le confiere a los asfaltenos una gran resistencia a la biodegradación. Se han reportado microorganismos capaces de biotransformar asfaltenos, sin embargo, hasta la fecha, las rutas metabólicas específicas involucradas en el proceso continúan siendo desconocidas. El objetivo del presente trabajo fue identificar posibles mecanismos metabólicos implicados en la degradación de asfaltenos en suelo por parte de un consorcio microbiano degradador, mediante el análisis de los perfiles de expresión génica. Se llevaron a cabo ensayos de biodegradación en suelo contaminado con 5000 ppm de asfaltenos por un total de 52 días utilizando un consorcio microbiano degradador. Los cambios en la expresión génica se evaluaron mediante RNA-seq y metatranscriptómica funcional a partir de muestras de ARN tempranas (día 6) y tardías (día 52) entre suelos contaminados y no contaminados. Se efectuó un seguimiento analítico de la biodegradación por medio de mediciones de CO2 y el porcentaje de biodegradación. Se obtuvo una eficiencia de la biodegradación del 86% al día 52 de incubación, asociado a una actividad metabólica significativamente mayor en suelos contaminados. Se evidenció una sobreexpresión de genes pertenecientes a diferentes procesos metabólicos y fisiológicos, de los cuales fue posible concluir que, los posibles mecanismos metabólicos asociados a la degradación de asfaltenos corresponden al metabolismo de carbohidratos, aminoácidos y oxidación de compuestos aromáticos mediante enzimas de tipo citocromo oxidasas, posible obtención alternativa de energía mediante la β-oxidación y producción de novo de GMP, además de rutas metabólicas como la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico. Los posibles mecanismos fisiológicos estuvieron asociados con la tolerancia y adaptación, así como con como la expresión de transportadores de tipo ABC, procesamiento de la información genética y ambiental.
dc.description.abstractenglishThe asphaltenic fraction corresponds to the portion with the highest molecular weight, hydrophobicity, and structural complexity of the heavy crude oil, which confers asphaltenes a great resistance to biodegradation. Microorganisms capable of biotransforming asphaltenes have been reported, however, to date, the metabolic pathways remain unknown. The objective of this work was to identify the possible metabolic mechanisms involved in the degradation of asphaltenes in soil by a microbial consortium, through the analysis of gene expression profiles. Biodegradation tests were carried out in asphaltenes-contaminated soil with 5000 ppm asphaltenes for 52 days using a degrading microbial consortium. Changes in gene expression were assessed by RNA-seq and functional metatranscriptomics from early (day 6) and late (day 52) RNA samples between contaminated and uncontaminated reactors. An analytical follow-up of the biodegradation was carried out by measuring CO2 and the percentage of biodegradation. A biodegradation efficiency of 86% was obtained at day 52 of incubation, associated with a significantly higher metabolic activity in contaminated soils. An overexpression of genes belonging to different metabolic and physiological processes was evidenced, from which it was possible to conclude that the possible metabolic mechanisms associated with the degradation of asphaltenes corresponding to the metabolism of carbohydrates, amino acids, and oxidation of aromatic compounds by means of enzymes of the cytochrome oxidase type, a possible alternative for obtaining energy through β-oxidation and de novo production of GMP, in addition to metabolic pathways such as glycolysis and the citric acid cycle. The possible physiological mechanisms associated with tolerance and adaptation included the expression of ABC transporters and the processing of genetic and environmental information.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000152296
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Microbiología
dc.description.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-1928-8046
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/13930
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Microbiología
dc.publisher.schoolEscuela de Microbiología
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectAsfaltenos
dc.subjectBiodegradación
dc.subjectBiorremediación
dc.subjectMetatranscriptómica
dc.subject.keywordAsphaltenes
dc.subject.keywordMetatranscriptomics
dc.subject.keywordBiodegradation
dc.subject.keywordBioremediation
dc.titleEstudio metatranscriptómico de mecanismos metabólicos implicados en la degradación microbiana de asfaltenos en suelo
dc.title.englishMetatranscriptomic Study of Metabolic Mechanisms Involved in the Microbial Degradation of Asphaltenes in Soil
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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