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INVESTIGADOR RESPONSABLE

Dr. Leonardo Erijman

Investigador Principal CONICET
Profesor Adjunto – Area Biotecnología – Departamento de Fisiología Biología Molecular y Celular – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales – Universidad de Buenos Aires.
erijman@dna.uba.ar
erijman@gmail.com


 
  • Integrantes del grupo
     

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    Eva Figuerola
    Investigadora Adjunta – CONICET
    Jefe de Trabajos Prácticos – Area Biotecnología – Departamento de Fisiología Biología Molecular y Celular – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales – Universidad de Buenos Aires

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    Federico Ibarbalz
    Becario CONICET.



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    María Victoria Pérez
    AYSA

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    Daniela Vega
    Becaria Posdoctoral FONCyT




     
  • Resumen y objetivos principales del tema marco de investigación del grupo
     

    En nuestro laboratorio estudiamos la ecología de las comunidades microbianas en ecosistemas naturales y en sistemas creados en procesos de ingeniería. Nuestro objetivo es dilucidar cuáles son los factores que contribuyen a la existencia de un núcleo de poblaciones (y actividades) comunes en comunidades microbianas y cuáles son responsables de la singularidad de los taxones (y genes) en cada tipo de sistema. A pesar que los recientes avances tecnológicos permiten la identificación de microorganismos, muchos genes funcionales de origen microbiano no están aún adecuadamente representados y caracterizados. El aislamiento y la caracterización bioquímica y molecular de miembros representativos de distintas comunidades microbianas permiten complementar la información obtenida por secuenciación y facilitar su interpretación. Utilizando una combinación de los enfoques metagenómicos y de cultivo buscamos profundizar en los procesos intracelulares de organismos individuales y en las interacciones moleculares entre microorganismos, para expandir el conocimiento de la ecología y funcionamiento de procesos de relevancia ambiental y a la vez aportar al descubrimiento de nuevos genes y nuevas especies bacterianas.

     

  • Líneas de investigación y breve descripción
     

    1) Estructura y función de sistemas biológicos de tratamiento de efluentes.
    Los sistemas de tratamiento de efluentes son biorreactores diseñados para eliminar la materia orgánica, nutrientes y micro-contaminantes del agua residual. El objetivo del esta línea de investigación es determinar los factores que influyen en la estructura de las comunidades microbianas y comprender como dicha estructura afecta la función de los procesos de tratamiento. Nuestra hipótesis es que la eficiencia y estabilidad de los sistemas biológicos de tratamiento de efluentes dependen más de la diversidad y estructura de las comunidades microbiana que  de la identidad de las especies presentes. Estas tareas se llevan a cabo utilizando técnicas de secuenciación de última generación (NGS), PCR cuantitativo (real time PCR), hibridación fluorescente in situ (FISH) y geles de electroforesis en gradientes desnaturalizantes (DGGE/TGGE), en combinación con análisis multivariados que exploran la relación entre la distribución y la abundancia de los diferentes taxones bacterianos con la actividad y las variables operativas del proceso en plantas de barros activados a escala real. Estas metodologías se utilizan también para estudiar el ensamblado de comunidades bacterianas en sistemas modelo a escala de laboratorio.
    Se espera proporcionar una plataforma racional que permita optimizar la eficiencia en la operación del proceso de tratamiento de efluentes, a través de la predicción de condiciones de operación óptimas y condiciones críticas que podrían producir fallas en los sistemas, y eventualmente para explorar el potencial de elaborar sistemas de tratamiento más eficientes.

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    Ibarbalz et al. Water Research (2013)
     

    2) Diversidad y composición de microorganismos en suelos bajo régimen de siembra directa.
    El objetivo general es investigar la diversidad, dinámica y ecología de las comunidades microbianas y su relación con el manejo de rotaciones y uso de fertilizantes en sistemas agrícolas.
    Los objetivos específicos se enfocan en investigar los factores que determinan la estructura de la comunidad microbiana y el control de los procesos relacionados con el ciclado de nitrógeno (nitrificación y desnitrificación), a distintas escalas temporales y espaciales, en relación al manejo de suelos agrícolas.
    Para este proyecto se utiliza la técnica de pirosecuenciación, seguida de un exhaustivo análisis bioinformático y validación con PCR cuantitativo.

    Distributions of pairwise phylogenetic distances (A–C) and Bray–Curtis dissimilarities (D–F) between soils samples from within each land use type. (A, D) Natural environments; (B, E) good no-till agricultural practices; (C, F) poor no-till agricultural practices
    Figuerola et al. Environmental Microbiology (2014)
     
  • Selección de publicaciones relevantes del grupo
     

    Figuerola EL, Guerrero LD, Türkowsky D, Wall LG, Erijman L. Crop monoculture rather than agriculture reduces the spatial turnover of soil bacterial communities at a regional scale (2015) Environmental Microbiology, en prensa. doi: 10.1111/1462-2920.12497

    Ibarbalz FI, Pérez MV, Figuerola EL, Erijman L. The bias associated with amplicon sequencing does not affect the quantitative assessment of bacterial community dynamics (2014) PLoS ONE 9: e99722

    Ayarza JM, Figuerola EL, Erijman L. Draft Genome Sequences of Type Strain Sediminibacterium salmoneum NJ-44 and Sediminibacterium sp. Strain C3, a Novel Strain Isolated from Activated Sludge (2014) Genome Announcement (2014) e01073-13. doi: 10.1128/genomeA.01073-13

    Rosa SR, Kraemer FB, Soria, MA, Guerrero LD, Morrás HJ, Figuerola EL, Erijman L The influence of soil properties on denitrifying bacterial communities and denitrification potential in no-till production farms under contrasting management in the Argentinean Pampas (2014) Applied Soil Ecology, 75, 172-180

    Ibarbalz, FM, Figuerola, EL, Erijman, L (2013) Industrial activated sludge exhibit unique bacterial community composition at high taxonomic ranks Water Research, 47: 3854-3864

    Figuerola, EL, Guerrero, LD, Rosa, S, Simonetti, L Duval, ME, Galantini, JA, Bedano, JC, Wall, LG, Erijman, L.  (2012) Bacterial indicator of agricultural management for soil under no-till crop production PLoS ONE, 7: e51075

    Sacco, N.J., Figuerola, E.L., Pataccini, G., Bonetto, M.C., Erijman, L., Cortón, E. (2012) Performance of Planar and Cylindrical Carbon Electrodes at Sedimentary Microbial Fuel Cells Bioresource Technology, 126: 328-35

    Ayarza, J.M., Erijman L. (2011) Balance of Neutral and Deterministic Components in the Dynamics of Activated Sludge Floc Assembly, Microbial Ecology, 61: 486-495

    Figuerola, E.L., Erijman, L. (2010) Diversity of nitrifying bacteria in a full-scale petroleum refinery wastewater treatment plant experiencing unstable nitrification. Journal of Hazardous Materials, 181: 281-288

    Basile, L.A., Erijman, L. (2010) Maintenance of phenol-hydroxylase genotypes at high diversity in bioreactors exposed to step increases in phenol loading. FEMS Microbiology Ecology, 73: 336-348.

    Ayarza, J.M., Guerrero, L.D., Erijman, L. (2010) Nonrandom assembly of bacterial populations in activated sludge flocs Microbial Ecology, 59: 436-44.

    Basile, L., Erijman, L. (2008) Quantitative assessment of phenol hydroxylase diversity in bioreactors using a functional gene analysis. Applied Microbiology and Biotechnology, 78: 863-872

    Figuerola, E. L., Erijman, L. (2007) Bacterial taxa abundance pattern in an industrial wastewater treatment system determined by the full rRNA cycle approach. Environmental Microbiology 9: 1780-1789

    Luppi, L., Hardmeier, I., Babay, P. A., Itria, R. F., Erijman, L. (2007) Anaerobic nonylphenol ethoxylate degradation coupled to nitrate reduction in a modified biodegradability batch test. Chemosphere 68: 2136-2143

    Lozada, M, Figuerola, E., Itria, R., Erijman, L. (2006). Replicability of dominant bacterial populations after long-term surfactant-enrichment in lab-scale activated sludge. Environmental Microbiology 8: 625-638

    Lozada, M.; Itria, R. F.; Figuerola, E.; Babay, P.; Gettar, R.; de Tullio, L., Erijman, L. (2004) Bacterial community shifts in nonylphenol polyethoxylates-enriched activated sludge. Water Research 38: 2077-2086

    Casserly, C., Erijman, L. (2003) Molecular monitoring of microbial diversity in an UASB reactor. International Biodegradation and Biodeterioration. 52: 7-12

     
  • Convenios
     

    Convenio AYSA-CONICET (Resolución CONICET Nº 3816/11)
    Proyecto: Estructura y dinámica de la diversidad bacteriana en una planta de tratamiento de efluentes cloacales y su relación con el funcionamiento y la estabilidad del proceso (2012-2015)
    Unidad de Ejecución: INGEBI-CONICET

     
  • Actividad de Transferencia
     

    Servicio Tecnológico de Alto Nivel (STAN) de Consultoría en Ingeniería Ambiental (Resolución 1428/07 CONICET).
    Se trata de un servicio de consultoría y asesoramiento integral en procesos biológicos de tratamiento de efluentes. Se realizan auditorías y visitas para efectuar el diagnóstico de problemas operativos, a partir de las cuales se confeccionan informes incluyendo recomendaciones de medidas correctivas, propuestas de mejoras operativas, upgrade de procesos, etc. El servicio incluye ocasionalmente el dictado de cursos específicos de capacitación para el personal del comitente. En este marco, en los últimos 6 años se ha prestado servicios de asesoramiento a las siguientes empresas:

    Alpargatas (JM Gutierrez), Procter & Gamble (Planta Pilar), Temis-Lostaló (CABA), Dow Química (Planta Zárate), Freddo (CABA), Papel Misionero (Copiaví, Misiones); Arla Foods Ingredients (Porteña, Córdoba); Molinos Río de la Plata (Pto San Martín, Santa Fé); PGI Nonwovens (Planta Pilar); Synthon (Pto San Martín, Santa Fé); Sinteplast (Carlos Spegazzini, BsAs); Nittida (CABA); Ovobrand (Brandsen); Campo Austral (Planta Pilar); Mars (Planta Gowland); Royal Canin (Virrey del Pino), Shell Compañía Argentina de Petróleo (Refinería Dock Sud),  Lácteos Tonutti (Puiggari, Entre Ríos), Eastman Chemical Co. (luego DAK Americas, Zárate), Rohm & Haas (Planta Zárate), Saputo SA (La Paulina, Tío Pujio, Córdoba); Saputo SA (Molfino, Rafaela, Santa Fé), Laboratorio Craveri (CABA), Pecom Agra (Pto San Martín, Santa Fé), Nidera (Pto San Martín, Santa Fé), Noal (Villa María, Córdoba); Giacomo (Planta Wilde, Grupo La Virginia); Frigorífico San Agustín (CABA); Frigorífico Los Tres (CABA); Granja del Sol (Planta Pilar), Faplac (Planta Pilar); Club El Carmen (Berazategui); Laboratorios Elea (CABA), Rovafarm (Virrey del Pino), Mina Pirquitas (Jujuy), Alpargatas (Bella Vista, Corrientes); Laboratorios Bagó (La Plata), Reconstrucción caños, INTI lácteos, Carbox, CDKot Consultores Asociados, Servicios Ecológicos, OPECI, Carrefour, Estudio ASZ.

     
  • Líneas de financiamiento actuales
     

    Proyecto: Plataforma tecnológica de biodigestión anaeróbica para tratamiento de residuos orgánicos. En cooperación con YPF Tecnología (Y-TEC) y Benito Roggio Ambiental (2015-2017).
    Financiación: Fondo Sectorial medio ambiente y cambio climático – FONARSEC 2013. Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica

    Proyecto: Análisis metagenómico de la diversidad taxonómica y funcional en plantas de tratamiento de efluentes industriales PICT 2012, No 1877 (2013-2016)
    Financiación: Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica

    Proyecto: Estructura y dinámica de la diversidad bacteriana en una planta de tratamiento de efluentes cloacales y su relación con el funcionamiento y la estabilidad del proceso (2012-2015)
    Unidad de Ejecución: INGEBI-CONICET
    Financiación:  Convenio AYSA-CONICET (Resolución CONICET Nº 3816/11)

    Proyecto: Estudios básicos en bioquímica, microbiología de suelos e interacciones planta-bacteria. Proyecto de Investigación Plurianual 2013-2015 (PIP-CONICET; como Co-Titular)
    Unidad de Ejecución: INGEBI-CONICET
    Financiación: CONICET (Resolución CONICET Nº 1672/12)

    Proyecto: Diversidad microbiana y su relación con la estabilidad de los sistemas de tratamiento de aguas residuales. PICT 2008, No. 1950 (2010-1013)
    Financiación: Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica.

    Proyecto: Distribución de taxones bacterianos y cultivabilidad de bacterias en sistemas de tratamiento de efluentes. UBACyT GC-2012-2015
    Financiación: Universidad de Buenos Aires

     
  • Colaboraciones nacionales e internacionales actuales
     

    Prof. Dr Kornelia Smalla, Julius Kühn-Institut (Braunschweig, Alemania)
    http://www.jki.bund.de/en/startseite/institute/epidemiologie-pathogendiagnostik/staff/prof-dr-smalla-kornelia.html

    Dres Luis G. Wall, Claudio Valverde. Laboratorio de interacciones biológicas Departamento de Ciencia y Tecnología. Universidad Nacional de Quilmes