Browsing by Author "Hirmas Olivares, Belén Alejandra"
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- ItemBi-directional cultures reveal metabolic cross-feeding between gut commensals(2021) Hirmas Olivares, Belén Alejandra; Garrido Cortés, Daniel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaLa microbiota intestinal humana se define por miles de interacciones, algunas caracterizadas por cross-feeding o intercambio de subproductos metabólicos. La inulina y el xilano son polisacáridos de la dieta que son fermentados por redes microbianas en el intestino grueso. La fermentación de estos resulta en diferentes perfiles de ácidos grasos de cadena corta, los cuales son beneficiosos para el huésped. En este trabajo se estudió las interacciones metabólicas entre dos microorganismos comensales del intestino, Phocaeicola dorei y Lachnoclostridium symbiosum, al usar inulina o xilano como fuente de carbono. Se hipotetiza que existen interacciones de cross-feeding entre ambas bacterias, donde P. dorei actúa como consumidor primario de carbohidratos complejos y produce metabolitos que pueden ser consumidos por L. symbiosum para producir butirato. El ensayo bidireccional mostró que L. symbiosum alcanza mayor crecimiento en presencia de P. dorei, mientras que el ensayo unidireccional mostró que es necesaria una interacción simultánea para que ocurra esta relación de comensalismo. Los experimentos de consumo de sustrato y de expresión diferencial de genes mostraron un aumento en el metabolismo de ambas bacterias en co-cultivo respecto al monocultivo, lo cual no necesariamente se relaciona con un aumento en el crecimiento, como es el caso de P. dorei. Las interacciones de cross-feeding fueron evidentes en inulina, ya que P. dorei degradó los polisacáridos a fructosa que luego L. symbiosum pudo consumir. El lactato y succinato también fueron alimentados de forma cruzada en cultivos con ambas fuentes de carbono, lo cual concuerda con simulaciones realizadas en nuestro laboratorio. P. dorei produjo propionato en medio estándar (mZMB) y en mZMB con xilano, mientras que ambas bacterias produjeron mayor concentración de acetato en xilano. La producción de butirato está directamente vinculada con el crecimiento de L. symbiosum, siendo mayor en co-cultivo respecto al monocultivo e independiente de la fuente de carbono utilizada. Estos resultados muestran un ejemplo interesante de interacciones metabólicas microbianas y su importancia sobre el potencial efecto beneficioso para el huésped.
- ItemModel structures for batch and fed-batch ethanol fermentations(IEEE, 2019) Serebrinsky Duek, Kineret Rivka; Hirmas Olivares, Belén Alejandra; Munizaga Morales, Javiera Marcela; Pedreros, FranciscoParameter estimation is one of the most challenging steps while modelling a biological process, due to the inherent complexity of this type of processes and the difficulty in obtaining reliable experimental data. A common modelling practice in this area is to use a batch culture to estimate model parameters and then use these values to simulate and optimize a fed-batch culture. Most of the times this approach is inadequate, resulting in unreliable model predictions. In this study, we analyzed and reparameterized batch and fed-batch kinetic models taken from the literature. A sensitivity analysis applied to the original models showed that most estimated parameters were unidentifiable, unsensitive and not significant for the data of different temperatures. Applying HIPPO, an automatized iterative reparameterization procedure coded in MATLAB, we searched for model structures, for both batch and fed-batch cultures, with identifiable, sensitive and significant estimated parameters. After the analysis of the models, we found a single model structure, suitable for both type of cultures, with two estimable parameters that showed a good fit at all temperatures. Nevertheless, a residual analysis showed that the parameters are positively correlated, indicating that apparently the model needs another degree of freedom.