Creation date in repository: 2020-12-16

Abstract: La espectrometría de masas de imagen (IMS) es una técnica analítica basada en la ionización y detección de los compuestos presentes en una muestra. Permite determinar la masa molecular, la distribución espacial y la abundancia relativa de los compuestos generando un espectro de masas de cada punto medido y una imagen iónica de cada compuesto detectado. En este trabajo, IMS se presenta como una potente herramienta para el estudio de interacciones entre microorganismos y de microorganismos patógenos en la fase de colonización de su organismo huésped. Para ello, se destacan varios ejemplos relevantes donde se demuestra la utilidad de la espectrometría de imágenes por desorción/ionización asistida por matriz (MALDI) en investigaciones microbiológicas. Para corroborar la eficacia de esta técnica se analizan y discuten los datos obtenidos a partir de un cultivo de la bacteria Pseudomonas tolaasii y un cocultivo de ésta con Mycetocola tolaasinivorans, ambas aisladas originalmente del champiñón. Los resultados demuestran que MALDI-IMS es un rápido generador de hipótesis que permite identificar putativamente compuestos sintetizados por P. tolaasii, como la tolaasina y la pseudodesmina, entre otros. Además, gracias a este análisis se especula que M. tolaasinivorans es capaz de linealizar la tolaasina causante de enfermedades en los champiñones, abriendo camino a futuras investigaciones sobre su mecanismo de detoxificación. Además, se compara MALDI-IMS con la ionización por desorción láser asistida por superficie (SALDI) utilizando un sustrato nanoestructurado de silicio cubierto con nanopartículas de oro. SALDI-IMS puede suplir algunas de las desventajas de MALDI, especialmente la sustitución de la matriz orgánica, por lo que ambas técnicas podrían complementarse. Imaging mass spectrometry (IMS) is an analytical technique based on the ionization and detection of compounds present in a sample. It allows to determine the molecular mass, the spatial distribution and the relative abundance of the compounds, generating a mass spectrum of each measurement point and an ion image of each detected compound. In this work, IMS is presented as a powerful tool for the study of interactions between microorganisms, and pathogenic microorganisms during the colonization phase of their host. To this end, several relevant examples are highlighted where the utility of matrix-assisted desorption / ionization (MALDI) imaging spectrometry in microbiological investigations is demonstrated. To corroborate the efficacy of this technique, the data obtained from a culture of the bacterium Pseudomonas tolaasii and a co-culture of it with Mycetocola tolaasinivorans, both originally isolated from mushrooms, are analyzed and discussed. The results demonstrate that MALDI-IMS is a rapid hypothesis generator that allows to putatively identify compounds synthesized by P. tolaasii, such as tolaasin and pseudodesmin, among others. Furthermore, thanks to this analysis, it is speculated that M. tolaasinivorans is capable of linearizing tolaasin, a virulence factor in a mushroom disease, opening the way for future research into its detoxification mechanism. In addition, MALDI-IMS is compared to surface-assisted laser desorption ionization (SALDI) using a nanostructured silicon substrate coated with gold nanoparticles. SALDI-IMS can overcome some of the disadvantages of MALDI, especially the substitution of the organic matrix, therefore both techniques could complement each other. L'espectrometria de masses d'imatge (IMS) és una tècnica analítica basada en la ionització i detecció dels compostos presents en una mostra. Permet determinar la massa molecular, la distribució espacial i l'abundància relativa dels compostos generant un espectre de masses de cada punt mesurat i una imatge iònica de cada compost detectat. En aquest treball, IMS es presenta com una potent eina per a l'estudi d'interaccions entre microorganismes i de microorganismes patògens en la fase de colonització del seu organisme hoste. Per a això, es destaquen diversos exemples rellevants on es demostra la utilitat de l'espectrometria d'imatges per desorció/ionització assistida per matriu (MALDI) en recerques microbiològiques. Per a corroborar l'eficàcia d'aquesta tècnica s'analitzen i discuteixen les dades obtingudes a partir d'un cultiu del bacteri Pseudomonas tolaasii i un co-cultiu d'aquesta amb Mycetocola tolaasinivorans, totes dues aïllades originalment del xampinyó. Els resultats demostren que MALDI-IMS és un ràpid generador d'hipòtesi que permet identificar de manera putativa compostos sintetitzats per P. tolaasii, com la tolaasina i la pseudodesmina, entre altres. A més, gràcies a aquesta anàlisi s'especula que M. tolaasinivorans és capaç de linealitzar la tolaasina causant de malalties en els xampinyons, obrint camí a futures recerques sobre el seu mecanisme de detoxificació. A més, es compara MALDI-IMS amb la ionització per desorció làser assistida per superfície (SALDI) utilitzant un substrat nanoestructurat de silici cobert amb nanopartícules d'or. SALDI-IMS pot suplir alguns dels desavantatges de MALDI, especialment la substitució de la matriu orgànica, per la qual cosa totes dues tècniques podrien complementar-se.

Subject: Bioquímica i biotecnologia

Language: Castellà

Subject areas: Bioquímica i biotecnologia Biochemistry and biotechnology Bioquímica y biotecnología

Department: Enginyeria Electrònica, Elèctrica i Automàtica

Student: Les Bueno, Laura

Academic year: 2019-2020

Title in different languages: Espectrometria de masses d'imatge aplicada a l'estudi de metabòlits sintetitzats durant interaccions microbianes i interaccions patogen-hoste Imaging mass spectrometry applied to the study of metabolites synthesized during microbial interactions and pathogen-host interactions Espectrometría de masas de imagen aplicada al estudio de metabolitos sintetizados durante interacciones microbianas e interacciones patógeno-huésped

Work's public defense date: 2020-07-15

Access rights: info:eu-repo/semantics/openAccess

Keywords: Espectrometria de masses, tècniques d'imatge, Pseudomonas tolaasii Mass spectrometry, imaging techniques, Pseudomonas tolaasii Espectrometría de masas, técnicas de imagen, Pseudomonas tolaasii

Confidenciality: No

TFG credits: 9

Title in original language: Espectrometría de masas de imagen aplicada al estudio de metabolitos sintetizados durante interacciones microbianas e interacciones patógeno-huésped

Project director: Garcia-Altares Pérez, Maria

Education area(s): Biotecnologia

Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)