Bradley Ruano

Title of Work: Study of Virus-Host Interaction Networks for Salinibacter Ruber, an Extremely Halophilic Bacteria Species

Abstract:

Bacteria and their associated viruses exist all across the world including hypersaline environments where it was previously thought that only archaea could thrive. Through a previous worldwide sampling campaign, the Department of Physiology, Genetics, and Microbiology at the University of Alicante had collected over 400 viruses from 15 genetically different strains of the extremely halophilic bacteria species Salinibacter ruber. Locations of isolation include sites within Spain such as Mallorca, Fuerteventura, and Santa Pola along other sites within Israel, Africa, New Zealand, and the USA. With this collection I am currently in the process of characterizing the genomes of the viral isolates and analyzing host range patterns using each isolated virus and host, which will yield a matrix of 439x139 virus-host interactions. From there, comparative analysis of the data will allow for a wide range of conclusions to be drawn from the collection, with a focus on biogeography and host specificity.

Title of Work (IGP Language): Estudio de Las Redes de Interacción Virus-Huésped para Salinibacter Ruber, una Bacteria Extremadamente Halófila

Abstract (IGP Language):

Las bacterias y sus virus asociados existen en todo el mundo, incluidos en entornos hipersalinos donde anteriormente se pensaba que sólo prosperaban las arqueas. A través de una campaña de muestreo mundial previa, el Departamento de Fisiología, Genética y Microbiología de la Universidad de Alicante había recogido más de 400 virus de 15 cepas genéticamente diferentes de la especie de bacteria extremadamente halófila Salinibacter ruber. Las ubicaciones de aislamiento incluyen sitios dentro de España junto a otros sitios entre otros países. Con esta colección estoy en el proceso de caracterizar los genomas de los aislados virales y analizar los patrones de rango de hospedador usando cada virus y hospedadores aislados, lo que producirá una matriz de 439x139 interacciones virus-huésped. A partir de ahí, el análisis comparativo de los datos permitirá extraer una gran variedad de conclusiones de la colección, con un enfoque en la biogeografía y la especificidad del hospedador.

Elevator Pitch Video

Elevator Pitch Transcript:

Hello everyone! My name is Bradley Ruano and I am a 5^th year IGP student currently studying biology while abroad in Alicante, Spain this semester. I attended classes at the Universidad of Alicante last semester and am in the process of completing my internship with the department of physiology, genetics, and microbiology at that same university. I chose to travel to Europe due to having past experience traveling across the Americas and wanting the opportunity to experience European culture as a resident. I chose the city of Alicante for its location in Southern Spain and due to it being a smaller town located near the ocean, where I hoped to find fieldwork related to marine biology as it is a field that is obviously not readily available to us in Northern Arizona. The internship that I found focuses more on microbiology than marine biology, but it has been an amazing experience nonetheless and one that has gained me a lot of useful experience in my future career, where I hope to continue to do research in the field on microorganisms in extreme conditions. My presentation itself is about an extremely halophilic bacteria species that the department is working with, Salinibacter ruber, and more specifically the interactions it has with the viruses that it is encountered with in the environment. You know how some salt lakes turn pink because of the micro-organisms inside of them? Yea that’s because of this crazy bacteria species! I was allowed the amazing opportunity by the department to design my own experiment and have been leading that research, mostly independently, ever since the start of this semester! Each week I deliver updates to my laboratory supervisor as well as attend seminars to hear about the studies that the other laboratory members are completing. Of course, I had to present my own seminar to those same peers along with their supervisors and defend my research and explain its importance, the same as I hope to be able to do with all of you now. I appreciate your attention and hope you enjoy my fieldwork presentation!

Full-Length Video Presentation

Full-Length Video Transcript:

¡Hola a todos, y bienvenidos a mi presentación en la cumbre del IGP! Mi nombre es Bradley Ruano y hoy hablaré de mis investigaciones microbiológicas con la universidad de alicante, la lingüística de la región Alicantina, y la cultura de esta misma área.

Mis prácticas las estoy realizando en la Universidad de Alicante junto con el Grupo de Microbiología, Genética, y Fisiología donde trabajamos atentamente con la especie de bacteria Salinibacter Ruber. Esta bacteria fue descubierta en 1998 por uno de los supervisores del laboratorio, Josefa Anton, por lo que la mayor parte de lo que se sabemos sobre la bacteria se descubrió aquí. Lo que diferencia a esta bacteria de otras especies es principalmente su carácter halófilo, ya que prospera en ambientes extremadamente salinos en los que antes todo el mundo se pensaba que ninguna bacteria podía sobrevivir, como a un nivel de sal entre veinte y treinta por-ciento.

Entonces, ¿dónde encontramos este nivel de sal en el mundo? Lo encontramos en los lagos salados que suelen ser conocidos por su color rosa en lugar de azul. Por ejemplo, esta laguna salada que se encuentra en Torrevieja, a menos de treinta millas fuera de la ciudad de Alicante. Normalmente se pensaba que en estos lugares sólo vivían microorganismos de tipo achaea, pero algunos estudios biológicos han descubierto que Salinibacter ruber puede constituir hasta el 33 por ciento del DNA de estas lagunas. En la figura tres puedes ver que la concentración de salinibacter ruber es mucho más alta en comparación con otras bacterias.

En mi pasantia, nuestro experimento se centra en los virus de Salinibacter ruber y en cómo afectan a diversas cepas de la bacteria. Hemos trabajado con más de 400 virus para obtener una buena comprensión de los sistemas en acción. Estos virus forman parte de 15 cepas genéticamente diferentes entre 6 sitios diferentes que incluyen las Canarias, Mallorca, Alicante e Israel. Estos lugares se separan por 3 regiones para clasificar mejor las cepas bacterianas.

Aquí puedes ver los sitios de colección en los que se aislaron las 15 cepas bacterianas genéticamente diferentes junto con sus virus asociados. Con toda la distancia entre ellas, pueden clasificarse en tres grupos distintos en función de las masas de agua donde se encuentran: el Atlántico, Mediterráneo y Mar Rojo Dado que todas las muestras se cojieron en el mismo periodo de tiempo, en unos pocos meses, no es probable que haya contaminación entre las comunidades elegidas.

Entonces, la pregunta principal es: ¿Pueden estos virus aislados afectar a diferentes cepas de S.ruber que se encuentran en otras regiones del mundo? Para responder a esta pregunta, podemos formular dos más, que son [1] ¿Qué hospedadores están infectados por un virus determinado? y [2] ¿Existe un patrón claro entre la infectividad del hospedador y la presencia de fagos virales? y las contestaremos a través de nuestra experimentación.

El primer objetivo era purificar los virus, lo que se realizó con protocolos típicos de la microbiología, donde puedes ver en la figura 5. El único problema que encontré fue el gran tiempo de incubación necesario para S.ruber, ya que necesita al menos 5 días en crecer en condiciones óptimas.

Con nuestros virus purificados, podemos evaluar cómo afectan a múltiples cepas de S.ruber. Lo hacemos colocando una gota de virus diluido directamente en el agar mezclado con la cepa, de forma similar del protocolo de la última diapositiva. A partir de ahí obtenemos uno de los dos resultados: El virus crea una calva y la cepa es sensible a él, o el virus no crea una calva y la cepa es resistente a él. Puedes ver aquí en estas tres figuras donde hay una cepa completamente resistente, una cepa completamente sensible y una cepa parcialmente sensible.

Aquí están los resultados de todos los virus de una región probados contra algunas cepas de S.ruber del mismo sitio, en Fuerteventura. Puedes ver que, a pesar de ser de la misma área, los hospedadores no son siempre sensibles a cada virus, con muchos que son parcial o totalmente resistentes. Estos datos nos permiten visualizar qué bacterias específicas afectan a qué cepas del hospedador. Como queríamos contestar en principio.

Ademas, para contestar nuestro pregunta que si Existe un patrón claro entre la infectividad y número de fagos virales, ahora los datos dicen que no, pero esto puede cambiar fácilmente cuando tenemos más resultados.

A pesar de que todavía tengo más tiempo en mis prácticas, el grupo de microbiología, genética y fisiología y yo hemos estado trabajando con muchos días de faena para entregar nuestros resultados de manera que los próximos estudios puedan beneficiarse de los datos en los temas de la biogeografía y la especificidad del huésped.

Vale. Entonces, pasamos por la segunda parte de adquisición lingüística. Empezamos con sociolingüística que es el uso de lenguas en varios entornos, con un enfoque en la edad, razas, región geográfica y otras razones. Alicante por ejemplo es en el medio de la comunidad Valenciana y eso tiene mucha influencia en la lengua porque hay Valenciana en todas las tiendas y muchas personas se hablan. Por ejemplo en la figura 11 hay personas que hablan con valenciano y no hay solo español o castellano. También en la figura 12 puedes ver que hay una gran variación de qué lengua usan en diferentes entornos.

La morfología es el estudio de la formación de palabras, incluida la forma en que las palabras varían cuando se usan en las oraciones. El uso de vosotros es un buen ejemplo porque nunca lo usamos en el español académico de los Estados Unidos y es muy común en todas las partes de España sin una pequeña parte de Andalucía donde puedes ver en la figura 13.

Con la sintaxis, es el estudio del orden y la relación de las palabras o sintagamas en la oración, así como de las funciones que realizan. Por ejemplo, el uso de leísmo en el centro y norte de España donde [Le] está permitido para usar como objecto indirecto. No hay un gran presencia en Alicante pero a veces puedes ver o escucharlo porque hay un pequeñito área entre en Murcia donde lo usamos.

También fonología es el estudio de los sistemas de sonidos de las lenguas. En castellano la mayor diferencia de pronunciación se produce en la posición de coda como /s/, /n/, /l/, o /ɾ/. En el sur de España, incluyendo a Alicante, la coda /s/, como /s/, es mayormente aspirada o se elide completamente.

Vale. Ahora vamos a la tercera parte de la presentación que es la aculturación. Empezamos con el modelo Deardorff que es un modelo circular que comienza con las actitudes de un individuo y continúa según sea necesario hasta obtener el resultado deseado. Me gusta más este modelo porque te permite empezar en cualquier nivel de actitud quieres. No hay un nivel cero que necesitas empezar y también puedes hacer muchos ciclos, no necesitas hacer uno porque no hay una línea. ¡Es un círculo!

Mis experiencias con competencia intercultural con el modelo Deardorff, por ejemplo, hay un ejemplo que cuando llegué a España tuve que hacer un montón de tareas importantes y en cuando las complete me aprendí mucho sobre cómo funcionan los españoles profesionalmente. Por ejemplo [1], con las actitudes, comencé cada interacción con respeto y sin juzgar. [2] Observé cómo iba cada interacción y analicé cómo podía hacerlo mejor. [3] En un resultado interno, cambié mi referencia internamente y preparé para la próxima interacción. [4] Por un resultado externo, actúe de acuerdo con lo que había aprendido y descubrir que la siguiente interacción era mucho más fácil que la última. Y eso fue sólo el primer ciclo. Hice muchos ciclos después de eso y todavía los estoy haciendo mientras vivo aquí en España y con mi propio trabajo profesional ahora.

¡Vale! Aquí están mis referencias. Muchas gracias por todo su atención y espero sus preguntas.