Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Role of LST-1 during formation of ERV-14 dependent COPII vesicles in Neurospora crassa
No full textEl crecimiento de hongos filamentos requiere la síntesis continua de proteínas de la pared celular y membrana plasmática (MP). Este proceso tiene lugar en el retículo endoplasmático (RE), donde las proteínas recién sintetizadas se incorporan a vesículas cubiertas con proteínas de revestimiento II (COPII). Estas vesículas emergen de la membrana del RE y siguen la ruta secretora hacia su destino final. En Neurospora crassa se ha identificado a ERV-14 como un receptor de carga esencial del RE. En Saccharomyces cerevisiae Erv14p funciona como receptor de carga para algunas proteínas de MP, uniéndose simultáneamente a la proteína de carga y a Sec24p, una proteína de la capa interna de COPII. Análisis anteriores mediante microscopía confocal de barrido láser en hifas de N. crassa han mostrado co-localización parcial de ERV-14 y SEC-24 etiquetadas con proteínas fluorescentes dentro de una red membranosa. En S. cerevisiae Lst1p sustituye a Sec24p en la capa interna de vesículas COPII que exportan como cargas a determinadas proteínas de MP. Sin embargo, aún se desconoce si Lst1p interactúa con receptores de cargas de la familia de Erv14p. En este trabajo, se analizó la distribución y dinámica de LST-1, ortóloga de Lst1p, en hifas en crecimiento de N. crassa, mediante microscopía confocal de barrido láser y microscopía confocal de disco giratorio. Se observó a LST-1-GFP distribuida a lo largo de la célula, aunque más predominantemente en regiones subapicales y distales, en forma de puntos cerca de los núcleos. Se observaron puntos fluorescentes moviéndose a regiones corticales distales, sugiriendo que LST-1-GFP podría participar en una subpoblación de vesículas COPII que viajan directamente a la MP. Las co-expresiones de LST-1-GFP y ERV-14-mCherry mostraron ausencia de co-localización, sugiriendo que LST-1 puede estar interactuando con otros receptores de carga, pero no con ERV-14. Por otro lado, en las co-expresiones de LST-1-GFP y SEC-24-mCherry se observó un patrón de distribución diferente de ambas proteínas. LST-1 se encontró principalmente en regiones distales, mientras que SEC-24 se encontró cerca del ápice. Sin embargo, se encontró co-localización parcial en regiones cercanas al ápice, sugiriendo que ambas proteínas convergen transitoriamente en el mismo organelo.The growth of filamentous fungi requires continuous synthesis of proteins for the cell wall and plasma membrane (PM). This process takes place in the endoplasmic reticulum (ER), where newly synthesized proteins are incorporated into vesicles coated with COPII proteins. These vesicles emerge from the ER membrane and follow the secretory pathway to their final destination. In Neurospora crassa, ERV-14 has been identified as an essential cargo receptor of the ER. In Saccharomyces cerevisiae, Erv14p functions as a cargo receptor for some PM proteins, simultaneously binding to the cargo protein and to Sec24p, an inner coat protein of COPII. Previous analyses using laser scanning confocal microscopy in N. crassa hyphae have shown partial co-localization of ERV-14 and SEC-24 labeled with fluorescent proteins within a membranous network. In S. cerevisiae, Lst1p replaces Sec24p in the inner layer of COPII vesicles that export certain PM proteins as cargo. However, it is still unknown whether Lst1p interacts with cargo receptors of the Erv14p family. In this work, the distribution, and dynamics of LST-1, the ortholog of Lst1p, in growing N. crassa hyphae were analyzed using laser scanning confocal microscopy and spinning disk confocal microscopy. LST-1-GFP was observed distributed along the cell, although more predominantly in subapical and distal regions, appearing as dots near the nuclei. Fluorescent dots were observed moving to distal cortical regions, suggesting that LST-1-GFP could participate in a subpopulation of COPII vesicles that travel directly to the PM. Co-expression of LST-1-GFP and ERV-14-mCherry showed an absence of co-localization, suggesting that LST-1 may be interacting with other cargo receptors, but not with ERV-14. On the other hand, co-expression of LST-1-GFP and SEC-24-mCherry, a different distribution pattern of both proteins was observed. LST-1 was mainly found in distal regions, while SEC-24 was found near the apex. However, partial co-localization was found in regions close to the apex, suggesting that both proteins transiently converge in the same organelle
Hybrid Perovskite Solar cells prepared under ambient conditions on nanostructured TiO2 substrates
No full textSe sintetizó una doble capa compacta de TiO2 (Dc-TiO2) utilizando películas de titanio (25 nm) depositadas por erosión iónica sobre substratos de FTO/vidrio. Para obtener la fase anatasa del TiO2, se sometieron los substratos de Ti/FTO/vidrio a un tratamiento térmico de 450 °C durante 4 horas. Posteriormente, se sintetizaron nanoestructuras de TiO2 y se estudió su influencia en el desempeño de las celdas solares basadas en la perovskita híbrida de yoduro de plomo de metilamonio (MAPI). Estas nanoestructuras se sintetizaron por la técnica de anodizado, utilizando películas de titanio (300 y 600 nm) depositadas por erosión iónica sobre substratos de Dc-TiO2/FTO/vidrio. Se usó un electrolito con 0.6 wt% de NH4F y un cátodo de grafito. Entre este y la película de Ti se aplicó un voltaje fijo de 30 V. Dependiendo del tiempo de anodizado, se produjeron estructuras: porosas para tiempos de 3 y 4 min; esponjas, en 5 y 6 min; se formaron tubos desde los 7 y hasta los 9 min, y para tiempos más prolongados se observó la degradación por disolución de las estructuras. Para obtener la fase anatasa del TiO2, se sometieron los substratos de TiO2 amorfo obtenidos por anodizado a un tratamiento térmico a 450 °C durante 4 horas. Las estructuras tuvieron un diámetro de poro en el rango de 27 a 47 nm, longitudes de 330 a 800 nm, una brecha de energía de 3.37 ± 0.02 eV y su ángulo de contacto estuvo entre 20 y 27°. Un conjunto de los substratos nanoestructurados de TiO2/Dc-TiO2/FTO/vidrio fueron tratados térmicamente a 100 °C durante 10 minutos, mientras que el otro conjunto no se sometió a tal tratamiento. Sobre ambos conjuntos se depositó una capa de MAPI mediante la técnica de recubrimiento por giro. Para ello se usaron 75 μL de solución de MAPI al 86% m/V y se mantuvo la humedad relativa en 40%. A los 6 s de iniciado el giro se depositaron 500 μL de clorobenceno como antisolvente. El tiempo total de giro se fijó en 45 s y se usaron velocidades de 2000, 3000 y 4000 rpm. Los depósitos se sometieron a un tratamiento térmico de 100 °C por 10 min. Las capas de MAPI más homogéneas se obtuvieron con calentamiento previo del substrato y a una velocidad de 3000 rpm. Su tamaño de grano fue de 296 ± 77 nm, con una brecha de energía de 1.56 eV y el borde absorción aproximado fue de 750 nm. Se observó la fase pura del MAPI (sin presencia de PbI2). Las celdas solares, obtenidas una vez depositado el contraelectrodo de oro por erosión iónica, indicaron que la eficiencia de conversión ...A double compact TiO2 layer (Dc-TiO2) was synthesized using titanium films (25 nm) deposited by ion sputtering on FTO/glass substrates. To obtain the anatase phase, the Ti/FTO/glass substrates were subjected to a heat treatment at 450 °C for 4 hours. Subsequently, TiO2 nanostructures were synthesized and their influence on the performance of solar cells based on hybrid lead iodide methylammonium perovskite (MAPI) was studied. These nanostructures were obtained using the anodization technique, employing titanium films (300 and 600 nm) deposited by ion sputtering on Dc-TiO2/FTO/glass substrates. An electrolyte with a concentration of 0.6 wt% of NH4F and a graphite cathode were used. Between this cathode and the Ti film, a fixed voltage of 30 V was applied. Depending on the anodization time different structures were synthesized: porous in 3 and 4 min, sponges at 5 and 6 minutes, and tubular between 7 and 9 minutes; for longer times degradation by dissolution of the structures, was observed. To obtain the anatase phase, the anodized substrates were subjected to a heat treatment at 450 °C for 4 hours. The structures had a pore diameter ranging from 27 to 47 nm, lengths from 330 to 800 nm, an energy gap of 3.37 ± 0.02 eV and a contact angle between 20 to 27°. A set of nanostructured TiO2/Dc-TiO2/FTO/glass substrates were thermally treated at 100 °C for 10 minutes, the other set was not thermally treated. Onto these substrates a MAPI layer was deposited using the spin-coating technique. For this, 75 μL of an 86% w/v MAPI solution was used, maintaining the relative humidity at 40%. At 6 seconds after the start of spinning, 500 μL of chlorobenzene was deposited as an antisolvent. The total spinning time was fixed at 45 s but the speed was 2000, 3000, and 4000 rpm. The deposits were subjected to a thermal treatment at 100 °C for 10 minutes. The most homogeneous MAPI layers were obtained with preheating of the substrate and a speed of 3000 rpm, resulting in a grain size of 296 ± 77 nm, an energy gap of 1.56 eV, and an approximate absorption edge of 750 nm. The pure MAPI phase was observed (with no presence of PbI2). Solar cells, obtained once the gold counter electrode was deposited by ion sputtering, indicated that the energy conversion efficiency increases with respect to the compact TiO2, when the nanostructured TiO2 substrates are used, with the efficiency being higher by 12.8%, when the nanostructures are tubular
Analysis and advanced techniques for plastic materials measurements using substrate-integrated resonant sensors operating in the 2.5 GHz band
No full textEn este proyecto de tesis se presentan técnicas avanzadas y métodos novedosos para el análisis y medición de materiales usando sensores resonantes integrados en substrato que operan en la banda de 2.45 GHz. Particularmente, se presenta el estudio de distintos tipos de clasificadores basados en aprendizaje de máquinas para identificar materiales de plástico en forma de pequeños pellets, los cuales introducen niveles considerables de incertidumbre en las mediciones debido a su naturaleza en forma de gránulos; se observa que, a pesar de la incertidumbre, se logran clasificar los materiales con alta precisión. Se propone también un análisis formal estadístico de incertidumbre basado en los parámetros de resonancia del sensor, aplicado a la medición de materiales tipo pellets; este provee figuras relevantes como coeficiente de correlación, matriz de covarianza, y elipses de confianza, resultando de gran utilidad para la medición de materiales granulados. Aunado a lo anterior, se presenta también el diseño y uso de un acoplador con estructuras CRLH (Composite Right/Left-Handed) con la capacidad de acoplar niveles superiores comparado con uno convencional, e integrarlo en el sistema de medición con sensor resonante, lo cual permite usar niveles de potencia menores en razón de 6 dB para mediciones de materiales, incidiendo en el diseño de sistemas de bajo consumo de potencia. Por otra parte, se presenta un sensor y método de medición basado en multi-resonancias para una medición distribuida; esto es, con la capacidad de medir distintos materiales simultáneamente o un objeto con distintos valores de permitividad. El método de análisis se basa en la respuesta de reflexión del sensor en dominio del tiempo. Se corrobora la capacidad de un sensor de tres polos para mediciones distribuidas. Las propuestas presentadas en este trabajo son novedosas; los sensores usados son estructuras compactas, ya que están diseñadas con estructuras CRLH. Las mediciones son en tiempo real y de tipo no destructivas para la muestra. Gracias a estas características, los métodos y propuestas de análisis presentados resultan de gran valor para aplicaciones en la investigación de materiales, industria de plásticos, medicina, alimentos, entre otros.This thesis project presents advanced techniques and novel methods in the measurement of materials using substrate integrated resonant sensors operating in the 2.45 GHz band. Particularly, a study of classifiers based on machine learning is presented in order to identify plastic materials in the form of small pellets, dealing with considerable levels of uncertainty in the measurements due to their nature in the form of granules. It can be observed that the materials are classified with high accuracy. The formal statistical analysis of the uncertainty is proposed based on the resonant parameters of the sensor applied to the measurement of pellet-type materials. This provides relevant figures such as a correlation coefficient, covariance matrix and confidence ellipses, which are useful tools in the measurements and analysis of granular materials. Furthermore, the design and integration of a coupler with CRLH (Composite right-left-hand) structures into the testing system is presented; the ability of the device of coupling higher levels, compared to a conventional one, allows a reduction in the used power level, at a 6 dB ratio, influencing the design of low-power consumption systems. In order to extend sensing capabilities, a sensor and measurement method is presented based on multi-resonances for a distributed measurement. This circuit possess the capability to measure different materials simultaneously or an object having different permittivity properties. The analysis method is based on the sensor's reflection response in the time domain. The capacity of a three-pole sensor for distributed measurements is corroborated. The presented proposals make use of compact sensors and circuits since they are designed with CRLH structures. The measurements are obtained in real time and are non-destructive for the sample. Thanks to these characteristics, the methods and analysis proposals presented are of great value for applications in materials research, plastics industry, medicine, food, among others
Synthesis and Characterization of Zn2GeO4 Nanoparticles for Li-Ion Storage
No full textEn este trabajo se presenta la síntesis de nanopartículas de germanato de zinc, h-Zn₂GeO₄, mediante el método de síntesis de Pechini, las cuales se utilizan como material activo en la preparación de ánodos para el almacenamiento de iones de Li en baterías recargables. Se incluye también su caracterización fisicoquímica para conocer sus propiedades y así, complementar el entendimiento de los fenómenos observados durante su funcionamiento como electrodos. Se estudiaron los coeficientes de difusión de los iones de Li en la estructura cristalina de las nanopartículas de h-Zn₂GeO₄, así como otras propiedades electroquímicas complementarias, como resistencia óhmica, resistencia de transferencia de carga, y procesos de litiación. La evaluación del desempeño electroquímico se realizó de manera profunda, complementada con cálculos de la teoría funcional de la densidad, permitiendo estudiar a escala atómica la interacción entre los iones de Li y la estructura h-Zn₂GeO₄This work presents the synthesis of zinc germanate nanoparticles, h-Zn₂GeO₄, using the Pechini synthesis method, which are used as active material in the preparation of anodes for the storage of Li ions in rechargeable batteries. It also includes their physicochemical characterization to understand their properties and thus complement the understanding of the phenomena observed during their operation as electrodes. The diffusion coefficients of Li ions in the crystalline structure of h-Zn₂GeO₄ nanoparticles was studied, as well as other complementary electrochemical properties such as ohmic resistance, charge transfer resistance, and lithiation processes. The evaluation of electrochemical performance was carried out thoroughly, complemented with density functional theory calculations, allowing the study of the interaction between Li ions and the h-Zn₂GeO₄ structure at an atomic scale
Standardization of the LASL method for the synthesis and characterization of iron oxide nanoparticles
No full textLa utilización de materiales con propiedades magnéticas ha sido de gran interés para el ser humano y la ciencia a lo largo de nuestra historia, es por ello que se han explorado diversas alternativas y técnicas en las que se pueda trabajar con dichos materiales. Con el avance de la nanotecnología, las nanopartículas han llamado la atención debido a sus usos en distintas aplicaciones. Se ha demostrado que las nanopartículas de compuestos del hierro, como magnetita, maghemita y cementita, tienen un muy amplio espectro de aplicaciones en la tecnología moderna. El presente proyecto de investigación se enfoca en un estudio sobre la síntesis y caracterización de nanopartículas (NPs) por el método de ablación láser de sólidos en líquidos (ALSL), partiendo de un blanco de hierro. La ALSL es una técnica que implica la irradiación de un blanco sólido sumergido en un líquido con un láser de alta intensidad. Este método permite un control preciso sobre el tamaño y la composición de las NPs mediante la variación de parámetros como la fluencia del láser, la longitud de onda, la duración del pulso y el tipo de medio líquido utilizado. La síntesis se llevó a cabo de manera separada en cuatro medios líquidos (etanol, acetona, alcohol isopropílico y propilenglicol) y diferentes parámetros de irradiación láser. La caracterización de las nanopartículas se enfocó específicamente en las propiedades estructurales, la composición química y la respuesta óptica y magnética de las nanopartículas obtenidas. Los resultados mostraron la formación de nanopartículas magnéticas de compuestos de hierro obtenida a partir de condiciones específicas de irradiación láser y síntesis, lo que proporciona una visión integral de cómo los parámetros de síntesis influyen en las propiedades finales de las NPs. Adicionalmente, se realizó un esfuerzo por estudiar detalladamente (estandarizar) el método de síntesis para asegurar la reproducibilidad y consistencia en la obtención de NPs. Lo cual incluyó la optimización de los parámetros de síntesis para garantizar la producción de NPs con propiedades controladas, este enfoque integral facilita su utilización en aplicaciones específicas en la tecnología moderna.The use of materials with magnetic properties has been of great interest to humankind and science throughout history, which is why various alternatives and techniques have been explored in which to work with these materials. With the advance of nanotechnology, nanoparticles have been of constant interest due to their uses in different applications. It has been demonstrated that nanoparticles of iron compounds, such as magnetite, maghemite and cementite, have a broad spectrum of applications in modern technology. The present research project focuses on a study on the synthesizing and characterizing of nanoparticles (NPs) through laser ablation of solids in liquids (ALSL), starting from an iron target. ALSL is a technique that involves the irradiation of a solid target immersed in a liquid with a high intensity laser. This method allows precise control over the size and composition of the NPs by varying parameters such as laser fluence, wavelength, pulse duration and the type of liquid medium used. The synthesis was carried out separately in four liquid media (ethanol, acetone, isopropyl alcohol and propylene glycol) and different laser irradiation parameters. The characterization of the nanoparticles focused specifically on the structural properties, chemical composition, optical and magnetic response of the obtained nanoparticles. The results showed the formation of magnetic nanoparticles of iron compounds obtained from specific laser irradiation and synthesis conditions, which provides a comprehensive view of how the synthesis parameters influence the final properties of the NPs. Additionally, an effort was made to study in detail (standardize) the synthesis method to ensure reproducibility and consistency in obtaining NPs. This included the optimization of the synthesis parameters to guarantee the production of NPs with controlled properties. This comprehensive approach facilitates their use in specific applications in modern technology
Robust stabilization of systems in prescribed time in canonical form through implicit integration
No full textEste trabajo aborda la estabilización robusta en tiempo prescrito de sistemas dinámicos lineales en forma canónica, aplicando un enfoque de integración implícita. Este enfoque permite preservar las propiedades esenciales de los controladores en tiempo continuo bajo perturbaciones y ruidos de medición, utilizando esquemas de discretización implícita como el de Euler implícito. La metodología propuesta garantiza la convergencia de los estados del sistema al origen en un tiempo definido de antemano, independientemente de las condiciones iniciales y perturbaciones externas. El principal desafío abordado en la tesis es el diseño de controladores que mantengan sus propiedades de estabilización robusta en un marco de tiempo discretizado. La investigación demuestra que es posible alcanzar una estabilización uniforme en tiempo finito sin la necesidad de aumentar indefinidamente las ganancias del controlador, evitando así problemas de implementación relacionados con ganancias infinitas al acercarse el tiempo prescrito. Además, el estudio incluye análisis numéricos que ilustran la efectividad del enfoque propuesto, mostrando cómo las técnicas de discretización implícita pueden implementarse efectivamente para mantener la robustez y precisión del control en presencia de ruidos y perturbaciones. Se destaca la importancia de seleccionar adecuadamente las ganancias temporales y la estructura del controlador para el desempeño y la factibilidad práctica del sistema controlado en tiempo prescrito.This work addresses the robust prescribed-time stabilization of linear dynamical systems in canonical form, applying an implicit integration approach. This approach allows preserving the essential properties of continuous-time controllers under disturbances and measurement noise, using an implicit Euler discretization scheme. The proposed methodology guarantees the convergence of the system states to the origin in a prescribed time, regardless of the initial conditions and external perturbations. The main challenge addressed in the thesis is the design of controllers that maintain their robust stabilization properties in a discretized time frame. The research demonstrates that it is possible to achieve stabilization in finite time without the need to increase controller gains indefinitely, thus avoiding implementation problems related to infinite gains as the prescribed time approaches. Additionally, the study includes numerical analyses that illustrate the effectiveness of the proposed approach, showing how implicit discretization techniques can be effectively implemented to maintain control robustness and accuracy in the presence of noise and disturbances. The importance of an appropriate selection of the temporal gains and controller structure to the performance and practical feasibility of the controlled system in prescribed time is highlighted
Algorithms based on amino acid-level descriptors and predicted tertiary structures to predict antimicrobial peptides through deep graph learning
No full textLa resistencia a los antimicrobianos constituye una grave amenaza para la salud humana. El descubrimiento de fármacos basados en péptidos antimicrobianos (AMP) es uno de los enfoques estudiados para abordarla. Los modelos basados en aprendizaje superficial y profundo (DL) se han construido principalmente a partir de secuencias de aminoácidos para predecir AMPs. Los avances recientes en la predicción de estructuras terciarias (3D) han abierto nuevas oportunidades en este campo. En este sentido, se han propuesto recientemente modelos basados en grafos derivados de estructuras de péptidos predichas. Sin embargo, estos modelos no se corresponden con los enfoques más avanzados para codificar información evolutiva y son costosos en términos de memoria y tiempo debido a su dependencia de alineamientos múltiples de secuencias (MSA). En este trabajo, se presentó el framework esm-AxP-GDL para crear modelos independientes de MSA basados en grafos generados a partir de estructuras de péptidos predichas por ESMFold, cuyos nodos se caracterizan con información evolutiva a nivel de aminoácidos derivada de los modelos Evolutionary Scale Modeling (ESM-2). Se implementó una red de atención de grafos (GAT) para evaluar la utilidad del framework en la clasificación de AMPs. Para ello, se utilizó un conjunto compuesto por 67,058 péptidos. Se demostró que la metodología propuesta permitió construir modelos GAT con capacidades de generalización consistentemente superiores a 20 modelos de vanguardia basados en DL y no basados en DL. Los mejores modelos GAT se desarrollaron utilizando información evolutiva derivada de los modelos ESM-2 de 36 y 33 capas. Estudios de similitud mostraron que los mejores modelos GAT construidos codificaban espacios químicos diferentes, por lo que se fusionaron para mejorar significativamente la clasificación. Además, se demostró que los modelos son altamente dependientes de las estructuras predichas por ESMFold y de la información evolutiva derivada de los modelos ESM2. En general, los resultados sugieren que esm-AxP-GDL es una herramienta prometedora para desarrollar modelos efectivos, dependientes de la estructura y libres de MSA, que pueden aplicarse con éxito en el cribado de grandes conjuntos de datos. Este framework debería ser útil no solo para clasificar AMPs, sino también para modelar otras actividades de péptidos y proteínas.Antimicrobial resistance constitutes a grave threat for human health. Antimicrobial peptide (AMP)- based drug discovery is one of the currently studied approaches to address it. Traditional learning- and deep learning (DL)-based models have been mainly developed from amino acid sequences to predict AMPs. Recent developments in tertiary structure prediction have opened new avenues in this field. So, models based on graphs derived from predicted peptide structures have been recently created. But they are not in accordance with the state-of-the-art (SOTA) methods to codify evolutionary information and, in addition, they are memory- and time-consuming because rely on multiple sequence alignment. Herein, it is presented a framework (termed esm-AxP-GDL) to build alignmentindependent models based on graphs created from ESMFold-predicted structures and whose nodes are characterized with evolutionary information derived from the ESM-2 models. For each predicted structure, the geometrical distance between the α carbon atoms of every pair of amino acids is calculated using the Euclidean metric. If that distance is less than or equal to a given threshold, then an edge is established between those amino acids. Thereby, a graph representation per predicted structure is created, where the nodes represent the amino acids, and the edges represent the structural information. A graph attention network (GAT) was implemented in the framework. To assess this framework, several computational studies to classify AMPs were run on a dataset comprised of 67,058 peptides (22,461 AMPs, 44,597 non-AMPs). The implemented methodology allowed to develop models with generalization abilities consistently better than 20 SOTA non-DL based and DL based models. The best models were built using evolutionary information derived from the ESM-2_t36 and ESM-2_t33 models. Moreover, similarity studies showed that the built models codify different chemical spaces, and thus they can be combined to significantly improve the classification. Additionally, the use of distance functions was implemented to build the graph edges. So, it can be studied if topologically different graphs could be created by using distances other than the Euclidean. This framework should be modified for modeling protein activities
Study and characterization of quantum dots for theranostics of triple-negative breast cancer
No full textEl cáncer de mama triple negativo (TNBC) es un subtipo de cáncer de mama altamente agresivo caracterizado por la falta de receptores hormonales y la ausencia de amplificación del gen HER2, lo que limita las opciones de tratamiento, ya que no responde a terapias dirigidas a estos receptores. Este estudio explora los puntos cuánticos de carbono (CQDs) como nanomateriales innovadores para la teragnosis del TNBC. Los CQDs fueron sintetizados mediante un método hidrotermal y funcionalizados con ácido zoledrónico para mejorar sus propiedades biomédicas. Se confirmaron sus propiedades ópticas y funcionalización mediante fotoluminiscencia y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para asegurar su eficacia y estabilidad en aplicaciones biológicas. La espectroscopía de fotoelectrones de rayos-X (XPS) indicó cambios en la composición elemental después de la funcionalización, demostrando la incorporación exitosa del ácido zoledrónico. La microscopía electrónica de transmisión (TEM) mostró nanopartículas de 4 nm, confirmando su tamaño adecuado para la penetración celular y la estabilidad en el entorno biológico. La internalización y distribución intracelular efectiva de los CQDs en una línea celular de TNBC fue demostrada mediante microscopía confocal. Los ensayos de MTT y de cierre de heridas mostraron que los CQDs impactaron significativamente la proliferación celular e inhibieron la migración celular, sugiriendo su potencial como agentes terapéuticos. Estudios in vivo con un modelo de pez cebra resaltaron su potencial para aplicaciones de imagen in vivo, y la microscopía de fluorescencia de hoja de luz reveló que las nanopartículas presentan afinidad por el hueso. Ensayos de biocompatibilidad mostraron efectos dosis-dependientes. Estos resultados destacan el potencial de los CQDs como nanomateriales multifuncionales en aplicaciones biomédicas, subrayando su
importancia en el desarrollo de aplicaciones teragnósticas para el TNBC.Triple-negative breast cancer (TNBC) is an aggressive form of breast cancer lacking hormonal receptors and HER2 gene amplification, limiting treatment options as it does not respond to conventional targeted therapies. This study focuses on the characterization of carbon quantum dots (CQDs) for their use in the theragnosis of TNBC. CQDs were synthesized by a hydrothermal method and functionalized with zoledronic acid to target them primarily to bone because TNBC cells tend to metastasize primarily to bone. The optical properties and functionalization of the CQDs were confirmed by photoluminescence and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectroscopy, ensuring their effectiveness and stability for biological applications. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) demonstrated changes in elemental composition after functionalization, indicating the successful incorporation of zoledronic acid. Transmission Electron Microscopy (TEM) revealed that the nanoparticles were 4 nm in size, suitable forcellular penetration and stability. Confocal microscopy showed effective uptake and intracellular distribution of CQDs in TNBC cell lines. MTT and wound healing assays indicated that QDs significantly affected viability and inhibited migration, highlighting their potential as therapeutic agents. In vivo studies using a zebrafish model exhibit their potential for live imaging, and light sheet fluorescence microscopy demonstrated the nanoparticles' affinity for bone tissue. Biocompatibility tests in zebrafish embryos revealed dose-dependent effects. These results show that the CQDs synthesized and characterized in our laboratory have high potential in vitro and in vivo as multifunctional nanomaterials in biomedical applications, underlining their importance in the development of theragnostic applications for TNBC
Assessment of the metabolic, physiological, reproductive, and immunological status of wild, cultured, and captive male Octopus maya
No full textEn este estudio se comparó el estado metabólico, fisiológico, reproductivo e inmunológico de machos adultos de Octopus maya: 1) pulpos silvestres recién capturados; 2) pulpos silvestres mantenidos en cautiverio durante 13 días, y 3) pulpos cultivados durante 8 meses. Se evaluó el estado metabólico mediante el consumo de oxígeno de rutina (RMR), incremento de calor aparente (ICA) y la tasa metabólica térmica alta (HRM). El estado fisiológico se midió con el índice hepatosomático (IHS) y las concentraciones de glucosa, proteína, colesterol y glucógeno en músculo y glándula digestiva. El estado inmunológico se analizó a través del conteo de hemocitos totales (THC), la concentración de hemocianina y la abundancia de los genes NFKB2, Protein y MIF. El estado reproductivo se evaluó mediante el índice gonadosomático (IGS), número de espermatóforos (NES) y concentración de espermatozoides por espermatóforo (EXE), además del comportamiento de alimentación mediante los genes Fcap, MYOM y Ok. Los resultados mostraron que no hubo diferencias significativas en el RMR y HRM entre los pulpos mantenidos en cautiverio y cultivados, aunque el ICA aumentó en los pulpos cultivados. Los genes de comportamiento de alimentación Fcap, MYOM y Ok disminuyeron significativamente en los pulpos mantenidos cautiverio y cultivados. Los pulpos mantenidos en cautiverio mostraron un incremento significativo en el IHS comparado con los cultivados, pero ambos grupos siguieron un patrón similar en reservas energéticas. Se observó un incremento en la concentración de hemocitos y de hemocianina, y no se se observaron diferencias en la expresión de los genes NFKB2, Protein Toll y MIF, indicando una similitud en la condición inmunológica entre los grupos experimentales. En cuanto a las variables reproductivas, los pulpos mantenidos en cautiverio y silvestres sólo mostraron madurez funcional, mientras que los cultivados registraron los valores más altos en IGS y NES, pero EXE disminuyó, indicando madurez funcional y transferencia de espermatozoides. En conclusión, tanto los pulpos mantenidos en cautiverio como cultivados presentaron afectaciones producidas por la individualización.In this study, the metabolic, physiological, reproductive and immunological status of adult male Octopus maya was compared: 1) freshly captured wild octopuses; 2) wild octopuses kept in captivity for 13 days, and 3) octopuses cultured for 8 months. The metabolic state was evaluated by routine oxygen consumption (RMR), apparent heat increment (ICA), and high thermal metabolic rate (HRM). The physiological state was measured using the hepatosomatic index (HSI) and the concentrations of glucose, protein, cholesterol, and glycogen in muscle and digestive gland. The immunologicalstate was analyzed through total hemocyte count (THC), hemocyanin concentration, and the abundance of the genes NFKB2, Protein, and MIF. The reproductive state was assessed by the gonadosomatic index (GSI), number of spermatophores (NES), and sperm concentration per spermatophore (EXE), as well as feeding behavior through the genes Fcap, MYOM, and Ok. The results showed no significant differences in RMR and HRM between octopuses kept in captivity and cultured octopuses, although ICA increased in the cultured octopuses. The feeding behavior genes Fcap, MYOM, and Ok significantly decreased in both captive and cultured octopuses. Captive octopuses showed a significant increase in HSI compared to cultured octopuses, but both groups followed a similar pattern in energy reserves. In this same group, an increase in the concentration of hemocytes and hemocyanin was observed, and no differences were observed in the expression of the NFKB2, Toll Protein and MIF genes, indicating a similarity in the immunological condition between the experimental groups. Regarding reproductive variables, captive and wild octopuses only showed functional maturity, while cultured octopuses registered the highest values in GSI and NES, but EXE decreased, indicating functional maturity and sperm transfer. In conclusion, both captive and cultured octopuses exhibited impacts due to individual housing
Interactive sonification of movement qualities in dancers for ballet learning
No full textEsta investigación explora la aplicación de la sonificación interactiva como herramienta para mejorar el aprendizaje y la precisión en el ballet, centrándose en cómo la retroalimentación auditiva inmediata influye en la ejecución de las cualidades del movimiento, particularmente el "tiempo", en bailarinas jóvenes. Se diseñó e implementó un algoritmo que representa la sonificación de una caja de música denominado KneeEcho Box. Esta herramienta utiliza visión por computadora para captar los movimientos de las bailarinas y generar retroalimentación sonora en tiempo real mediante tonos MIDI. La metodología incluyó la identificación de cualidades críticas del movimiento, la creación de estructuras sonoras y la evaluación del sistema mediante un estudio con participantes. Los resultados indican que la sonificación interactiva mejora la precisión y consistencia de los movimientos, especialmente en bailarinas más jóvenes, al proporcionar una mayor conciencia espacial y temporal. La experiencia de uso fue valorada positivamente, destacando el potencial de la sonificación para enriquecer la enseñanza del ballet. KneeEcho Box adapta los sonidos basándose en las posiciones y movimientos ejecutados, creando una experiencia auditiva que complementa el entrenamiento tradicional. Las conclusiones sugieren que la integración de esta tecnología puede ser beneficiosa para el entrenamiento en ballet, ofreciendo nuevas perspectivas para futuras investigaciones en la intersección de la tecnología y las artes escénicas, y abriendo camino a innovadoras formas de enseñanza y práctica en esta disciplina artística.This research explores the application of interactive sonification as a tool to improve learning and accuracy in ballet, focusing on how immediate auditory feedback influences the execution of movement qualities, particularly "timing", in young dancers. An algorithm representing the sonification of a music box called KneeEcho Box was designed and implemented. This tool uses computer vision to capture the dancers' movements and generate real-time sound feedback via MIDI tones. The methodology included identifying critical movement qualities, creating sound structures, and evaluating the system through a participant study. The results indicate that interactive sonification improves movement accuracy and consistency, especially in younger dancers, by providing greater spatial and temporal awareness. The experience of use was positively rated, highlighting the potential of sonification to enrich ballet instruction. KneeEcho Box adapts sounds based on the positions and movements performed, creating an auditory experience that complements traditional training. The findings suggest that integrating this technology can benefit ballet training, offer new perspectives for future research at the intersection of technology and the performing arts, and pave the way for innovative teaching and practicing in this artistic discipline