Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Elucidating the Role of ERV-14 Cargo Receptor Export Motifs in Intracellular Trafficking
No full textEl tráfico de proteínas es un proceso complejo que aún no se comprende completamente, especialmente en cuanto a la interacción entre múltiples señales de exportación. En Saccharomyces cerevisiae, las proteínas Erv14 y Chs7 han sido ampliamente estudiadas como receptores de carga en la ruta secretora. Sin embargo, en hongos filamentosos, el tráfico y distribución de proteínas presentan diferencias significativas debido a su crecimiento apical. En estos organismos, las proteínas involucradas en el crecimiento celular siguen la vía secretora clásica: desde el retículo endoplasmático (RE) hasta el Golgi, donde se acumulan en vesículas en el Spitzenkörper (SPK) antes de integrarse en la membrana plasmática (MP) apical. En cambio, las proteínas de transporte, como bombas de protones, canales iónicos y transportadores de aminoácidos se dirigen a la MP lateral. En Aspergillus nidulans, se ha observado que este transporte ocurre sin necesidad de pasar por el Golgi. Este estudio investigó los mecanismos de exportación de proteínas mediante la construcción y expresión de una proteína quimérica basada en CSE-7 de Neurospora crassa (homóloga de Chs7 en S. cerevisiae), incorporando el motivo de exportación IFRKL de ERV-14. El objetivo era responder dos interrogantes clave: ¿Qué señal domina en la clasificación de proteínas: los dominios transmembranales o los motivos de exportación citosólicos? Y ¿Cómo influyen los motivos de exportación de Erv14 en la exportación y destino final de su carga en hongos filamentosos? Los resultados indicaron una interrupción del tráfico de CHS-4 y la proteína quimérica hacia el SPK y los septos, con una aparente exportación hacia la MP apical. Sin embargo, se requieren estudios adicionales para caracterizar la dinámica de la proteína quimérica y su impacto sobre CHS-4. Estos hallazgos podrían proporcionar información crucial sobre los mecanismos de tráfico y distribución de proteínas en hongos filamentosos.Protein trafficking is a complex process that is not yet fully understood, particularly regarding the interaction between multiple export signals. In Saccharomyces cerevisiae, the Erv14 and Chs7 proteins have been extensively studied as cargo receptors in the secretory pathway. However, in filamentous fungi, protein trafficking and distribution exhibit significant differences due to their apical growth. In these organisms, proteins involved in cell growth follow the classical secretory pathway, traveling from the endoplasmic reticulum (ER) to the Golgi, where they accumulate in vesicles within the Spitzenkörper (SPK) before being integrated into the apical plasma membrane (PM). In contrast, transport proteins, such as proton pumps, ion channels, and amino acid transporters, are directed to the lateral PM. In Aspergillus nidulans, this transport has been observed to occur without passing through the Golgi. This study investigated protein export mechanisms by constructing and expressing a chimeric protein based on CSE-7 from Neurospora crassa (homologous to Chs7 in S. cerevisiae), incorporating the IFRKL export motif from ERV-14. The goal was to answer two key questions: Which signal dominates protein classification: transmembrane domains or cytosolic export motifs? and How do Erv14 export motifs influence cargo export and final destination in filamentous fungi? The results indicated interrupted trafficking of CHS-4 and the chimeric protein to the SPK and septa, with an apparent export toward the apical PM. However, further studies are needed to characterize the dynamics of the chimeric protein and its impact on CHS-4. These findings could provide crucial insights into the mechanisms of protein trafficking and distribution in filamentous fungi
3D Spectral element modeling of the transient EM method on anisotropic media
No full textEsta investigación presenta un esquema numérico tridimensional para el modelado directo del método electromagnético transitorio (TEM) en medios con conductividad anisótropa, utilizando el método de elementos espectrales en el dominio del espacio y diferencias finitas explícitas en el dominio del tiempo. El objetivo principal es mejorar la precisión y eficiencia del modelado al incorporar anisotropía en la conductividad eléctrica de tipo VTI, considerando su importancia en la interpretación geofísica. El esquema propuesto incluye el uso de polinomios de alto orden como funciones base, lo que reduce significativamente el error numérico sin incrementar los costos computacionales. La validación del modelo se realizó comparando con soluciones analíticas y numéricas en diversos escenarios, incluyendo medios homogéneos, heterogéneos y estratificados. Los resultados demuestran que el esquema es capaz de representar con alta precisión el fenómeno electromagnético en escenarios complejos, contribuyendo al entendimiento del subsuelo y proporcionando herramientas útiles para aplicaciones en exploración minera, hidrogeología y geotermiaThis research presents a three-dimensional numerical scheme for the forward modeling the transient electromagnetic method (TEM) in media with anisotropic conductivity, using the spectral element method in the spatial domain and explicit finite differences in the time domain. The main objective is to improve the accuracy and efficiency of modeling by incorporating VTI-type anisotropy in electrical conductivity, considering its importance in geophysical interpretation. The proposed scheme includes high-order polynomials as basis functions, significantly reducing numerical error without increasing computational costs. The model was validated by comparing analytical and numerical solutions in various scenarios, including homogeneous, heterogeneous, and stratified media. The results demonstrate that the scheme can accurately represent the electromagnetic phenomenon in complex scenarios, contributing to the understanding of the subsurface and providing valuable tools for applications in mining exploration, hydrogeology, and geothermal studies
Nanoreactor with laccase activity as an antitumor agent
No full textEl cáncer representa un problema de salud pública a nivel mundial, en parte debido a la ausencia de tratamientos que actúen de manera específica sobre las células cancerosas. La quimioterapia, basada en la administración sistémica de fármacos, aunque puede ser muy efectiva, frecuentemente genera graves efectos secundarios; a nivel celular, uno de los principales problemas es la desregulación de la actividad del citocromo P450, que es una familia de enzimas hepáticas responsable de activar los profármacos en el cuerpo humano. Por ello, es fundamental explorar alternativas terapéuticas más selectivas. Una propuesta emergente es el uso de enzimas tipo lacasa para aplicaciones biomédicas, particularmente en oncología. En este trabajo se estudió la formación de nanorreactores mediante la encapsidación de la lacasa de Coriolopsis gallica en partículas tipo virus (VLPs) formadas por la proteína de capa del virus del mosaico del bromo (BMV). Se modificó químicamente la superficie de la lacasa para mejorar su interacción electrostática durante la formación de los nanorreactores. Asimismo, se evaluó la biotransformación de un conjunto de profármacos en presencia de la enzima, y los productos generados fueron purificados y caracterizados. Se analizó la citotoxicidad de los profármacos activables (procarbazina, doxorrubicina e irinotecán) en combinación con la lacasa en células de leucemia MOLT-4, con el objetivo de establecer condiciones para tratamientos conjuntos. La viabilidad celular se evaluó mediante citometría de flujo utilizando tinciones con FDA y PI, y se determinó la variación en las poblaciones apoptóticas mediante el kit comercial CellEvent™ Caspase-3/7. Como parte de los resultados, se estableció un protocolo para la síntesis y purificación de nanorreactores funcionales. Se demostró que la lacasa es capaz de activar profármacos, generando metabolitos con mayor actividad citotóxica. Además, se observó un efecto sinérgico entre la lacasa y los profármacos, así como un aumento en la población apoptótica, lo cual representa una vía prometedora para inducir muerte celular dirigida en cáncer.Cancer is a global public health issue, in part due to the lack of treatments that specifically target cancer cells. Chemotherapy, based on the systemic administration of drugs, although it can be very effective, frequently generates serious side effects. At the cellular level, one of the main problems is the deregulation of cytochrome P450 activity, a family of hepatic enzymes responsible for activating prodrugs in the human body. It is therefore essential to explore more selective therapeutic alternatives. One promising approach currently under investigation is the use of laccase-type enzymes for biomedical applications, particularly in cancer treatment. This study focuses on developing nanoreactors based on the encapsidation of laccase from Coriolopsis gallica within virus-like particles (VLPs) formed by the coat protein from brome mosaic virus (BMV). To enhance electrostatic interactions during the nanoreactor formation, the surface of the laccase enzyme was chemically modified. The biotransformation of a series of prodrugs in the presence of laccase was evaluated, and the resulting products were subsequently purified and characterized. The cytotoxicity of laccase activated prodrugs—procarbazine, doxorubicin, and irinotecan—was assessed in the MOLT-4 leukemia cell line to establish optimal conditions for combined treatments. Based on these results, cell viability was analyzed using flow cytometry with FDA and PI staining, and changes in apoptotic populations were determined with the CellEvent™ Caspase-3/7 detection kit. A protocol was established for the synthesis and purification of nanoreactors composed of Coriolopsis gallica laccase and BMV coat protein. It has been demonstrated that laccases can oxidize prodrugs, producing active metabolites with enhanced cytotoxicity. Additionally, the cytotoxic effect of the enzyme on the MOLT4 leukemia cell line was confirmed. A synergistic effect on cell viability was observed when laccase was combined with the prodrugs. Furthermore, analysis of cell death profiles revealed that the presence of laccase significantly increased the proportion of apoptotic cells—an ideal mechanism for selectively inducing cancer cell death
Mixed sea state conditions and their influence on wind waves growth
No full textEl efecto del swell en la modificación del esfuerzo del viento sobre la superficie del mar es ampliamente reconocido en la comunidad científica. Sin embargo, su impacto sobre las olas cortas sigue siendo motivo de debate, ya que aun no se comprende del todo cómo altera sus propiedades. A pesar de su presencia en la mayoría de los océanos, el swell suele ser ignorado en estudios sobre el crecimiento del oleaje limitado por fetch o por duración. Durante las etapas iniciales del desarrollo del oleaje, las olas desempeñan un papel crucial en la modulación de la transferencia de calor, el momento y los gases entre el océano y la atmósfera. En una campaña de medición realizada en el Golfo de México, utilizando una boya relativamente estable, se obtuvieron mediciones continuas que nos permiten el cálculo del espectro direccional del oleaje y los esfuerzos turbulentos de Reynolds con una resolución temporal muy alta. Se seleccionaron eventos asociados con frentes fríos, que resultan ideales para estudiar el crecimiento de las olas, debido al viento casi homogéneo y estacionario, con una dirección predominante. Utilizando el método propuesto por Hanson & Phillips (2001), se separó el swell del oleaje generado por el viento local en el espectro direccional de las olas. Se definió el oleaje en ausencia del swell con base en un índice que cuantifica la energía del swell en el espectro (R) y la pendiente asociada al swell (Sswell). Se observó que, en la región de equilibrio, la energía del oleaje es menor cuando el swell está presente en comparación cuando no está presente. La Sswell y R son parámetros que contribuyen a influir en la energía de las olas cortas. La presencia del swell hace que las olas cortas pierden energía por disipación, por inestabilidad de su pendiente y por lo tanto, rompen. En segundo plano, el swell reduce la extracción de energía del viento al disminuir la rugosidad superficial y limitar la transferencia de momento desde la atmósfera. El swell modifica el nivel de energía del oleaje relacionada a la constante de Toba, a un nivel de energía subsaturado. El exponente promedio asociada a la forma espectral de la región de equilibrio tiende a valores mayores en presencia de swell. En condiciones de viento acelerado la transferencia de momento puede ser influenciado por las características del swell, sin embargo esto no se traduce necesariamente en una mejor transferencia de la ...The scientific community widely recognizes the effect of swell on modifying wind stress at the sea surface. However, its impact on short waves remains debatable, as the mechanisms by which it alters their properties are not yet fully understood. Despite its ubiquity across the world’s oceans, the swell is often neglected in studies of wave growth limited by fetch or duration. During the early stages of wave development, surface waves play a crucial role in modulating heat, momentum, and gas transfer between the ocean and the atmosphere. In a measurement campaign conducted in the Gulf of Mexico using a relatively stable buoy, continuous high-resolution measurements enabled the estimation of both the directional wave spectrum and turbulent Reynolds stresses. Events associated with cold fronts were selected, providing ideal conditions for studying wave growth under nearly homogeneous and stationary winds with a predominant direction. Using the method proposed by Hanson & Phillips (2001), the swell was separated from locally wind-generated waves in the directional spectrum. The pure wind sea conditions was defined using an index that quantifies the swell energy in the spectrum (R) and the associated swell slope (Sswell). Results show that, in the equilibrium range, the energy of short waves is lower when swell is present. Both R and Sswell influence the energy content of short waves. Swell promotes energy loss in short waves through dissipation caused by slope instability, leading to wave breaking. In addition, swell reduces energy extraction from the wind by decreasing surface roughness and limiting the transfer of momentum from the atmosphere. It also modifies the energy level in the equilibrium range, yielding sub-saturated conditions relative to the Toba constant. The average spectral exponent in this region tends to increase in the presence of swell. Under accelerated wind conditions, swell characteristics may influence momentum transfer, though this does not necessarily result in enhanced friction velocity or drag coefficient values reflected in short-wave growth. The study concludes that the impact of swell on wave dynamics depends on several factors, including the swell’s direction relative to the wind, the energy index R, and the slope parameter Sswell. These findings underscore the importance of accounting for swell effects to improve the physical representation in numerical models, the interpretation of remote sensing data ..
Solar Water Desalination Using Laser-Textured Surfaces
No full textLa escasez de agua dulce es un desafío global agravado por el cambio climático, la contaminación y la sobreexplotación de los recursos hídricos, que exige soluciones innovadoras y sostenibles a largo plazo. En este contexto, el presente estudio se enfoca en la destilación solar como una opción viable para producir agua limpia a partir de agua salada en zonas con altos niveles de irradiación solar. En específico, se investigó la factibilidad de utilizar superficies metálicas texturizadas con láser para mejorar el desempeño térmico de un destilador solar convencional de una pendiente bajo las condiciones climáticas de Ensenada, BC. Dos posiciones diferentes de las superficies fueron exploradas: en la base de la charola del destilador, y parcialmente sumergidas e inclinadas un ángulo igual a la latitud local con respecto a la horizontal. Para diseñar superficies adecuadas, con alta mojabilidad y absorbancia de luz solar, se evaluaron los efectos que distintos parámetros de irradiación láser, como la polarización del haz, la velocidad y separación de barrido, y la fluencia por pulso, ejercieron sobre las superficies. Los resultados de caracterización mostraron la existencia de estructuras multiescala sobre las superficies, como cavidades, ranuras y nanopartículas, que favorecieron el atrapamiento de la luz y mejoraron la mojabilidad. Se logró una reducción de la reflectancia del 82% en el intervalo 200 − 900 nm y se alcanzaron ángulos de contacto menores a 10◦, exhibiendo condiciones de super hidrofilicidad. Con respecto al desempeño del destilador solar, se obtuvieron incrementos promedio de eficiencia térmica de 14.4% con las superficies inclinadas y de 4.64% con las superficies en posición horizontal, demostrando así que el texturizado láser puede ser una estrategia efectiva para mejorar la producción de agua en destiladores solares.Water scarcity is a global challenge aggravated by climate change, pollution, and overexploitation of rivers and aquifers, that demands innovative and sustainable solutions. Within this context, the present work focuses on solar distillation as a viable option to produce clean water from saline water in regions with high solar irradiation levels. Specifically, the feasibility of using laser-textured metallic surfaces to improve the thermal performance of a single-slope solar still was investigated at the weather conditions of Ensenada, BC. Twodistinct surface positions were examined: at the bottom of the still basin, and partially-immersed and tilted at an angle equal to the local latitude. To design suitable surfaces, with high wettability and absorptivity of solar light, the effects caused on the surfaces by different laser irradiation parameters, such as beam polarization, sweep velocity and separation, and fluence per pulse, were studied. The surface characterization results showed the existence of multiscale structures, such as cavities, grooves, and nanoparticles, that favored light-trapping and improved the wettability. A reflectance reduction of 82% in the range 200−900 nm was observed, and contact angles lower to 10◦ were attained, exhibiting super hydrophilicity conditions. Regarding the solar still performance, average increments of the thermal efficiency of 14.4% and 4.64% were obtained, the first one with the tilted surfaces and the second one with the horizontal surfaces. Based on these results, it is demonstrated that laser-texturing can be an effective strategy to improve water production in solar stills
Geochemical behavior of Rare Earths Elements in hyperalkaline lakes and during changes in volcanic activity in hyperacid crater lakes
No full textLos Elementos de Tierras Raras (ETR) han sido largamente investigados en las últimas décadas debido a su uso en la industria de la alta tecnología y en campo científico. A pesar del gran número de estudios, hoy en día aún se conoce poco sobre la movilidad de los ETR en algunos ambientes naturales extremos. En este trabajo, el comportamiento geoquímico de los ETR ha sido investigado en los lagos hiperácidos de los volcanes Poás y Rincón de la Vieja (Costa Rica) y en el lago hiperalcalino e hipersalino del maar Rincón de Parangueo (México), con el propósito de caracterizar los procesos geoquímicos que movilizan los ETR y valorar si se pueden utilizar para monitorear los cambios de actividad volcánica en el tiempo. En el lago cratérico del volcán Poás ha sido investigada la relación entre las variaciones de los ETR, los parámetros físico-químicos, los elementos mayores y la actividad freática durante el 2009-2016. Los resultados confirman que existe una relación entre la variación de la concentración de los ETR en las aguas y los cambios de actividad freática, así como la correlación entre las relaciones (La/Pr)N-roca local y (ETRL/ETRP)Nroca local (ETRL se refiere al grupo de los ETR ligeras, La-Gd, y ETRP al grupo de los ETR pesadas, Tb-Lu más Y) con los elementos mayores, los parámetros físico-químicos y los cambios de actividad freática. Además, se identificó que la disolución de la roca volcánica local (fuente primaria de ETR en el lago) y la precipitación de yeso afectan la variabilidad de los ETR disueltos en el lago. En el lago cratérico del volcán Rincón de la Vieja, la variación de los ETR a lo largo del tiempo ha sido estudiada durante el 2013-2014. Debido a la estabilidad de la actividad volcánica, no ha sido posible identificar una correlación. Sin embargo, ha sido posible identificar los principales procesos que afectan la movilidad de los ETR a lo largo del tiempo: 1) la disolución de la roca volcánica local, 2) la precipitación de yeso y 3) la redisolución de alunita. Finalmente ha sido posible implementar el conocimiento sobre los procesos geoquímicos que fraccionan los ETR en ambiente hiperalcalino e hipersalino. Los resultados encontrados han revelado que, aunque las concentraciones de ETR son mucho más bajas que en aguas de lagos hiperácidos (alrededor de dos órdenes de magnitud más bajos) las aguas hiperalcalinas están caracterizadas por un enriquecimiento en ETRP respecto a los ETRL. Entre los minerales que ...The Rare Earth Elements (REE) have been extensively studied in recent decades due to their importance in the high-tech industry and for scientific purposes. Despite the large number of studies in literature, little is still known about the mobility of REE in some extreme natural environments. In this thesis, the geochemical behavior of REE has been investigated in the hyperacid lakes of Poás and Rincón de la Vieja volcanoes (Costa Rica) and in the hyperalkaline and hypersaline lake of the Rincón de Parangueo maar (Mexico) with the aim of characterizing the geochemical processes that affect REE mobility and analyzing the potential use of these elements to monitor the changes in volcanic activity over time. In the crater lake of Poás volcano, the relation between REE variations, major elements, physico-chemical parameters and phreatic activity during the period 2009-2016 has been investigated. The results confirm the existence of a correlation between the variation of REE in waters and the main changes in phreatic activity over time, as well as the correlation of the (La/Pr)N-local rock and (LREE/HREE)N-local rock ratios (where LREE refers to the subgroup of Light REE, from La to Gd, and Heavy REE refers to the subgroup of Heavy REE, from Tb to Lu more Y) with major elements, physico-chemical parameters and the changes of phreatic activity. The dissolution of the local volcanic rock (the primary source of REE in the lake) and the precipitation of gypsum affect the variability of REE dissolved in the lake. In the crater lake of Rincón de la Vieja volcano, REE variations, major elements, physico-chemical parameters and volcanic activity over time have been studied during the period 2013-2014. Due to the stable conditions of the volcanic activity, it has not been possible to identify an evident correlation. However, it has been possible to identify that the main processes affecting REE mobility over time are: 1) intense dissolution of the local volcanic rock, 2) precipitation of gypsum, and 3) re-dissolution of alunite. Finally, it has been possible to improve the knowledge about the processes that fractionate REE in a hyperalkaline and hypersaline environment. The results have revealed that although REE concentrations are much lower with respect to hyperacid lake waters (almost two orders of magnitude lower), hyperalkaline waters are characterized by a distinctive enrichment in HREE respect to LREE. Among the minerals that precipitate .
Design of micro-rings resonators in optical waveguides using atomic layer deposition
No full textLa óptica integrada permite la aplicación y manipulación de fenómenos de la luz para miniaturizar estructuras ópticas utilizables en una variedad de áreas. Un ejemplo notable son los resonadores de anillo ópticos, dispositivos clave en óptica integrada por su capacidad de filtrar señales ópticas en distancias micrométricas, representando así una alternativa tecnológica frente a los métodos de resonancia y filtrado que requieren mayor espacio como los resonadores de anillo de fibra óptica. Estos resonadores son una propuesta prometedora para desarrollar componentes de alta integración óptica. El objetivo de este trabajo es estudiar el principio de operación, simular la propagación de luz en resonadores de anillo del tipo pasa-todo, para estructuras mono-modales en telecomunicaciones ópticas (banda C, de 1528 nm a 1566 nm) y desarrollar una metodología de fabricación. Para diseñar una estructura más compacta y funcional en óptica integrada, se empleó un software de simulación especializado y se analizaron las propiedades ópticas de materiales transparentes con alto índice de refracción, como Al2O3, ZnO y TiO2, sobre sustratos de obleas de silicio como óxido térmico de SiO2, y cubiertas de aire. Los resultados de simulación y diseño teórico indican que el ZnO presenta las mejores propiedades ópticas. En cuanto a la fabricación, se desarrolló una metodología por litografía por haz de electrones para estructuras de TiO2, que mostró gran versatilidad en una propuesta de método para el acoplamiento de fibra a guía.Integrated optics enables the application and manipulation of light phenomena to miniaturize optical structures usable across various fields. A notable example is optical ring resonators, which are key devices in integrated optics due to their ability to filter optical signals over micrometric distances, providing a technological alternative to resonance and filtering methods that require more space, such as fiber-optic ring resonators. These resonators are a promising approach for developing highly integrated components in integrated optics. The objective of this work is to study the operating principle, simulate the light propagation in all-pass optical ring resonators for single-mode structures in optical telecommunications (C band, from 1528 nm to 1566 nm), and develop a fabrication methodology. To design a more compact and functional structure in integrated optics, specialized simulation software was used, and the optical properties of high-refractive index transparent materials such as Al2O3, ZnO, and TiO2 were analyzed on silicon wafer substrates with thermal SiO2 oxide and air cladding. Simulation and theoretical design results indicate that ZnO exhibits the best optical properties. For fabrication, a functional EBL methodology was developed for TiO2 structures, which demonstrated great versatility in a proposed method for fiber-to-waveguide coupling known as edge coupling
Expression of recombinant cowpea chlorotic mottle virus capsid protein
No full textLas VPLs de CCMV se han convertido en un sistema prometedor como nanoacarreador de moléculas de interés biomédico, sin embargo, su producción requiere de una gran cantidad de hojas infectadas para obtener la partícula viral suficiente que permita llevar a cabo la investigación. Se ha optado por su producción en un sistema heterólogo con la finalidad de obtener la proteína de cápside del CCMV soluble y sin etiquetas, para su óptima y fácil aplicación. En este estudio, se logró producir la proteína de cápside del CCMV de forma soluble en Escherichia coli BL21 (DE3) y se purificó en forma de VLPs. La producción se llevó a cabo en matraces con medio LB y MMM que presentaron una producción de 14.03 2.80 y 5.53 0.59 mg/L, respectivamente. La producción en biorreactores con MMM fue de 103.07 32.35mg/L, lo anterior resalta las ventajas de realizar el crecimiento en biorreactores. Las VPLs obtenidas tienen una morfología esférica con un tamaño aproximado de 28 nm. La proteína de cápside del CCMV soluble y sin etiquetas mostró su funcionalidad al ser recuperada en forma de VLPs. Esto demuestra que su producción en bacterias es conveniente y eficiente al disminuir los tiempos, en comparación con la producción del virus en plantas.CCMV VLPs have become a promising system as nanocarriers of molecules of biomedical interest, however, their production requires a large number of infected leaves to obtain enough virus to carry out the research. Therefore, their production in a heterologous system has been chosen to obtain soluble and label-free CCMV capsid protein, for its optimal and easy application. In this study, soluble CCMV capsid protein was produced in Escherichia coli BL21 (DE3) and purified in the form of VLPs. Production was carried out in flasks with LB and MMM medium that produced 14.03 ± 2.80 and 5.53 ± 0.59 mg/L, respectively. Production in bioreactors with MMM was 103.07 ± 32.35 mg/L, highlighting the advantages of carrying outgrowth in bioreactors. The obtained VLPs have a spherical morphology with an approximate size of 28 nm. The soluble and label-free CCMV capsid protein showed its functionality when recovered in the form of VLPs. This demonstrates that its production in bacteria is convenient and efficient by reducing the time, compared to the production of the virus in plants and even purification of the capsid protein
Evaluation of the inhibitory effect of metallic nanoparticles on Campylobacter jejuni synthesized by a green pathway using Ganoderma sessile
No full textEste estudio demuestra el potencial de las nanopartículas metálicas biosintetizadas a partir del hongo Ganoderma sessile como agentes antimicrobianos efectivos contra Campylobacter jejuni, así como contra otras especies relacionadas como Campylobacter coli y Campylobacter lari. Las nanopartículas de plata (AgNPs), con un tamaño modal de 5 nm, mostraron una acción inhibitoria rápida, con una concentración mínima inhibitoria (CMI) de 6.7 μg/mL, posiblemente debido a su interacción con la membrana bacteriana y la generación de estrés oxidativo en C. jejuni, mientras que las nanopartículas de óxido de cobre (CuONPs), con tamaño modal de 3 nm, exhibieron un efecto más lento, con una CMI de 10 μg/mL, atribuido a la capacidad de las bacterias para incorporar cobre en sus vías metabólicas. Estas CMI fueron notablemente bajas en comparación con estudios que emplean métodos químicos, destacando la eficacia de este enfoque verde. Además, las nanopartículas demostraron ser efectivas contra cepas de Campylobacter con perfiles de multirresistencia a antibióticos, incluyendo C. coli 2228, la cepa más resistente evaluada. El análisis del modo de acción reveló que las AgNPs actúan principalmente a través de la desestabilización de la membrana y la producción de especies reactivas de oxígeno, mientras que las CuONPs ejercen su efecto de manera más gradual, coincidiendo con estudios previos que resaltan la importancia del estrés oxidativo en la actividad antimicrobiana. Por otro lado, la exploración de la composición metabólica del extracto acuoso intracelular de G. sessile identificó acilos grasos y prenoles lípidos como los grupos más representativos, aunque su actividad inhibitoria moderada (40% en su concentración máxima) no mostró diferencias significativas contra la cepa C. coli 2228, sugiriendo que las moléculas responsables podrían haber sido afectadas por las condiciones experimentales. Sin embargo, el análisis de Incrustación de Vecinos Estocásticos con Distribución t (t-SNE) identificó al menos cuatro moléculas con estructuras similares a compuestos reportados por aprobado por agencias reguladoras de alimentos, como la FDA, con actividad antibacteriana, lo que abre nuevas vías de investigación. En resumen, este trabajo subraya el potencial de las nanopartículas biosintetizadas como una alternativa sostenible y efectiva para combatir patógenos provenientes de los alimentos multirresistentes a antibióticos, reduciendo la dependencia de métodos químicos tradicionalesThis study highlights the potential of biosynthesized metal nanoparticles derived from the fungus Ganoderma sessile as effective antimicrobial agents against Campylobacter jejuni and related species, including Campylobacter coli and Campylobacter lari. Silver nanoparticles (AgNPs), exhibiting a modal size of 5 nm, demonstrated intense inhibitory activity, with a minimum inhibitory concentration (MIC) of 6.7 μg/mL, likely due to their ability to disrupt bacterial membranes and induce oxidative stress in C. jejuni. In contrast, copper oxide nanoparticles (CuONPs), with sizes ranging close to 3 nm, exhibited a slower antimicrobial effect, with an MIC of 10 μg/mL, which may be attributed to bacterial mechanisms incorporating copper into metabolic pathways. These MIC values were significantly lower than those reported in studies using chemically synthesized nanoparticles, underscoring the efficiency of this green synthesis approach. Notably, the nanoparticles were effective against multi-antibiotic-resistant strains of Campylobacter, such as C. coli strain 2228, the most resistant strain evaluated. Mechanistic studies revealed that AgNPs primarily destabilize bacterial membranes and generate reactive oxygen species. At the same time, CuONPs exert their effects more gradually, consistent with the role of oxidative stress in their antimicrobial activity. Additionally, analysis of the intracellular aqueous extract of G. sessile identified fatty acyls and prenol lipids as the predominant metabolite groups. Although the extract showed moderate inhibitory activity (40% at maximum concentration), no significant differences were observed against C. coli strain 2228, suggesting that experimental conditions may have impacted the bioactive molecules. Nevertheless, the t- distributed stochastic neighbor embedding (t-SNE) analysis identified at least four molecules structurally similar to approved by regulatory food agencies antibacterial compounds, providing promising leads for future research. In conclusion, this work demonstrates the potential of biosynthesized nanoparticles as a sustainable and effective alternative for controlling multidrug- resistant foodborne pathogens by reducing reliance on conventional chemical synthesis methods. Future research will focus on identifying the metabolites responsible for antibacterial activity and optimizing synthesis conditions to enhance the efficacy of this approach as a promising strategy for combating foodborne infections
Routing protocol for ad-hoc satellite networks
No full textDesde tiempos remotos, el ser humano ha sentido fascinación por el espacio exterior, lo cual ha llevado al desarrollo de tecnologías clave para la exploración y comprensión del universo. Las redes ad-hoc satelitales se presentan como una oportunidad facilitando la comunicación de datos entre el entorno terrestre y el espacio, tomando como base el que nanosatélites sean capaces de comunicarse entre sí. Este enfoque tiene como objetivo habilitar diversas aplicaciones, que van desde la vigilancia remota de la biodiversidad hasta la provisión de servicios de comunicaciones en situaciones de emergencia, como terremotos y tsunamis. Con el fin de alcanzar el objetivo mencionado, se determinó que es fundamental desarrollar protocolos que posibiliten la comunicación entre nanosatélites dispuestos a participar en la red, teniendo en cuenta las particularidades propias de este tipo de nodos. Estas particularidades incluyen la presencia de nodos con limitada potencia de transmisión y carga energética, así como un alto nivel de dinamismo, predictibilidad y la interacción entre nodos de diferentes características. En este estudio de investigación se plantea la propuesta de un protocolo de enrutamiento satelital ad-hoc denominado TLE-Routing. Este protocolo se fundamenta en el uso de los elementos de dos líneas (TLE, por sus siglas en inglés) para el seguimiento de objetos en movimiento en el espacio. La propuesta de TLE-Routing consiste en aprovechar la previsibilidad intrínseca de las redes ad-hoc satelitales para determinar el siguiente salto óptimo de la información entre nodos. En este trabajo de investigación se aplican las lecciones aprendidas del estudio realizado acerca de los protocolos de enrutamiento MANET y los factores de mayor impacto que influyen en su rendimiento en las redes ad-hoc satelitales. Se ha diseñado una metodología de simulación que no requiere la selección previa de una constelación y que permite evaluar el efecto de diferentes protocolos en las redes satelitales en desarrollo. En este estudio se analiza un experimento simulado que contrasta el desempeño en métricas como la tasa de entrega de paquetes (PDR) y el retardo de extremo a extremo (E2E) del protocolo TLE-Routing con protocolos de enrutamiento MANET ampliamente reconocidos en la literatura como posibles opciones para redes ad-hoc satelitales. Los resultados obtenidos en este estudio de investigación indican que el protocolo de enrutamiento TLERouting se preseSince ancient times, humans have been fascinated by outer space, which has led to the development of key technologies for the exploration and understanding of the universe. Ad-hoc satellite networks present an opportunity by facilitating data communication between the Earth and space, based on the ability of nanosatellites to communicate with each other. This approach aims to enable diverse applications, ranging from remote monitoring of biodiversity to the provision of communications services in emergency situations such as earthquakes and tsunamis. To achieve this objective, it was determined that it is essential to develop protocols that enable communication between nanosatellites willing to participate in the network, considering the specific characteristics of this type of nodes. These specificities include the presence of nodes with limited transmission power and energy load, as well as a high level of dynamism, predictability, and interaction between nodes with different characteristics. This research study proposes an ad-hoc satellite routing protocol called TLE-Routing. This protocol is based on the use of two-line elements (TLE) to track moving objects in space. The TLERouting approach leverages the intrinsic predictability of satellite ad-hoc networks to determine the optimal next hop for information between nodes. This research applies the lessons learned from the study of MANET routing protocols and the most significant factors influencing their performance in satellite ad-hoc networks. A simulation methodology has been designed that does not require prior constellation selection and allows for the evaluation of the impact of different protocols on developing satellite networks. In this study, a simulated experiment is analyzed that contrasts the performance in metrics such as packet delivery rate (PDR) and end-to-end (E2E) delay of the TLE-Routing protocol with MANET routing protocols widely recognized in the literature as possible options for satellite ad-hoc networks. The results obtained in this research study indicate that the TLE-Routing routing