Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Analysis of microtubule dynamics in the entomopathogenic fungus Metarhizium brunneum
No full textMetarhizium brunneum es un hongo entomopatógeno que se utiliza para el control biológico de plagas para la agricultura, además de que este género también se encuentra asociado en la rizosfera de las plantas beneficiando su crecimiento. En la interacción hongo-insectos y hongo-plantas, el hongo se enfrenta a barreras y compuestos tóxicos producidos por eucariotas superiores como mecanismo de defensa, obligándolo a desencadenar eventos de diferenciación y de transporte de organelos para lograr la homeostasis. La polaridad celular en hongos es un proceso esencial para un apropiado crecimiento y morfogénesis, donde el citoesqueleto microtubular juega un papel importante en el transporte intracelular de vesículas y organelos. En este trabajo, con el fin de analizar la organización intracelular de los microtúbulos (Mts) en M. brunneum, se realizó la expresión heteróloga de la β-Tubulina proveniente de Neurospora crassa fusionado en el carboxilo-terminal con la GFP. El análisis mediante microscopia confocal de las transformantes, reveló la presencia de pocos y largos haces de Mts que se arreglan longitudinalmente en toda la hifa, y que la cantidad de éstos está relacionado directamente con la velocidad de crecimiento del microorganismo. Por otra parte, mediante el uso de cepas marcadas con proteínas fluorescentes, colorantes vitales y la droga despolimerizadora de los Mts, Benomilo (BML), se determinó la participación de los Mts en la organización intracelular. Nuestros resultados mostraron que los peroxisomas marcados con GFP (Kat-eGFP) y los cuerpos lipídicos teñidos con BODIPY, fueron observados como puntos fluorescentes distribuidos a lo largo de la hifa, los peroxisomas más grandes comparados con los cuerpos lipídicos. Los análisis determinaron que algunos peroxisomas tienen movimientos sobre su propio eje, mientras que otros con movimientos a distintas direcciones y velocidades. Los cuerpos lipídicos con movimiento, era mucho menor su velocidad comparada con los peroxisomas. El tratamiento con BML, demostró que tanto los peroxisomas como los cuerpos lipídicos disminuían el número de partículas fluorescentes en movimiento además de tener una distribución anormal. El AVC marcado con FM4-64, mostró una localización en el domo apical, moviéndose con la direccionalidad del crecimiento; el tratamiento con BML mostró la disminución de esta estructura con desaparición ocasional. La pared celular teñida con blanco de calcoflúor fue más gruesa en la punta de la ...Metarhizium brunneum is an entomopathogenic fungus used for biological control of pests in agriculture, additionally, this genus is associated with the rhizosphere of plants, benefiting their growth. In the fungusinsect and fungus-plant interaction, the fungus faces barriers and toxic compounds produced by higher eukaryotes as a defense mechanism, forcing it to trigger differentiation events and organelle transport to achieve homeostasis. Cell polarity in fungi is an essential process for proper growth and morphogenesis, where the microtubular cytoskeleton plays an important role in the intracellular transport of vesicles and organelles. In this work, to analyze the intracellular organization of microtubules (Mts) in M. brunneum, we performed the heterologous expression of β-Tubulin from Neurospora crassa fused at the carboxylterminal tagged with GFP. Live-cell imaging of the transformants utilizing confocal microscopy, revealed the presence of few and long bundles of Mts that are arranged longitudinally throughout the hyphae, and that the amount and arrangement of these is directly related to the growth rate of the organism. On the other hand, using strains marked with fluorescent proteins, vital dyes and treatment with Benomyl (BML), a drug that depolymerizes Mts, it was determined the participation of Mts in intracellular organization. Our results showed GFP-labeled peroxisomes (Kat-eGFP) and BODIPY-stained lipid bodies as fluorescent dots distributed along the hyphae; peroxisomes were larger compared to lipid bodies. Some peroxisomes moved on their axis while others with moved in different directions and speeds. Lipid bodies speed was much lower compared to peroxisomes. BML treatment showed that both peroxisomes and lipid bodies decreased their number of moving fluorescent particles in addition to having an abnormal distribution. The AVC stained with FM4-64, showed localization in the apical dome, moving in the growth direction, the treatment with BML showed the decrease of this structure and occasional disappearance. The calcofluor white-stained cell wall was thicker at the hyphal tip compared to the subapical and basal regions, but BML treatment decreased wall thickness at the apex. Mitochondria stained with MitoTracker Green were observed as long filaments distributed throughout the hyphae, and their positioning was altered by depolymerizing the Mts. The results obtained in this work allowed us to elucidate that when the Mts are not correctly ..
Geomorphological and structural analysis of the south pescadero basin, gulf of california, from high resolution bathymetry and machine learning techniques
No full textl análisis discriminante lineal (ADL) es una técnica utilizada en aprendizaje automático y en reconocimiento de patrones para problemas de reducción de dimensionalidad. En este trabajo de tesis, aplicamos el ADL para detectar escarpes de fallas en perfiles batimétricos de alta resolución en la Cuenca Pescadero Sur (CPS) ubicada en el Golfo de California. El ADL utiliza como muestras de entrenamiento a los perfiles de escarpes de fallas y cuestas (topografía inclinada) identificados en la Cordillera Alarcón (CA). Esta representación geométrica se transforma a un espacio paramétrico mediante un modelo idealizado de degradación de escarpes de falla. Mediante inversión, obtenemos el producto del coeficiente de difusión de masa con el tiempo (τ), la altura del escarpe (0) y la bondad de ajuste del modelo (ϵ) sobre los perfiles del escarpe y las cuestas. El ADL transforma el espacio paramétrico τ, 0, ϵ según el criterio de Fisher en un espacio dimensional 1D que maximiza la separabilidad de las clases. Posteriormente, la clasificación se realiza mediante la regla de decisión de Bayes utilizando funciones de densidad de probabilidad construidas a partir de los datos proyectados en 1D para cada clase (escarpes de falla y cuestas). Los resultados de la implementación en la CPS muestran la capacidad de detectar fallas en la parte más profunda de la cuenca donde el piso oceánico plano de la cuenca está interrumpido por arreglos de escarpes de falla morfológicamente jóvenes. La interpretación ADL supera a la identificación manual, particularmente en los escarpes de fallas que tienen una longitud superior a ∼3 km, mientras que las fallas más cortas son difíciles de distinguir de otras características lineales como canales. Identificamos episodios de generación e interacción cinemática entre fallas a partir de la obtención de las edades de difusión. Se estiman edades absolutas para el escarpe de falla oeste y central de 274 ka y 41 ka respectivamente.he linear discriminant analysis (LDA) is a common technique used in machine learning and pattern recognition for dimensionality reduction problems. Here, the LDA is applied to detect faults-scarps in high-resolution bathymetric profiles in the Southern Pescadero Basin (SPB) in the Gulf of California. The LDA uses fault scarps and cuestas (sloping topography) identified by a geomorphologist in the neighboring Alarcón Rise (AR). An idealized fault-scarp degradation model transforms these geometric representations into a parametric space. Through inversion, we extracted the product of the mass diffusion coefficient with time (τ), scarp height (0), and goodness of fit of the model on the scarp profiles and cuestas (ϵ). The LDA transforms the parametric space τ 0, ϵ by the Fisher’s criterion into a 1D dimensional space that maximizes the separability of classes. Then, the classification is performed by Bayes decision rule using the probability density functions built from the 1D projected data for each class (fault-scarps and cuestas). The implementation results in cross-sectional profiles across the SPB show the ability to detect faults in the deepest part of the basin where the flat basin floor is interrupted by morphologically young fault-scarp arrays. The LDA interpretation outperforms manual identification, particularly in faults scarps that are longer than ∼3 km, whereas shorter faults are challenging to discern from other linear features like channels. The model can extract information about the state of degradation of the scarps. This application identifies fault generation episodes and resolves kinematic interactions between faults. Additionally, we estimate absolute ages of 274 ka and 41 ka for the western and central fault scarps, respectively
Optimization of Aerococcus viridans lactate oxidase for direct electron transfer in biosensors
No full textEn ocasiones las enzimas obtenidas directamente de los organismos que las producen no cuentan con las características óptimas para usos en biodetección, por lo que la optimización de estas ha sido foco de investigación. Una de las enzimas que ha captado especial atención es la L-Lactato oxidasa (LOx), que se utiliza para la detección de L-lactato en diagnóstico clínico, así como para el control de procesos fermentativos. Por otro lado, las primeras generaciones de biosensores usan oxígeno o mediadores redox para la transferencia de electrones, lo cual limita su aplicabilidad en dispositivos implantables, por lo que la transferencia directa de electrones (DET) apunta a ser una mejor alternativa para una biodetección eficiente. En el presente trabajo se optimizó la LOx de Aerococcus viridans por apertura del sitio catalítico (para la creación de nanocúmulos de platino) o por inmovilización molecular orientada en superficies de oro para eficientizar la DET en biosensores amperométricos. Se diseñaron 3 mutantes para la apertura del sitio activo en el que se cambió la arginina 181 por residuos hidrofóbicos de cadena más corta (R181A, R181V Y R181I) y una mutante para el anclaje a superficies de oro donde se sustituyó la lisina 188 por cisteína (K188C). Todas las mutantes se expresaron en E. coli BL21 (DE3) y purificaron en 2 pasos (cromatografía de afinidad a níquel y cromatografía de intercambio iónico). Los ensayos de actividad mostraron una disminución de la actividad de las 4 mutantes con respecto a la enzima de tipo silvestre; sin embargo, la afinidad al sustrato (Km) de las mutantes R181V y K188C no fue afectada. La creación de nanocúmulos de platino se caracterizaró por DLS, el ensayo mostró partículas de entre 500 y 1000 nm, mostrando indicios de una DET. Por otra parte, las pruebas de anclaje de la mutante K188C evidenciaron una superficie de oro con enzima inmovilizada y activa; así mismo, los ensayos electroquímicos mostraron un pico redox en presencia de sustrato y una respuesta amperométrica dependiente de la concentración de lactato en ausencia de mediadores lo que demuestra que la mutante K188C es capaz de llevar a cabo la DET.The enzymes obtained directly from the organisms usually do not have the optimal characteristics for its use in biosensors. Thus, the optimization of these enzymes has been the focus of research. Among these enzymes L-lactate oxidase (LOx) is gained attention. LOx is used for the detection of L-lactate in clinical diagnostics or in the control of fermentation processes. On the other hand, the first generations of biosensors use oxygen or redox mediators for electron transfer, which limits their applicability in implantable devices, so direct electron transfer (DET) appears to be a better alternative for efficient biodetection. Therefore, in the present work, the LOx of Aerococcus viridans was optimized in two ways: first by opening the catalytic site (for the creation of platinum nanoclusters) and by producing a molecularly oriented immobilization on gold surfaces for efficient direct electron transfer in amperometric biosensors. Three mutants were designed to opening the active site where arginine 181 was replaced by shorter chain hydrophobic residues (R181A, R181V and R181I). On the other hand, a mutant for anchoring to gold surfaces was produced where lysine 188 was replaced by cysteine (K188C). All mutants were expressed in E. coli BL21 (DE3) and purified in 2 steps (nickel affinity chromatography and ion exchange chromatography). Activity assays showed a decrease in activity of the 4 mutants with respect to the wild-type enzyme, however, the substrate affinity (Km) of the R181V and K188C mutants was not affected. To test the creation of platinum nanoclusters they were characterized by DLS, the assay showed particles between 500 and 1000 nm, and the electrochemical assays suggested a DET. On the other side, anchoring tests of the K188C mutant evidenced a gold surface with immobilized and active enzyme, and electrochemical assays showed a redox peak in the presence of substrate and an amperometric response dependent on lactate concentration in the absence of mediators, these results demonstrate that K188C is capable to perform a DET
Contrasting structural styles and paleoseismic history of two segments from the Laguna Salada fault, Baja California, México
No full textEl presente estudio es un análisis estructural, geomorfológico y paleosísmico que intenta descifrar los efectos que las interacciones entre dos sistemas activos de fallas extensionales con sentidos de desplazamiento antepuesto ejercen sobre la falla maestra Laguna Salada (FLS). Hacia el norte de la FLS y hasta el norte de la depresión de Salton en California, todas las fallas extensionales conservan un sentido de transporte dirigido hacia el este y pertenecen al sistema West Salton Detachment. Hacia el sur de la FLS y hasta el sur de la Sierra El Mayor, se extiende un sistema de fallas con sentido de transporte hacia el oeste, controlado por la falla normal de bajo ángulo Cañada David Detachment. Se mapeo sistemáticamente las diferentes secuencias de abanicos aluviales Cuaternarios presentes sobre la traza de la FLS, a lo largo del margen occidental de la Sierra Cucapá, construyendo un total de 152 perfiles topográficos a partir de ortomosaicos y Modelos Digitales de Superficie de alta resolución (0.12m) generados mediante dron, cubriendo un área total de 41.2 km2; además de la base de datos LiDAR obtenida de la ruptura superficial del evento EMC Mw 7.2 del 2010. Los resultados obtenidos revelan que la deformación a lo largo de la FLS está particionada en dos sistemas distintos de falla. El sistema interno corre contiguo al frente de montaña y buza hacia el noreste. El sistema externo corta a las superficies aluviales depositadas sobre la cuenca y buza al suroeste. Los sistemas operan en conjunto en el tercio norte del área de estudio y posteriormente se separan en un prominente doblez de extensión, a partir de cual operan de manera independiente. Actualmente el sistema externo domina con un intervalo de recurrencia sísmica menor. Sin embargo, en algún momento en el pasado fue el sistema interno el que dominó en el área. La base de datos y los análisis de esta tesis aportan nueva evidencia, que sostiene contrario a lo ampliamente aceptado, que son las fallas extensionales las que dictan la ubicación y cinemática de las fallas transformes en la provincia extensional del Golfo de CaliforniaThis study is a structural, geomorphologic and paleoseismic analysis that attempts to unravel the effects that the interactions between two active systems of extensional faults with opposite sense of tectonic transport exert on the Laguna Salada master fault (LSF). North of the LSF, and as far as the northern Salton Trough, all the extensional faults are top-to-the-east and can be related to the West Salton Detachment system. South to the LSF, down to the southern Sierra El Mayor comprises top-to-the-west faults controlled by the Cañada David Detachment. The Quaternary alluvial fans that lie over the LSF fault zone, and along the occidental margin of the Sierra Cucapá, were systematically mapped constructing 152 topographic profiles from high resolution orthophotos and DEM generated by drone surveys, plus LiDAR topography data for the surface rupture of the 2010 Mw 7.2 EMC. The results reveal that the deformation along the LSF is partitioned between two different fault systems. The inner system is top-to-the-east, and runs along the mountain front. The outer system is top-to-the-west, and cuts the alluvial fan surfaces that lie over the basin. Both systems act together on the northern third of the study area, and get separated after a conspicuous releasing bend where they start to act separated in accommodate the tridimensional deformation. Currently the outer system dominates with a faster seismic recurrence interval. However, at some point in the past it was the internal system that dominated in the area. The database and the analyzes of this thesis provide new evidence, which argues contrary to what is widely accepted, that it is the extensional faults that dictate the location and kinematics of the transform faults in the extensional province of the Gulf of Californi
Dispersion of atmospheric pollutants emitted by a thermoelectric plant in La Paz, BCS using a Lagrangian model
No full textLa contaminación del aire en la ciudad de La Paz representa una problemática que ha aumentado considerablemente en los últimos años, derivado principalmente de un acelerado crecimiento poblacional. Este crecimiento se ve reflejado en un ascenso continuo de la demanda eléctrica, de donde, la generación de electricidad a partir de combustibles fósiles contribuye considerablemente a la liberación de dióxido de carbono, azufre y óxidos de nitrógeno. En este contexto se tiene a la central de combustión interna (CCI), ubicada aproximadamente a 10km al noreste de La Paz, la cual aporta el 95% de la energía que requiere el estado de Baja California Sur. Los vientos superficiales medios sobre la ciudad de La Paz se dirigen desde el océano Pacifico hacia el Golfo de California. Lo anterior significa que el material emitido por la CCI se dirige al Golfo de California y por ende la afectación de los contaminantes emitidos es pequeña sobre la ciudad. Para corroborar lo anterior, en este trabajo se realizó un análisis de los destinos posibles del material particulado emitido por la CCI haciendo uso del modelo FLEXPART-WRF. El objetivo fue observar la dispersión de las partículas emitidas y determinar, a partir de su trayectoria, las zonas más afectadas por las mismas. Además, se hizo uso de radiosondeos para observar los cambios estacionales de las condiciones meteorológicas en la región y determinar cómo estos cambios afectan a los patrones de dispersión de los contaminantes. Los resultados indican que las condiciones de estabilidad atmosférica presentes en invierno permiten que una mayor cantidad de partículas se queden atrapadas dentro de la capa limite, contrario al otoño, en donde las condiciones de inestabilidad permiten un mayor ascenso de las partículas. De la dispersión se encontró un régimen dominante en todas las estaciones del año mayor a uno balístico, pero sin llegar a ser dispersión por corte. Esto ocurre dentro de las primeras 15 horas de simulación, posteriormente la dispersión pasa a ser lineal como se espera dentro del comportamiento de caminata aleatoria. En cuanto a la dirección de las partículas, el invierno resulta ser la estación en donde existe mayor probabilidad de que en la ciudad de La Paz se reciba la mayor cantidad de material particulado, debido a las brisas predominantemente con dirección al sur. Durante el resto de las estaciones la probabilidad de recepción de partículas en la ciudad de La Paz es muy baja, en especial en las estacionesThe air pollution in La Paz city represents a problem increasing over the years, mainly due to a big population growth. This growth is manifested in a continuous rise in electricity demand; the generation of electricity by fossil fuels, contributes considerably to the release of carbon and sulfur dioxide, as well as nitrogen oxides. It is then that the internal combustion plant (ICP), located approximately 10 km northeast of La Paz provides 95% of the energy required by the state of Baja California Sur. The mean surface winds over the city of La Paz are directed from the Pacific Ocean towards to the Gulf of California. This means that the material emitted by the ICP goes to the Gulf of California and therefore the impact of the pollutants emitted is small on the city. To confirm the above, in this work an analysis of the possible destinations of the material issued by the ICP was carried out using the FLEXPART-WRF model. The main goal of this study was to observe the dispersion of the emitted particles and determine, based on their trajectory, the most affected areas. In addition, soundings were used to observe seasonal changes in weather conditions in the region to determine how these changes affect the dispersion patterns of particulate matter. The results show that the conditions of atmospheric stability present in winter allow a greater number of particles to remain trapped within the boundary layer, contrary to autumn, where the conditions of instability allow a greater ascent of the particles. From the dispersion, it was found a dominant regime in all the seasons of the year greater than a ballistic one, but without becoming, shear dispersion. This occurs within the first 15 hours of simulation, after which the dispersion becomes linear as expected within the random behavior. Regarding the particles direction, winter turns out to be the season where the city of La Paz is most likely to receive particulate matter, due to the predominantly southerly breezes. During the rest of the year, the probability of receiving particles in La Paz city is very low, especially in the spring and summer seasons
Toxicological evaluation of zinc oxide nanoparticles found in food products in an in vitro model of colon
No full textEl desarrollo de los nanomateriales ha derivado en importantes avances tecnológicos que representan una ventaja en muchos aspectos de la vida diaria, pero su presencia en la cotidianidad también implica un riesgo toxicológico para los seres humanos expuestos a la ingesta de nanomateriales que pueden encontrarse en alimentos y bebidas como aditivos utilizados en la industria alimentaria. Tras ser ingeridos, los nanomateriales ocasionan la activación de mecanismos de estrés celular y, en consecuencia, potenciales enfermedades gastrointestinales. Por lo tanto, en este estudio se evaluó el efecto de dos formulaciones distintas de nanopartículas de óxido de zinc (ZnO NPs), formulación en suspensión y en polvo, en la línea celular de cáncer de colon HT-29. Las ZnO NPs se caracterizaron por espectrofotometría UV-vis, microscopía electrónica de transmisión (TEM) y dispersión dinámica de luz (DLS). Se evaluó in vitro la citotoxicidad de las nanopartículas por reducción de resazurina y se comparó su potencial citotóxico al ser tratadas con un agente quelante. Así mismo, se evaluó la internalizacióncelular, los efectos en el ciclo celular y la activación de mecanismos de apoptosis en la línea celular HT29. También se estimó la producción de especies de oxígeno reactivas (ROS), con y sin tratamiento de quelación, y la actividad de la enzima superóxido dismutasa (SOD). Además, se llevaron a cabo ensayos con eritrocitos para evaluar la hemocompatibilidad de las ZnO NPs. Se encontró que las ZnO NPs en suspensión tienen un tamaño promedio mayor a la presentación en polvo y que, en general, las ZnO NPs en polvo parecen ser más citotóxicas. Se identificó que la activad de la enzima SOD mantuvo al margen la producción de ROS por lo que no se presentaron condiciones de estrés oxidativo y que ambas formulaciones de ZnO NPs ocasionan la paralización de la viabilidad relacionado con el arresto del ciclo celular en la fase G0/G1 por acción de los iones Zn2+ y no por la internalización de las nanopartículas que resultó ser mínima. Se determinó que las concentraciones evaluadas de ambas presentaciones de ZnO NPs son hemolíticas. Los resultados de este trabajo plantean un mecanismo de citotoxicidad alternativo para las ZnO NPs.Development of nanomaterials has led to important technological advances that represent an advantage in many aspects of daily life, but their presence also implies a toxicological risk for humans exposed to the ingestion of nanomaterials that can be found in food and beverages as additives used in food industry. After being ingested, nanomaterials cause the activation of cellular stress mechanisms and, consequently, potential gastrointestinal diseases. Therefore, in this study, the effect of two different formulations of zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs), suspension and powder formulation, on colon cancer cell line HT-29 was evaluated. ZnO NPs were characterized by UV-vis spectrophotometry, transmission electron microscopy (TEM), and dynamic light scattering (DLS). The cytotoxicity of nanoparticles was evaluated in vitro by a resazurin reduction assay and it was compared with their cytotoxic potential when treated with a chelating agent. Likewise, cell internalization, effects on the cell cycle and activation of apoptosis mechanisms were evaluated. Production of reactive oxygen species (ROS), with and without chelation treatment, and the enzymatic activity of superoxide dismutase (SOD) were also estimated. In addition, erythrocyte assays were carried out to assess the hemocompatibility of ZnO NPs. It was found that suspension ZnO NPs have a larger average size than the powder presentation and that, in general, powder ZnO NPs seemed to be more cytotoxic. It was identified that SOD activity kept the production of ROS in balance, so that no oxidative stress conditions were presented and that both formulations of ZnO NPs cause a stagnation in viability related to the arrest of the cell cycle in the G0/G1 phase by the action of Zn2+ ions and not by internalization of the nanoparticles, which was minimal. It was determined that the evaluated concentrations of both presentations of ZnO NPs are hemolytic. The results of this work suggest an alternative mechanism for ZnO NPs’ cytotoxicit
Three-dimensional deconvolution on light-sheet microscopy using Gaussian and Bessel beams
No full textCualquier imagen adquirida a través de un sistema óptico como una simple lupa, una cámara fotográfica, o sistemas más complejos como microscopios o telescopios, es afectada por la calidad de sus lentes. El contraste y la resolución de la imagen dependerá de la luz reflejada, trasmitida o esparcida desde el objeto y la luz que se colecte por el sistema óptico; consecuentemente, la imagen resultante no es igual al objeto. La diferencia entre el objeto y su imagen no se aprecia fácilmente cuando se utilizan sistemas ópticos de alta calidad. Pero si se observa detenidamente las pequeñas estructuras del objeto (el detalle fino) en la imagen, es posible apreciar una falta contraste en la estructuras viéndose algo borrosas. Este efecto se debe al límite de difracción óptico donde la lente más cercana al objeto como la iluminación juega un papel relevante. Matemáticamente, la imagen resulta de un proceso de convolución entre dos funciones: la función que representa al objeto y la función de respuesta de la lente conocida como la función de respuesta al impulso (PSF, por sus siglas en inglés), misma que define el límite de resolución óptico del sistema. Entonces, no se difícil intuir que, si se conoce la PSF del sistema, se puede recuperar una imagen ”más parecida” al objeto mediante un proceso inverso llamado proceso de deconvolución. En esta tesis se presenta una metodología de deconvolución tridimensional para recuperar la imagen de un objeto bajo observación en un sistema de microscopía de hojas de luz láser Gaussianos o Bessel. Para llegar a esta metodología, primero se simuló el proceso de convolución bajo un sistema de hoja de luz en condiciones similares a las del laboratorio, con el fin de emular y comprender la distorsión de las imágenes que se obtienen experimentalmente. Con ello, se obtuvo una PSF volumétrica (3D) del sistema, la cual depende de las características de la hoja de luz y de los objetivos de microscopio. Una vez comprendido el proceso de la convolución en este sistema, se desarrolló un algoritmo para realizar la deconvolución de imágenes de muestras experimentales.Any image acquired through an optical imaging system, such as a magnifying glass, cameras, microscopes, or telescopes, is affected by the quality of its lenses. The image quality (in terms of contrast and resolution) depends on the light reflected, transmitted, or scattered from the object and the amount of it collected by such optical systems. Consequently, the resulting image is not precisely the same as the object. The difference between the object and the image is not easily appreciated when the latter is acquired through high-quality optical systems. However, if one looks carefully at the small object structures (the so-called fine details) in the image, it is possible to see specific differences. In particular, one will see that these tiny structures are not well defined, lack contrast, and appear somewhat blurry. This effect is due to the so-called optical diffraction limit, where the lens closest to the object and the light used to illuminate it play a relevant role. Mathematically, the resulting image is due to a convolution process between the object and a lens response function. This latter function, known as the impulse response function (PSF), is actually what defines the resolution limit in any optical imaging system. If the PSF of the system is known, then by a reverse process called deconvolution, an image whose shape is more like the object can be retrieved. This thesis presents a 3D-deconvolution methodology to recover an object under observation in a laser light sheet microscopy system that uses Gaussian or Bessel beams. To obtain this methodology, first it was necessary to simulate the convolution process under a light-sheet system under conditions similar to those used in the laboratory. This was made in order to emulate the distortion of the images as they are obtained experimentally. In this way, the volumetric PSF (3D) of the system is obtained, which, as will be seen in this thesis, depends on the characteristics of the excitation light-sheet and the collection microscope objective. Once the convolution process in this system was understood, an algorithm was developed to perform the deconvolution of images of experimental samples
Yttrium and Gallium incorporation effect over Ni-Fe catalysts supported on nanostructured alumina and its application for CO2 hydrogenation
No full textEl cambio climático y la demanda energética global son los retos más grandes de la humanidad en el siglo XXI. Con este panorama, la captura y utilización de carbono (CUC) surge como una de las áreas clave para alcanzar los objetivos de emisión de CO2, así como contribuir a satisfacer la creciente demanda de energía, combustibles y productos químicos. Uno de los principales desafíos para la CUC es la disponibilidad de catalizadores altamente activos y baratos. En este sentido se ha investigado el desarrollo de nuevos catalizadores basados en metales de transición debido a su bajo costo; no obstante, dichos catalizadores suelen presentar una actividad y estabilidad deficiente. De ahí que en este trabajo se investigue la incorporación de especies de galio o itrio en catalizadores Ni-Fe soportados en alúmina nanoestructurada como una forma de modular el desempeño de los materiales en la hidrogenación de CO2. Para ello se sintetizó alúmina mediante un método hidrotermal y se impregnó con 5% y 10% en peso de óxido de itrio o galio. Sobre estos materiales se prepararon catalizadores Ni-Fe con una relación Ni/Fe=9 (10% en peso) mediante impregnación húmeda sucesiva. Los soportes se analizaron mediante difracción de rayos X (DRX), fisisorción de N2, SEM, reacción modelo de descomposición de 2-propanol, adsorción de piridina, medición de potencial Z y dinámica molecular. Asimismo, los catalizadores se estudiaron mediante DRX, fisisorción de N2, TEM, FTIR en condiciones de reacción y se probaron en la reacción de hidrogenación de CO2. Se observó una modificación de la estructura cristalina, propiedades texturales y acidez superficial de la alúmina al impregnarla con galio o itrio en dependencia de la naturaleza del óxido y del porcentaje de impregnación. Asimismo, los catalizadores exhibieron una excelente dispersión de la fase activa e incorporación de los óxidos impregnados; además de presentar una estructura cristalina y especies intermediarias de reacción diferenciadas de acuerdo con el óxido impregnado. La evaluación catalítica reveló un aumento en la conversión y selectividad hacia metano de los catalizadores impregnados con itrio, mientras que los catalizadores impregnados con galio presentaron una disminución en conversión y selectividad.Climate change and global energy demand are humanity's greatest challenges in the 21st century. Under this panorama, the capture and use of carbon (CUC) emerge as one of the critical areas to achieve the CO2 emission objectives, as well as to satisfy the growing demand for energy, fuels, and chemical products. One of the main challenges for CUC is the availability of cheap and highly active catalysts; Therefore, the development of new catalysts based on transition metals has been investigated. However, transition metal catalysts often exhibit poor activity and stability. Hence, this work explores the incorporation of gallium or yttrium species in Ni-Fe catalysts supported on nanostructured alumina to modulate materials' performance in CO2 hydrogenation. Alumina was synthesized by a hydrothermal method and impregnated with 5 and 10 wt.% of yttrium or gallium oxide. Similarly, Ni Fe catalysts (Ni/Fe=9; 10% wt.) were prepared by successive wet impregnation employing the impregnated alumina materials as supports. The supports were analyzed by XRD, N2 physisorption, SEM, 2-propanol decomposition model reaction, pyridine adsorption, Z-potential measurement, and molecular dynamics. Likewise, the catalysts were analyzed by XRD, N2 physisorption, TEM, and FTIR under reaction conditions. Also, catalysts were tested in the CO2 hydrogenation reaction. The alumina's crystalline structure, textural properties, and surface acidity were adjusted with impregnation, varying with gallium or yttrium oxide percentage. Moreover, the catalysts exhibited excellent active phase dispersion and good incorporation of the impregnated oxides, presenting a differentiated crystalline structure and reaction intermediates according to the impregnated oxide. Furthermore, the catalytic evaluation revealed increased conversion and selectivity towards methane on yttrium-impregnated materials. In contrast, the conversion and selectivity of gallium-impregnated catalysts decreased
Quantitative and qualitative analysis of the rhizospheric and endophytic colonization of native bacteria isolated from Solanum hindsianum in different Solanaceae of agricultural interest
No full textLas plantas se relacionan estrechamente con la microbiota del suelo. Algunas bacterias tienen efectos benéficos sobre el crecimiento vegetal. Estas bacterias se conocen como bacterias promotoras de crecimiento vegetal, o PGPB por sus siglas en inglés, y se utilizan en la agricultura como una alternativa sustentable al uso de agroquímicos. Sin embargo, su efectividad depende de su adaptación a las condiciones ambientales, por lo que se ha propuesto utilizar cepas nativas de la región, aisladas de plantas cercanas filogenéticamente al cultivo de interés. Previamente, en nuestro grupo se aislaron e identificaron bacterias rizosféricas y endófitas de la solanácea nativa Solanum hindsianum capaces de promover el crecimiento vegetal. De las bacterias identificadas se seleccionaron cuatro cepas, EBCAb1, EBCAe10, rbES061 y rbES087, todas pertenecientes al género Pseudomonas. En este trabajo se marcaron las cepas con un transposón Tn7, mediante electroporación y conjugación, este transposón confiere resistencia a un antibiótico y un fluoróforo. Se utilizaron cuatro fluoróforos para marcar las cepas teniendo un total de 11 cepas marcadas. Se seleccionaron las cepas EBCAe10 y rbES061, ambas marcadas con el transposón Tn7-152, para evaluar la colonización rizosférica, epífita y endófita y la promoción de crecimiento, en dos condiciones de riego, en plantas de chile, tomate y tomatillo en cámara de crecimiento e invernadero. En cámara de crecimiento ambas cepas lograron colonizar de manera rizosférica y epífita las plantas de tomate, chile y tomatillo pero la cepa EBCAe10 fue la única con la capacidad de colonizar de manera endófita. En invernadero la cepa EBCAe10 colonizó rizosféricamente el cultivo de chile y tomate en condiciones de riego bajo, y en riego alto, la cepa rbES061 colonizó chile y tomate en riego alto y tomate en riego bajo. La cepa EBCAe10 colonizó de manera endófita y epífita en ambos cultivos y condiciones de riego en invernadero. Este trabajo provee información acerca de la colonización de dos cepas nativas de Baja California, siendo la cepa EBCAe10 la que obtuvo mejores niveles de colonización.Plants interact closely with the soil microbiota. Some bacteria have beneficial effects on plant growth. These bacteria are known as growth-promoting bacteria, or PGPB, and are used in agriculture as an alternative to agrochemicals. However, its effectiveness depends on its adaptation to environmental conditions, due to it has been proposed to use native strains. Previously, our group isolated and identified rhizospheric and endophytic bacteria from the native nightshade Solanum hindsianum, characterized as PGPB. From them, four strains were selected, EBCAb1, EBCAe10, rbES061 and rbES087, all belonging to the Pseudomonas genus, which were promising in plant growth promotion assays. In this work, the strains were labeled with a Tn7 transposon by electroporation and conjugation, this transposon conferred resistance to an antibiotic and a fluorophore. Four fluorophores were used to label the strains, making a total of 11 labeled strains. Strains EBCAe10 and rbES061, both marked with the Tn7-152 transposon, were selected to evaluate their rhizospheric, epiphytic and endophytic colonization, and plant growth promotion, under two irrigation conditions in pepper, tomato and tomatillo plants in growth chambers and in greenhouse conditions. Strain EBCAe10 was the only one that colonized the endosphere of all plant species in greenhouse and growth chamber conditions; rbES061 had a rhizospheric and epiphytic colonization in growth chamber conditions. This work provides information about the colonization of two native Baja Californian strains, EBCAe10 being the one with the best colonization levels
Seasonal variations of seismic velocities and vibration periods in the Valley of Mexico observed with seismic noise processing
No full textEn este trabajo se analiza el ruido sísmico registrado en 30 estaciones de la Red Sísmica del Valle de México de manera continua durante 3 años. Se pretende demostrar que existe una variación en la velocidad de las ondas sísmicas. Nuestro enfoque, consiste en medir los cambios de los tiempos de retardo en cada par de estaciones usando correlación cruzada de ruido sísmico. Se utilizaron los algoritmos de MSNoise para calcular las funciones de correlación cruzada de la componente vertical en ventanas de 30 minutos a lo largo de un día. El resultado se apila en 18 días para cada par de estaciones durante un año. Los mismos registros de ruido se usaron para obtener los periodos fundamentales mediante la técnica de HVSR (o H/V), separando las componentes horizontales y verticales en cada estación, obteniendo un archivo por día. Se elaboró una rutina de cómputo que separa cada día en 24 horas, el programa selecciona aquellos días que tienen información continua y calcula su razón espectral H/V, basado en un procesamiento digital de señales conforme a recomendaciones internacionales. Finalmente se presenta este conjunto de datos como un punto de partida para posteriores análisis de fluctuaciones de periodos de vibración. Los resultados muestran que los periodos dominantes no cambian a lo largo del año, pero las amplitudes relativas dependen de la época del año. Un estudio detallado de los cambios de velocidad muestra que las variaciones ocurren en época de lluvia y están relacionadas con fenómenos hidrológicos y poroelásticos. Cabe destacar la presencia de periodos dominantes estacionales en Zona de Lomas del Valle de México, los cuales llegan a ser evidentes en temporada de lluvia, y desaparecen en épocas de sequía. Es importante revisar cada caso en particular porque existen condiciones locales que afectan los periodos de vibración. Los resultados muestran que existe una necesidad de tener estaciones sísmicas permanentes para estudios de sitio a diferencia de los estudios clásicos donde solo se realizan mediciones puntuales en un par de horas. Así como estudiar los cambios hidrológicos para conocer los efectos que puedan ocasionar en las amplificaciones y periodos de sitio.In this thesis we analyze seismic noise recorded in 30 stations of the Seismic Network of the Valley of Mexico on a continuous basis for 3 years. We believe that there is a variation in the velocity of seismic waves during a year. Our approach is to measure the changes in delay times at each pair of stations using cross-correlation of seismic noise. MSNoise algorithms were used to compute the crosscorrelation functions of the vertical component in 30-minute windows over one day. The output is stacked on 18 days for each pair of stations in a year. The same noise records were used to determine the fundamental periods using HVSR (or H/V) technique, separating the horizontal and vertical components at each station, creating one file per day. A computation routine was designed to separate each day into 24 hours, the program selects those days that have contiguous information and calculates their H/V spectral ratio, based on digital signal processing according to international recommendations. Then the data set is presented as the starting point for further analysis of vibration periods fluctuations. The results revealed no changes of dominant periods throughout the year, but the relative amplitudes depend on the season of the year. A detailed study of the velocity changes suggests that variations during rainy season are related to hydrological and poroelastic events. It is to be noted the presence of seasonal dominant periods in Lomas Zone of the Valley of Mexico, which become evident in rainy season, and disappear in dry season. It is necessary to analyze each case to determine if there are local conditions that affect the vibration periods. Results confirm that there is a need to have permanent seismic stations for site studies contrary to the classic studies where measurements are made in a few hours, as well as studying hydrological variations to understand the effects they may have on the amplifications and site periods