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Análisis estructural y funcional de la proteina BI-ARC perteneciente a la familia de ATPasas AAA de Bifidobacterium longum.
Get PDF"La familia de proteínas AAA (ATPasas Asociadas a diversas Actividades celulares) se encuentran involucradas en importantes procesos celulares como la proteólisis y el desdoblamiento-plegamiento de las proteínas. Las proteínas AAA+ se encuentran presentes en todos los reinos de vida y contienen un domino ATPásico altamente conservado, denominado módulo AAA. Este dominio posee 200 a 250 residuos de aminoácidos y lo conforman tres motivos: Walker A (reconoce el sustrato ATP), Walker B (unión al cofactor Mg+2) y una segunda región de homología (SRH) la cual distingue a estas ATPasas AAA+ de otras familias. En este proyecto nosotros utilizamos a Bifidobacterium longum como modelo de estudio para caracterizar proteínas presentes en eucariontes superiores. B. longum es una bacteria Gram positiva anaerobia obligada; ésta bacteria habita el tracto gastrointestinal en mamíferos. Los estudios de esta bacteria se han enfocado a sus efectos benéficos en la mejora del entorno intestinal, el mantenimiento del sistema inmune, en la homeostásis, el combate contra infecciones, y el favorecimiento de la fuerza ósea e inhibición de la carcinogénesis. En el genoma de Bifidobacterium longum se han localizado 30 ATPasas AAA+ hipotéticas, dentro de las cuales seleccionamos al gen hipotético IPR003593 AAA+, cuya secuencia de amino ácidos contiene 72% de identidad de los dominios AAA antes descritos. Debido a que se desconoce la función de esta proteína, se realizó la clonación y expresión del gen antes mencionado en E. coli para dilucidar su actividad enzimática, así como el análisis de su estructura tridimensional, con el objetivo de descubrir su función y participación en procesos celulares.""The AAA+ protein family (ATPases Associated with diverse cellular Activities) is involved in important cellular processes as proteolysis and protein folding/unfolding. The AAA+ proteins are found in all kingdoms of life and have a highly conserved domain called AAA+ module. This domain has 200 to 250 amino acid residues and comprises three motifs: Walker A (recognizes the substrate ATP), Walker B (binding to the cofactor Mg+2) and a Second Region of Homology (SRH) which distinguishes these ATPases from other families. In this study we used Bifidobacterium longum as a model microorganism to dilucidate key mechanisms of the proteins present in higher eucaryotes. It is an obligated anaerobic Gram positive bacteria, that belongs to the flora of the gastrointestinal tract in mammals. Studies of this bacteria have been focused on the fact that provides beneficial effects; especially those describing his involvement in improving the intestinal environment, the maintenance of a healthy immunological system, fighting infections, the bone strength and inhibition of carcinogenesis. Bifidobacterium longum genome contains 30 hypothetical AAA+ ATPases, from these, we have selected the hypothetical gene IPR003593 AAA+, and its amino acid sequence shows 72% identity to the AAA domains above described. Due to the unknown function of this protein, the purpose of this project was to elucidate the structure and enzymatic activity by cloning and expressing the gene in E. coli to establish its function and participation in cellular processes.
Hydrogen production by Escherichia coli genetically modified
Get PDFTesis (Doctorado en Ciencias en Biología Molecular)"El hidrógeno es considerado como el acarreador energético del futuro debido a su alto contenido energético y a que sólo genera agua como subproducto. Entre los métodos de producción de este gas, los procesos biológicos son una alternativa atractiva ya que requieren menos energía y se pueden utilizar subproductos agroalimentarios como sustratos. El suero de leche es el principal subproducto de la industria quesera y por lo tanto se usó como sustrato para la producción de hidrógeno por medio de Escherichia coli. La deleción de los genes hycA y lacI en la cepa WDHL, permitió un rápido consumo de lactosa y un incremento del 22% en la producción de hidrógeno comparado con la cepa silvestre. La velocidad específica de producción de hidrógeno se incrementó 78.7 % al utilizar las condiciones óptimas de pH, temperatura y concentración de suero de leche. De acuerdo a los resultados obtenidos, el pH mostró ser unos de los factores más influyentes en la producción de hidrógeno. Al controlar el pH a 6.5 se alcanzó la mayor producción de hidrógeno y el rendimiento más alto. Lactosa, glucosa y galactosa son fuentes de carbono que se encuentran comúnmente en desechos de la industria agroalimentaria, por lo tanto la producción de hidrógeno a partir de estos sustratos también fue evaluada. El rendimiento de hidrógeno a partir de glucosa (0.19 mol de H2/ mol de glucosa) fue menor que el que se obtiene a partir de galactosa (1.15 mol de H2/ mol de galactosa). El bajo rendimiento de hidrógeno a partir de glucosa se debe a que el metabolismo se desvía hacia la producción de lactato, en comparación con la fermentación de galactosa donde se favorece la producción de formiato, que es convertido rápidamente en hidrógeno. Además se desarrolló una red neuronal artificial que predice satisfactoriamente la producción de hidrógeno a partir exclusivamente de parámetros en línea.""Due to its high energy content and because its use only result in water as subproduct, hydrogen is seen as the energetic carrier for the future. Among the methods of production of this gas, the biological processes are an attractive choice since are less energy intensive and can use agro-food by-products as substrates. The cheese whey is the main by-product of the cheese manufacturing industry, and by this reason it was used in this work for hydrogen production by Escherichia coli. The deletion of hycA and lacI genes in the strain WDHL resulted in a faster consumption of lactose and an increase of 22% in hydrogen production compared with the wild type strain. The hydrogen specific production rate was increased by 78.7% when optimized conditions of pH, temperature and cheese whey concentration. According to the results the pH is one of the most important factors is hydrogen production. Controlling the pH at 6.5 resulted in the highest hydrogen production and yield. Lactose, glucose and galactose are carbon sources commonly present in wastes of the agro-food industry, the hydrogen production from these substrates was also evaluated. The hydrogen yield from glucose (0.19 mol of H2/ mol of glucose) was lower than that from galactose (0.19 mol of H2/ mol of galactose). The low hydrogen yield from glucose is due to the large production of lactate, whereas in the galactose fermentation the formate production is increased and it is converted to hydrogen. Moreover an artificial neural network to estimate the hydrogen production using only on-line parameters was developed.
Identificación de modelo para incorporar escenarios de hiper- e hipoglucemia en control de DMT1
Get PDF"En esta tesis se aborda la identificación de un modelo entrada-salida de un paciente con Diabetes Mellitus Tipo 1 bajo el régimen de terapia intensiva, es decir con monitoreo continuo de glucosa y suministro continuo de insulina. Como datos de entrada se utilizaron las dosis de insulina suministradas vía subcutánea y como datos de salida las mediciones de glucosa intersticial. Con el modelo identificado se diseña un controlador utilizando las herramientas de control robusto donde el objetivo es que el nivel de glucosa del paciente diabético siga el nivel de glucosa de una persona no diabética. En el diseño se contemplan el rechazo a perturbaciones por ingesta y variaciones paramétricas en la planta. Además, el error en la recepción de la medición es incluido en la síntesis del controlador como una función de peso. Con el propósito de incluir ingestas en las simulaciones numéricas, el controlador es probado utilizando un modelo por compartimentos no lineal, el nivel de glucosa del diabético sigue de cerca al nivel de referencia con un error de seguimiento de 15 mg/dL. La señal de control es mantenida en 22 mU/min aproximadamente.""This thesis discusses the identification of input-output model of a patient with Type 1 Diabetes Mellitus in intensive therapy regimen, ie continuous glucose monitoring and continuous supply of insulin. The dose of insulin delivered subcutaneously is ised as input data and interstitial glucose measurements are used as output data. Eith the identified model a controller is designed using the tools of robust control, where the objective is that the level of glucose in diabetic patients tracking the level of glucose in a healthy subject, the disturbance rejection intake and variations parametric plant are included in the design. The reception error in the measurements is represented as a weight function. In order to include meals in the numerical simulations, the conotroller is tested using it as model for non-linear compartments, the diabetic´s glucose level closely reaches the reference level where the tracking error is up 15 mg/dL. The control signal is maintained at 22mU/min.
Expansion of human hematopoietic cells from umbilical cord blood using roller bottles in CO2 and CO2-free atmosphere
Get PDF"In this work, we evaluated the expansion of human hematopoietic stem cells from umbilical cord blood in roller bottles. The Iscove's modified Dulbecco's medium, the Stem Pro 34-SFM medium, and the L-15 Leibovitz's medium for cultures in CO2-free atmosphere were assessed. At day 5 of culture, total colony forming unit expansions of 14.44 ± 3.74, 11.20 ± 6.37, and 17.25 ± 3.65-folds were attained, respectively. The expansion reached using L-15 medium in roller bottles was around 10 times higher than that achieved in the static control cultures. To our knowledge, this is the first report of cultures in CO2-free atmosphere to expand cord blood human hematopoietic stem cells and it opens a new branch of possibilities for culturing and clinical applications.
Richness and density of grassland bird species assessed by two methods
Get PDF"Dentro de las aves, las de pastizal son de las más amenazadas en el mundo. En México, estos ecosistemas se han visto afectados por el sobre-apacentamiento con ganado doméstico y la conversión a la agricultura. Para desarrollar planes de conservación es necesario evaluar las poblaciones y utilizar herramientas precisas que permitan conocer el estado de éstas. El objetivo del estudio fue comparar el conteo de aves por transecto y el puntual, para contrastar su efectividad al estimar la riqueza de especies y densidad de poblaciones, mediante cuatro diferentes distancias de detección en tres tipos de hábitats: pastizal mediano abierto, sabana y áreas agrícolas, las cuales diferían en su cubierta vegetal. La cuantificación se realizó en el periodo invierno-primavera 2004 - 2005. Las densidades más altas se obtuvieron con la técnica del conteo puntual en los intervalos de 0 - 25 y 25 - 50 m. El mayor número de especies se detectó con ambos métodos en las distancias de 0 a 75 m. Los resultados son consistentes para las dos estaciones y los tres hábitats, por lo que es posible combinar los métodos probados cuando se realicen inventarios referentes a la diversidad de aves de los pastizales semiáridos de México.""Inside the birds group, the grassland birds are the most threatened in the world. In Mexico, these ecosystems have been affected by overgrazing by domestic livestock and conversion of soil to agriculture. To develop conservation plans is necessary to evaluate birds populations and the use of tools that help us to accurately assess the status of bird populations. The main objective of our study was to compare two bird-count methods (transect and point count), to contrast the effectiveness of estimating species richness and population densities at four detection distances in three contrasting grassland habitats: open middle grassland, savanna grassland and agriculture lands, these habitats differ in vegetation cover. Bird counts were conducted during winter 2004 and spring 2005. Estimated population densities were highest when using the PC method at distances of 0 - 25 m and 25 - 50 m. The greatest number of species was detected when both methods at distances of 0 to 75 m. These results were consistent for both seasons and for the three grassland habitats, in base to these results, combining both methods when realizing birds' diversity inventories in Mexican semiarid grasslands.
A family of multimodal dynamic maps
Get PDF"We introduce a family of multimodal logistic maps with a single parameter. The maps domain is partitioned in subdomains according to the maximal number of modals to be generated and each subdomain contains one logistic map. The number of members of a family is equal to the maximal number of modals. Bifurcation diagrams and basins of attraction of fixed points are constructed for the family of chaotic logistic maps.
Análisis de las secuencias que regulan el procesamiento del transcrito del gen a1 de Candida glabrata.
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias en Biología Molecular)"Candida glabrata posee tres loci MTL que codifican genes ortólogos a los que confieren identidad celular sexual en Saccharomyces cerevisiae. Los loci MTL y los ortólogos de S.cerevisiae(MAT, HML Y HMR) codifican los genes a1, a1 y a2 que dan lugar a proteinas con actividad de factores trascripcionales En S. cerevisiae y C. glabrata el gen a1 posee dos intriones que se esciden del trascrito primario para dar lugar al producto proteico. En nuestro laboratorio determinamos que en C. glabarata,el procesamiento parcial y completo del trascrito solo ocurre cuando este se origina a partir del locus MTL1, pero no cuando se trascribe a partir de MTL2, aún cuando ambos ORFs del gen a1 son idénticos. En este trabajo analizamos la participación de las secuencias flaqueantes del gen a1 en el procesamiento diferencial del trascrito en C. glabrata, mediante fusiones traduccionales del gen a1 de MTL1 con la proteina GFP, y flaqueado con las secuencias al 5 y al 3 provenientes de MTL1 o de MTL2. Encontramos que se detecta una mayor producción de fluorescencia que cuando la fusión a1:: GFP está flaqueada por las secuencias propias de MTL que cuando está flaqueada por las MTL2 no está silenciado y no se procesa posiblemente debido a una etsructura más compacta de la cromatina en este locus.""Candida glabrata contains three mating type-like loci (MTL), which contain orthologous genes to those that confer sexual cell-type identity in Saccharomyces cerevisiae The three MTL loci, like the orthologous loci in S. cerevisiae MAT, HML and HMR, contain the a1, α1 and α2 genes that encode transcription factors. The a1 gene in both species contains two introns that have to be spliced out from the primary transcript in order to produce a functional a1 protein. We found that C. glabrata partial and complete processing of the primary a1 transcript, only occurs when it is transcribed from MTL1 locus, but not from MTL2, even though both ORFs are identical. In this paper we analyzed the participation of the sequences flanking the a1 gene in the differential processing of the a1 transcript in C. glabrata. To this end we constructed translational fusions of the a1 gene (from MTL1) with GFP and flanked by 5' and 3' MTL1 or MTL2 sequences. We found that fluorescence of GFP is increased significantly when the fusion is flanked by sequences from the MTL1 locus compared to when the fusion is flanked by MTL2 sequences. Our data suggests that a1 gene from MTL2 is not silenced and not processed possibly because of a more compact chromatin structure at this locus.
Signal generator based on a chaotic circuit
Get PDF"This paper is about a signal generator based on Chua´s circuit. It is able to generate chaotic and sinusoidal signals. It can generate other types of waveforms as well. These results are seen in the experiment carried out on the signal generator. Simple hardware like operational amplifiers along with passive components such as resistors and capacitors are used to make the signal generator.
Papel de la proteína Gat1 en la regulación transcripcional de los genes que codifican para transportadores de zinc en Saccharomyces cerevisiae
Get PDF"El zinc es un cofactor esencial que se requiere para la estructura y la función de numerosas proteínas. Sin embargo; la acumulación de zinc en cantidades excesivas, puede ser tóxico para la célula. Por lo tanto, los organismos presentan mecanismos de homeostasis para mantener un ambiente intracelular relativamente constante, y que además les permita contender con niveles cambiantes de zinc en el medio extracelular. Los principales mecanismos en la homeostasis de zinc son: a) regular la asimilación del zinc a través de la membrana plasmática y b) el secuestro del zinc dentro de los organelos intracelulares. El factor transcripcional Gat1 ocupa una posición central en la activación de genes sensibles a Represión Catabólica Nitrogenada (NCR). La NCR restringe la capacidad de la levadura a usar las fuentes pobres de nitrógeno cuando las fuentes ricas se encuentran disponibles. La expresión de genes sensibles a NCR es coordinada por la proteína Ure2 y cuatro factores GATA de unión a DNA: dos activadores (Gat1 y Gln3) y dos represores (Dal80 y Gzf3). En un esfuerzo por definir la participación del factor transcripcional Gat1 en la homeostasis de zinc, hemos generado mutantes nulas de este gen (gat1Δ). Evaluamos el efecto crónico del cloruro de zinc en la cepa silvestre CLA1 de S. cerevisiae y en las mutantes gat1Δ, gln3Δ, ure2Δ, gat1Δ ure2Δ, gat1Δ gln3Δ y gat1Δ ure2Δ gln3Δ al crecer en una buena fuente de nitrógeno (glutamina) o en una mala fuente de nitrógeno (prolina). Observamos que la proteína Gat1 está implicada en la resistencia a zinc independientemente de la fuente de nitrógeno utilizada.""Zinc is an essential cofactor required for the structure and function of many proteins. However, if zinc accumulates in excessive amounts, it can be toxic to the cell. Therefore, organisms have evolved homeostatic mechanisms in order to maintain a relatively constant intracellular environment and also this allows them to contend with changing zinc levels in the extracellular medium. The main mechanisms to maintain the zinc homeostasis are: a) control of the zinc uptake across the plasma membrane and, b) sequestering zinc within intracellular organelles. The Gat1 transcription factor plays a central role in the activation of genes sensitive to Nitrogen Catabolite Repression (NCR). NCR restricts the ability of yeast to use poor nitrogen sources when good sources are available. Expression of NCR- sensitive genes is coordinated by Ure2 protein and four DNA-binding GATA factors: two activators (Gat1 and Gln3) and two repressors (Dal80 and Gzf3). In an effort to define the involvement of the transcription factor Gat1 in zinc homeostasis, we generated null mutants of this gene (gat1Δ). We evaluated the chronic effect of zinc chloride in the CLA1 wild type strain of S. cerevisiae and in the gat1Δ, gln3Δ, ure2Δ, gat1Δ ure2Δ, gat1Δ gln3Δ and, ure2Δ gat1Δ gln3Δ mutants grown in a good nitrogen source (glutamine) or in a poor nitrogen source (proline). Our results showed that Gat1 protein is involved in zinc resistance independently of the nitrogen source used.
Respuesta de la avifauna a los cambios en la estructura vegetal en un gradiente de degradación del altiplano potosino
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias Ambientales)"Las transformaciones de la estructura y composición vegetal alteran la disponibilidad de recursos para las aves, lo cual puede ocasionar estrés ecológico y cambios en la estructura de las poblaciones y comunidades, por ello, el estudio de la relación aves-hábitat permite entender el impacto antropogénico sobre la avifauna. En el izotal del altiplano potosino el establecimiento de poblados, la extracción de especies vegetales, específicamente yucas, y el pastoreo, han generado un gradiente de degradación con al menos tres niveles que incluyen al izotal moderadamente degradado (IMD), el izotal alterante degradado (IAD), y el poblado (P). Como consecuencia, en los sitios más alterados ha disminuido la riqueza de especies vegetales y se ha reducido la cobertura de herbáceas y del estrato arbóreo. Además en los poblados se ha creado un paisaje heterogéneo donde se mantienen especies nativas, y se han incorporado nuevos elementos al paisaje como cuerpos de agua, potreros, traspatios, cercos vivos, campos de cultivo, etc. El objetivo de este estudio fue evaluar a lo largo del gradiente como estas modificaciones afectan a la avifauna a diferentes niveles de organización a) a nivel individual, se avaluó el estrés ecológico, mediante la proporción de heterófilos/leucocitos (H/L), la carga parasitaria, y el índice morfométrico; b) a nivel poblacional, se estimaron cambios en la densidad; y c) a nivel comunitario, se compararon los atributos comunitarios (riqueza, diversidad y dominancia) entre los niveles del gradiente. Para ello se realizaron capturas con redes de niebla y censos empleando transectos en línea de rango variable en el gradiente durante la época de sequía. Además se tomaron frotis sanguíneos de las aves residentes capturadas, para determinar la relación H/L y la carga parasitaria, y se calculó el índice morfométrico con los datos meristicos de las aves. Los resultados indican que las modificaciones de la estructura vegetal afectan a algunas especies (ej. Polioptila caerulea), ya que aumenta el estrés ecológico, y la densidad poblacional disminuye en los sitios IAD y P. No obstante, la evidencia a favor de que el gradiente causa estrés ecológico a las aves fue limitada, posiblemente a que existen otros factores bióticos y abióticos que afectan a las aves, como el estiaje, la distribución de los recursos, la competencia intra e interespecíficas, la contaminación, etc., los cuales no se cuantificaron.""Anthropogenic-generated changes in vegetation structure and composition alter the availability of resources for birds. As a result these organisms suffer from ecological stress. Ultimately, these changes influence population densities and the attributes of entire avian communities. In this context, the study of bird-habitat relationships is important as it allows increasing the understanding of bird’s responses to anthropogenic impacts on the environment. For several decades, Yucca-domminated scrublands of the Mexican plateau have been exposed to anthropogenic impacts resulting from overgrazing, removal of yuccas, and the establishment of towns. This process has generated a degradation gradient with at least three levels including moderately degraded scrublands (MDS), highly degraded scrublands (HDS), and small towns (T). As a result, the most degraded sites show decreased plant species richness, as well as low values of cover of the herbaceous and tree layers. In addition, towns show a heterogeneous structure in which native plants still remain, and where new landscape elements have been introduced, including water bodies, pastures, backyards, living fences and fields. The objective of this study was to evaluate bird responses through the gradient at different levels of organization; 1) at the individual level, the ecological stress was estimated through the heterophilous/lymphocytes (H/L) ratio, hemoparasite loads, and the morphometric index, 2) at the population level, bird densities were compared among habitat types, and 3) at the community level, community attributes including species richness, diversity and the dominance were contrasted. During the dry season, bird captures were conducted with mist nets, and birds were censused with variable distance linear transects in all thee levels of the gradient. In addition, blood smears were made from blood samples of the captured resident birds. The results suggested that anthropogenic vegetation structure changes affect some species (ie. Polioptila caerulea), increasing ecological stress, and decreasing population density in HDS and T. However, the evidence favoring degradation effects on ecological stress was limited for some other species, presumably because unmeasured biotic and abiotic factors affecting bird responses, such as droughts, resources distribution, intra and interspecific competition, pollution, etc. At the community level, the highest species richness was recorded in towns.