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Una aproximación algebraica de observabilidad para un sistema de diabetes mínimo
No full text"La observabilidad de estados mediante la disponibilidad de un conjunto de entradas y salidas es un tema que, en concepto, es relativamente simple y como es sabido, para sistemas lineales está satisfactoriamente estudiado. Sin embargo para sistemas no lineales, la determinación de la observabilidad se dificulta dada la complejidad implícita de este tipo de sistemas. Esta complejidad puede deberse a retardos , sistemas de alto orden y respuestas inesperadas a acciones de control. Sin embargo, la evaluación de observabilidad es fundamental para el diseño de estimadores, identificación y control de sistemas. En el presente trabajo se emplean conceptos de álgebra diferencial, para demostrar que cierta clase de modelo mínimo de diabetes puede clasificarse como sistema diferencialmente plano y que la estimación de concentraciones de insulina a través de mediciones de glucosa en sangre es teóricamente factible empleando metodología alterna, lo cual la convierte en relevante para los estudios de ingeniería biomédica.
Biosólidos y su efecto en la competencia entre Bouteloua curtipendula y Bouteloua gracilis con Prosopis laevigata.
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias Ambientales)"El establecimiento de especies leñosas en pastizales semiáridos se facilita por las condiciones de disturbio, como el sobrepastoreo y la pérdida de nutrientes en el suelo. Por lo tanto, existe competencia entre grupos funcionales (leñosas vs. pastos), siendo las especies leñosas son los que ganan la competencia, pues tienen mayor capacidad que los pastos para establecerse en áreas perturbadas. Una manera de contrarrestar la invasión de leñosas en pastizales nativos es fertilizando el suelo, con lo que se espera que los pastos tengan un crecimiento mayor y se inhiba así el crecimiento de plántulas de especies leñosas. La aplicación de biosólidos, que son materiales ricos en nutrientes que provienen de las plantas de tratamiento de aguas residuales, puede ser una alternativa para mejorar la fertilidad de los suelos y, posiblemente, el establecimiento de plántulas de gramíneas de pastizales semiáridos. Así, en esta investigación se evaluó si la aplicación de biosólidos provenientes de la planta de tratamiento de aguas residuales municipales Tangamanga ayuda al mejor establecimiento de los pastos Bouteloua curtipendula y Bouteloua gracilis cuando estas interactúan con la especie leñosa Prosopis laevigata, y si el efecto depende del tipo de suelo de la región (ígneo y calcáreo). Una evaluación preliminar del contenido de metales pesados en los biosólidos mostró que estos se encuentran dentro de los límites permitidos por la Norma Oficial Mexicana. Se encontró que B. curtipendula fue más competitiva que B. gracilis, ya que la primera cuando estuvo asociada con P. laevigata presentó mayor área foliar que B. gracilis. Además, B. curtipendula afectó el desarrollo del área foliar de P. laevigata, ya que esta última mostró mayor área foliar cuando creció junto con B. gracilis que cuando lo hizo con B. curtipendula.""In semiarid grasslands the soil perturbation favors the establishment of woody species. Thus, there is a competition between functional groups (woody vs. grasses), and woody shrubs and trees wins this competition, since they have higher ability than grasses for establishing in disturbed areas. Soil fertilization is a way to avoid the woody species invasion in semiarid grasslands, since grasses could have higher growth and therefore inhibit seedling growth of woody species. Biosolid application could be an alternative to improve the fertility in soils, and thus also improve the seedling establishment of semiarid grasses. In this research, it was evaluated if biosolid (belonging to Tangamanga municipal wastewater treatment plant) application improves the seedling establishment of the grasses Bouteloua curtipendula and Bouteloua gracilis, when they interact with the woody species Prosopis laevigata, and if the effect depends on the soil type (igneous and calcareous). Before experiments, the content of heavy metals on biosolids was evaluated. All of them comply with the concentration limits defined by the Mexican Official Regulations. It was found that B. curtipendula was more competitive than B. gracilis, since B. curtipendula showed higher foliar area when was associated with P. laevigata. Moreover, B. curtipendula affected the foliar area development of P. laevigata, since this woody species had higher foliar area when growing joined to B. gracilis than with B. curtipendula. In addition, the P. laevigata growth was sensitive to the B. curtipendula density, since their biomass diminished and the root/shoot ratio increased with the increase of B. curtipendula densitiy. Finally, the effect of biosolid application depended of the soil type and of the species, since both the grass B. curtipendula and the woody species P. laevigata showed higher growth when biosolid was applicated to the less fertile soil, the calcareous.
Lie algebra on synchronization of different systems: a generalized function for Hodgkin-Huxley neurons
Get PDF"In this contribution two results are taken: (1) The synchronization of noiseless Hodgkin- Huxley (HH) neurons is possible from robust feedback based on Lie algebra approaches and (2) the fact that, from Lie algebra of vector fields, the generalized synchronization of different (triangular form) chaotic systems can be used to derive an explicit synchronization function. Both results are extended to derive the synchronization function in HH neurons despite this systems are not in triangular form. Thus, the Lie algebra of vectors fields permits to establish a theoretical framework for finding the synchroniza- tion function in chaotic systems in face they have different model.
Basis of the hyperexcitability of nociceptive neurons induced by activation of protease- activated receptor-2
Get PDFTesis (Doctorado en Ciencias en Biología Molecular)Proteases released during inflammation cleave a portion of the external segment
of the Protease-Activated Receptors-2 (PAR2) and the distal portion of the receptor can then activate itself. The neuronal fibers of dorsal root ganglia (DRG) that innervate the intestine express PAR2 and its activation has been related with
visceral hyperalgesia. In the first set of experiments, we analized some mechanisms underlying PAR2-evoked hyperexcitability of mouse colonic DRG
neurons. To identify DRG neurons that inervate the colon we injected Fast Blue
and DiI retrograde tracers into the mouse colon. We later used epi-fluorescence,
to identify DiI-labelled neurons. Whole-cell current-clamp recordings of acutely
dissociated neurons demonstrated that PAR2 activation with a brief application (2
min) of PAR2 agonists (SLIGRL-NH2 and trypsin) evoked sustained membrane
depolarizations, which occurred concomitantly to an increased in input membrane resistance and a marked reduction in rheobase. In voltage clamp, SLIGRL-NH2 markedly suppressed delayed rectifier IK currents, but had no effect on the transient IA current or TTX-resistant sodium currents. The hyperexcitability induced by PAR2 activation was blocked with Calphostin C (a PKC inhibitor), and PD98059 (a ERK1/2 inhibitor). Our conclusion is that activation of PAR2 receptors on colonic nociceptive neurons causes hyperexcitability that is mediated by suppression of delayed rectifier IK currents. Both PKC and ERK1/2 mediate this hyperexcitability. These studies describe a novel mechanism of sensitization of colonic nociceptive neurons that may be implicated in conditions of visceral hyperalgesia such as irritable bowel syndrome. In a second set of experiments, carried out in HEK cells, activation of PAR2 sensitizes TRPV1 currents by a PKC and PKA-dependent mechanism. Activation of these receptors also potentiates TRPV4-mediated currents, effect that appears to require PKC and PKA activity
Speed-gradient adaptive high-gain observers for synchronization of chaotic systems
Get PDF"We address the problem of output feedback synchronization of certain chaotic systems, under parameter uncertainty. That is, given a master system, the objective is to design a slave system that copies the dynamics of the master and reconstructs both the state and the values of the constant parameters of the master system. Hence, the synchronization problem that we address enters in the framework of Pecora and Carroll and relies on adaptive observer theory. In particular, the conditions that we impose take the form of persistency of excitation.
Aislamiento e identificación de genes de chile (Capsicum annuum) inducidos durante la interacción con el hongo Rhizoctonia solani
Get PDF"México es uno de los principales productores de chile en el mundo y destaca por tener la mayor variabilidad genética de Capsicum annuum. El chile junto con el maíz y el frijol son una importante fuente de alimentación para la población. Sin embargo, los problemas fitosanitarios limitan la producción de este cultivo en todo el mundo. La pudrición de la raíz y marchitez del chile es una de las principales enfermedades que afectan el desarrollo y la productividad de este cultivo, ocasionando pérdidas que van desde el 60 al 100% de la cosecha. La enfermedad es causada por los hongos fitopatógenos Rhizoctonia solani, Phytophthora capsici y Fusarium ssp. Hasta el momento no se cuentan con variedades resistentes de chile contra estos hongos. De ellos se tiene interés en R. solani, que es un hongo necrotrófico, cuya forma infectiva es como micelio vegetativo, forma estructuras de resistencia llamados esclerocios, los cuales permanecen latentes por varios años en el suelo por lo cual es difícil de erradicar. La técnica de la hibridación supresiva substractiva (SSH) permite la identificación masiva de genes expresados diferencialmente durante una condición específica. Para el desarrollo de la SSH se emplearon cDNA de raíces de plántulas de chile inoculadas con R. solani (condición problema) y raíces de plántulas de chile (condición control), cosechadas a las 8 y 16 h. Los productos de la hibridación sustractiva fueron clonados, secuenciados y analizados obteniéndose un total de 200 unigenes, de 352 clonas secuenciadas. Los unigenes se clasificaron en diez categorías funcionales que incluyen: respuesta a estrés (9 %), defensa (9 %), mantenimiento y desarrollo celular (7 %), metabolismo (21 %), síntesis de proteínas (2 %), señalización (3 %), factores de transcripción (2 %), transporte (5 %), proteínas de función desconocida (16 %) y no reportadas (25 %). Se seleccionaron 16 unigenes para analizar la expresión transcripcional, los cuales codifican para: una alanina aminotransferasa, una esterasa de chile, una proteína inducida por TMV, una esterol desaturasa, una proteína de choque térmico, una S-adenosil metionina descarboxilasa, un factor de transcripción inducido por fosfatos, una ATPasa, una omega desaturasa, una epóxido hidrolasa, una subunidad α de E1 de la piruvato deshidrogenasa, una acetolactato sintasa, un inhibidor de la disociación de GDP, un factor de transcripción de la caja MADs, una lipoxigenasa y una caffeoil CoA Ometiltransferasa.""México is one of the main producers of chili pepper in the world, and excels having the major genetic variability of Capsicum annuum. Chili pepper in conjunction with maize and common bean, are an important source in human nutrition of the people diet. However, the production of this crop is worldwide limited by fungal threats. Chili pepper root rot and damping off, constitute one of the most important diseases affecting the development and productivity of this crop, causing yield losses between 60 and 100%. This disease is caused by the phytopathogenic fungi Rhizoctonia solani, Phytophthora capsici and Fusarium ssp. Up to date, there are no reports of chili pepper resistant cultivars to these fungi. We are interested in R. solani, which is a necrotrophic fungi, that employs vegetative mycelia as its infective structure. It develops resistant structures called sclerotia, which remain many years in the field, being difficult to eradicate. Suppressive subtractive hybridization (SSH) technique, allows the massive identification of genes differentially expressed under a specific experimental condition. We developed an SSH library, using the cDNA obtained from roots inoculated with R. solani as tester and the cDNA from healthy chili pepper roots as driver, both collected at 8 and 16 h of interaction. PCR products obtained from the SSH were cloned, sequenced and analysed obtaining a total of 200 unigenes from 352 sequenced clones. These unigenes were classified into ten functional categories, including: stress responses (9%), defense (9%), cellular maintenance and development (7%), metabolism (21%), protein synthesis (2%), signaling (3%), transcription factors (2%), transport (5%), proteins of unknown function (16%) and non reported sequences (25%). We selected 16 unigenes for transcriptional profiling: an alanine aminotransferase, a pepper esterase, a TMV-induced protein, a sterol desaturase, a heat shock protein, an S-adenosylmethionine decarboxylase, a phosphate induced transcription factor, an ATPase, an omega desaturase, epoxide hydrolase, an E1 alpha subunit of pyruvate dehydrogenase, an acetolactate synthase, a GDP dissociation inhibitor, a Mads box transcription factor, a lipoxygenase and caffeoyl-CoA O methyltransferase.
Genes aislados de Bouteloua gracilis bajo déficit hídrico obtenidos por medio de SSH, son diferencialmente expresados en estrés abiótico
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias en Biología Molecular)"La sequía es el principal factor de estrés abiótico que afecta el desarrollo y la productividad de los cultivos económicamente importantes. Las respuestas a nivel celular y molecular que se manifiestan cuando una planta se encuentra en sequía son cambios morfológicos, ajuste en el transporte de iones y cambios metabólicos, entre otros. Todos estos cambios están regidos por la expresión de diversos grupos de genes que ayudan a las plantas a tolerar cambios ambientales externos. El uso de herramientas moleculares ha permitido la identificación de genes asociados con la tolerancia a la sequía. Por lo que el emplear plantas que sean tolerantes a factores ambientales extremos, puede contribuir a aumentar nuestro entendimiento en los mecanismos moleculares que confieren la tolerancia a diferentes tipos de estrés abiótico. Debido a que Bouteloua gracilis es una gramínea originaría de México que se caracteriza por ser una planta altamente tolerante a la sequía, la hace un modelo muy atractivo para el estudio del estrés generado por sequía, por ello se desarrollo una genoteca substractiva a partir de esta especie, empleando el cDNA de plantas crecidas bajo condiciones de déficit hídrico (muestra problema) y plantas mantenidas en riego (muestra control). Se aislaron 131 clonas potencialmente diferenciales las cuales fueron secuenciadas, analizadas y agrupadas en contigs, obteniéndose un total de 47 unigenes. Del total de las clonas 25 son secuencias de genes conocidos, mientras que 22 unigenes son secuencias no reportadas en las bases de datos. La secuencias aisladas codifican para proteínas que participan en procesos de señalización (4%), metabolismo (4%), fotosíntesis (4%), transporte (13%), respuesta a estrés (11%) y síntesis de proteínas (4%). La expresión diferencial de nueve de estos genes incluyendo una pirofostasa translocadora de protones, un factor de ribosilación de ADP, un factor de splicing, una cistín proteinasa, una proteína NFU, una subunidad del proteosoma, una chaperona DnaJ y una ATPasa fueron confirmadas por RT-PCR. Además, se evaluó la expresión de estos genes en respuesta a diferentes estímulos, como estrés por frío, calor, salinidad, estrés osmótico y a la aplicación exógena de ácido abscísico. De manera interesante la mayoría de los genes analizados muestran diferentes patrones de expresión en respuesta a los tratamientos empelados.""Drought, constitutes the main abiotic stress affecting growth and productivity of economically important crops. Osmotically stressed plants display different cellular and molecular responses including morphological and metabolic changes, and ion transport adjustment. All this changes are governed by the expression of several genes involved in plant tolerance to environmental stresses. The usage of molecular tools has allowed the identification of some genes involved in drought tolerance. The understanding of the molecular mechanisms by which plants acquire tolerance to abiotic stresses, can be approached using naturally tolerant plants such as Bouteloua gracilis, which has been characterized as drought tolerant. In present work we developed a subtractive library of B. gracilis leafs from drought stressed seedlings, using the cDNA from plants grown under stress as tester and the cDNA of plants maintained at field capacity as driver. We isolated and sequenced 131 clones, which were analyzed and grouped into contigs representing 47 unigenes. From these genes, 25 belonged to known sequences while the other 22 were new sequences not reported in the GenBank. The isolated genes encode for proteins involved in signaling, metabolism, photosynthesis, transport, stress responses and protein biosynthesis. The differential expression of nine of these genes including a proton translocating pyrophosphatase, ADPribosylation factor, splicing factor 3B subunit 2, cysteine proteinase, NFU protein, proteasome subunit alpha type 2, chaperone protein dnaJ and an ATPase subunit beta was assessed by RT-PCR. In addition, we evaluated the expression of these genes in response to different stimuli such as cold, heat, salinity, osmotic stress and in response to abscisic acid. Interestingly, most of the analyzed genes display diverse expression patterns in response to the applied treatments.
A natural saturating extension of the PD-with-desired-gravity-compensation control law for robot manipulators with bounded inputs
Get PDF"This paper proposes a natural saturating extension of the proportional-derivative (PD) with desired gravity compensation (PDdgc) control law for the global regulation of robot manipulators with bounded inputs. Compared with other algorithms previously proposed under the same analytical framework, it proves to be advantageous in several senses. First, it involves a single saturation function at each joint. Second, it does not need to discriminate the terms that shall be bounded, since these are simply all of them included within the only saturation involved at every joint. Experimental results show the effectiveness of the proposed scheme. As far as the authors are aware, no such type of natural saturating extension (i.e., involving only one saturation function at each joint, where all the terms of the controller are embedded) to the bounded input case had been previously proposed for the PDdgc scheme. Furthermore, it is shown how the proposed approach may be conceived within the framework of the energy shaping plus damping injection methodology
Evaluación de la fertilidad del suelo como servicio ambiental de soporte en un sistema Humano-Ambiental, utilizando como herramientas el paradigma para el desarrollo de las zonas áridas (DDP) caso de estudio: La Amapola, México
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias Ambientales)"La desertificación es un problema ambiental que afecta los ecosistemas áridos, simiáridos y secos- subhúmedos de todo el mundo. En México el sobrepastoreo y la conversión a terreno agrícola aunando a los largos y más frecuentes periodos de sequía, han conducido a la degradación del suelo, afectando entre otros su capacidad de almacén de carbono y fertilidad, ambos consideran servicios ambientales de soporte para el funcionamiento del ecosistema y la subsistencia de los habitantes de zonas rurales en sistemas humano-ambientales. El DDP es un marco conceptual integral que explora simultáneamente las dimensiones ambientales y socioeconómicas de la desertificaicón. En este estudio de caso en la comunidad La Amapola, en San Luis Potosí, México, se aplicó el DDP para examinar simultáneamente los efectos de la deforestación, la producción ganadera, la agricultura de temporal, el clima, el régimen de tenencia de la tierra, y el acceso a subsidios, como un conjunto de factores complejos que afectan la calidad del suelo y así la productividad sustentable y el bienestar a nivel loca. En este estudio se identificaron 1) los conductores, tales como mercado regional, tenencia de la tierra, subsidio al campo y educación (formal e informal), 2) las variables socioeconómicas lentas clave (conocimiento ambiental local) y biofísicas (cobertura vegetal, materia orgánica del suelo) y 3) las variables socioeconómicas rápidas (tamaño del hato, especies de cultivo) y biofísicas (variación temporal de la concentración del NH4+ Y NO3-). El estudio se enfocó tanto en la escala de parche como de paisaje, para examinar las diferencias en la calidad del suelo en los distintos tipos de cobertura vegetal presentes en la comunidad (bosque de pino - encino, tierras de cultivo con/sin subsidio y pastizal), en los hogares y la comunidad para evaluar aspectos socioeconómicos. Los habitantes proporcionaron información de las actividades actuales e históricas en estos sitios y se complementó con bases de datos y documentos de archivos históricos. Se encontró que las actividades humanas que favorecen el sobrepastoreo y la agricultura intensiva se ven reflejados en una reducción de la fertilidad del suelo. Los resultados también sugieren que estas actividades son directamente controladas por mercados internacionales y programas gubernamentales. El DDP permitió reconocer el estado actual de las variables lentas socioeconómicas y biofísicas que explican la dinámica del sistema, su resiliencia y vulnerabilidad a cambios abruptos en múltiples escalas temporales y espaciales, lo cual también permitió reconocer los niveles de interacción entre las variables. Se propone que las practicas de manejo para la restauración de los servicios ambientales de soporte en La Amapola, integren a todos los grupos interesados, para regular la localización y desarrollo de las actividades.""Desertification is a critical environmental problem in global drylands. In México, livestock production, land conversion to farming systems, and long periods of drought have led to severe land degradation in large areas of these areas. This in consequence has provoked a steadily decline in soil carbon stocks and fertility. Both are considered to be key ecosystem services supporting ecosystem functioning and sustainable livelihoods in coupled human-ecological systems. The DDP is an integrated framework to explore simultaneously the environmental, economic and social dimensions of desertification. We present a case study in the rural community of La Amapola in San Luis Potosi, Mexico. We applied the DDP in this regional landscape where the combined effects of deforestation, livestock production, rain-fed agriculture, land tenure, subsidies and decades of drought have led to a complex suite of factors affecting regional soil fertility, resulting in lower productivity and regional levels of well-being. In this research I identify 1) drivers incuding; regional markets, land tenure, subsidies and education; 2) slow socio-economic key variables (local environmental knowledge) and biophysical (vegetation cover, soil organic matter) and 3) fast socio-economic key variables (crops species, livestock size) and biophysical (temporal variation in NH4 + and NO3 - concentration). We use landscape and patches scales to examine the differences in soil fertility for distinct vegetation cover patches in the community (pine-oak forest, rain-fed agriculture with and without subsidy and grassland), the household and the community to evaluate the socio-economic aspects. The inhabitants provided information about their activities. The information about past activities was complemented with archives of historical documents and databases. We found that overgrazing and intensification of agriculture reduced soil fertility in these patches. These activities were controlled by both regional and international markets as well as governmental agriculture subsidies.
Transformación de cloroplastos de lechuga con tres genes sintéticos de protegrinas con actividad antimicrobiana
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias en Biología Molecular)"Las enfermedades infecciosas son una de las principales causas de mortalidad a nivel mundial. El uso indiscriminado de antibióticos para combatir estas enfermedades ha provocado que los microorganismos desarrollen resistencia a una gran cantidad de antibióticos, motivo por el cual es necesario contar con nuevas estrategias para combatirlos. En este contexto, los péptidos antimicrobianos son una alternativa eficaz para combatir microorganismos. El uso de plantas transgénicas para la producción de proteínas de importancia farmacéutica es una excelente alternativa biotecnólogica. Dentro del área de la transformación genética de plantas, en los últimos diez años ha sido posible introducir genes foráneos al genoma del cloroplasto. Esta tecnología emergente cuenta con ventajas respecto a la transformación nuclear tales como: ausencia de flujo de transgenes mediante polen; altos niveles de expresión de proteína heteróloga (hasta 20% de la proteína total soluble); y no conocen efectos epigenéticos. Particularmente en el caso de los péptidos antimicrobianos se han reportado buenos resultados de plantas transgénicas con genes sintéticos que confieren resistencia contra bacterias y hongos. En el presente trabajo se realizaron construcciones bicistrónicas de tres genes que codifican para petidos antimicrobianos de origen porcino conocidos como protegrinas (PG1, PG3cc, PGIB367), las cuales se clonaron en dos vectores para la transformación de cloroplastos de tabaco y lechuga: pKCZ y pADCt respectivamente. En pruebas preliminares de expresión de los genes bicistrónicos en Eschericha coli, resulto en un evidente funcionalidad del promotor y de la expresión del gen selección a espectinomicina y del gen de la protegrina. Se realizó la transformación exitosa de callos de lechuga mediante biobalística, y después de dos meses y medio de resiembra en medio de selección, se obtuvieron callos transplastómicos de lechuga que fueron corroborados por análisis por PCR de dos genes bicistrónicos, demostrándose la integración del genoma del cloroplasto, para las protegrinas PG1 y PG3cc. La PGIB367 se encuentra en forma de callo en medio selectivo. A la fecha se ha observado una tendencia de un mayor porcentaje de regeneración en las construcciones específicas de especie y estamos analizando los brotes para concluir con cual de los vectores se favorece la transformación de cloroplastos