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Magnetocaloric effect in the low hysteresis Ni-Mn-In metamagnetic shape-memory Heusler alloy
Get PDF"We have studied magnetocaloric properties of a Ni-Mn-In metamagnetic shape-memory alloy especially designed in order to display low thermal hysteresis. Magnetization and calorimetric measurements under a magnetic field have been used in order to determine isothermal magnetic field-induced entropy changes. Results obtained indirectly from magnetization data, quasi-directly from isofield calorimetric measurements, and directly from isothermal calorimetric runs are systematic and agree well with each other. We have analyzed the reproducibility of magnetocaloric properties with cycling from direct isothermal calorimetric measurements. Due to low thermal hysteresis, we have found that about 80% of the transition entropy change, ΔSt ≃ 25 J/kg K, can be reversibly induced under successive application and removal of a field of 6 T.
Recrystallization of a Ti-45Ni-5Cu cold-worked shape memory alloy characterized by thermoelectric power and electrical properties
Get PDF"The recrystallization of a cold-worked shape memory alloy (SMA) without R-phase transition, i.e. the Ti-45.0Ni-5.0Cu (% at.), has been studied by thermoelectric power (TEP) technique and electrical resistivity change (Dρ) on several heat treated samples after cold working. This study was also supported by differential scanning calorimetry (DSC), transmission electron microscopy (TEM) and hardness Vickers (HV) measurements. Transformation temperatures show an increase with heat treatment temperature, while hysteresis decreases. Hardness values decrease with aging temperature for the same heat treatment time. No important changes were observed in electrical resistivity with heat treatment temperature, except at 300ºC. TEP results show an important increase with heat treatment temperature, and a linear relationship was found between hardness and thermoelectric power. With this correlation between TEP and microhardness it is possible to predict its mechanical response by knowing its TEP, so this correlation could be important for applications.
Composition and function of P bodies in Arabidopsis thaliana
Get PDF"mRNA accumulation is tightly regulated by diverse molecular pathways. The identification and characterization of enzymes and regulatory proteins involved in controlling the fate of mRNA offers the possibility to broaden our understanding of posttranscriptional gene regulation. Processing bodies (P bodies, PB) are cytoplasmic protein complexes involved in degradation and translational arrest of mRNA. Composition and dynamics of these subcellular structures have been studied in animal systems, yeasts and in the model plant Arabidopsis. Their assembly implies the aggregation of specific factors related to decapping, deadenylation, and exoribonucleases that operate synchronously to regulate certain mRNA targets during development and adaptation to stress. Although the general function of PB along with the flow of genetic information is understood, several questions still remain open. This review summarizes data on the composition, potential molecular roles, and biological significance of PB and potentially related proteins in Arabidopsis.
Systems of 3-braid equations
Get PDF"The tangle model is a useful topological tool in the study of the mechanism of action of certain enzymes on DNA molecules. In particular, the model proves helpful to determine the topological structure of the DNA molecules resulting from those reactions. Roughly speaking, the tangle model consists in solving a system of three equations in which the unknowns on the left-hand side of each equation are tangles, whereas the known data on the right-hand sides are 2-bridge knots in many cases. Initially [6], the model was successfully applied to study the Tn3 enzyme acting on rational 2-tangles, for which a complete classification exists [4]. By contrast, the Gin enzyme is known [8] to act on 3-tangles and, since no complete classification is known for general 3-tangles, the tangle model was used to study the mechanism of action of Gin under the assumption [2] that the 3-tangles involved were in fact 3-braids, a particular class of 3-tangles. Some questions derived from the application of the tangle model are of mathematical interest in themselves, e.g., given a system of equations that admits a solution, what kinds of 2 -bridge knots may appear on the right-hand sides of the equations so that a (nonempty) solution is guaranteed to exist? In this paper, we address and solve this question by showing that, while a system of two equations always admits a solution for any selection of 2 -bridge knots, adding a third equation reduces the number of possible knots to only 6, 9 or 18, the exact value depending on the relationships satisfied by the knots in the first two equations. If a fourth equation is adjoined, however, exactly one 2 -bridge knot may appear in its the right-hand side for the system to admit a solution. Furthermore, a new simple method that exploits an unexpected cyclic behavior of the solutions is presented and used to construct the proofs. The method relies on the continued fractions associated with 2 -bridge knots and their behavior under the concatenation of 3-braids.
Mecanismos moleculares del efecto antidiabético de plantas usadas en la medicina tradicional
Get PDFTesis (Doctorado en Ciencias en Biología Molecular)"Tecoma stans (L) Juss. Ex Kunth (Bignoniaceae), Teucrium cubense Jacq (Lamiaceae), Magnolia dealbata Zucc (Magnoliaceae), Justicia spicigera Schltdl (Acanthaceae), Ibervillea sonorae (S. Watson) Greene (Cucurbitaceae) y Parkinsonia aculeata L. (Fabaceae) son ampliamente utilizadas en la medicina tradicional para el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2. Sin embargo, los mecanismos por los que ejercen sus efectos antidiabéticos aún se desconocen. En este trabajo mostramos que extractos acuosos de T. stans, T. cubense, I. sonorae y P. aculeata, así como extractos orgánicos de M. dealbata y J. spicigera, inducen la incorporación de glucosa en adipocitos múridos y humanos sensibles y resistentes a insulina. Asimismo, mostramos que compuestos como los lignanos honokiol y magnolol, y las c-glicosilflavonas isoorientina y vitexina, presentes en plantas reputadas como antidiabéticas, inducen la incorporación de glucosa en células adiposas normales y tipo-diabéticas. Los extractos y compuestos ensayados indujeron la captación de glucosa en adipocitos sensibles a la insulina empleando total o parcialmente la vía canónica de señalización de esta hormona. Nuestros resultados describen por primera vez un mecanismo molecular que explica las propiedades antidiabéticas de las plantas y compuestos estudiados. Palabras clave: 3T3-F442A, adipocitos humanos, vía de la insulina, 2NBDG""Tecoma stans (L) Juss. Ex Kunth (Bignoniaceae), Teucrium cubense Jacq (Lamiaceae), Magnolia dealbata Zucc (Magnoliaceae), Justicia spicigera Schltdl (Acanthaceae), Ibervillea sonorae (S. Watson) Greene (Cucurbitaceae) and Parkinsonia aculeata L. (Fabaceae) are widely used in the traditional medicine for the treatment of type 2 diabetes mellitus. Although the antidiabetic properties of some of these plants have been experimentally validated, the mechanisms mediating their antidiabetic effects remain unknown. In this work we show that aqueous extracts of T. stans, T. cubense, I. sonorae and P. aculeata and organic extracts of M. dealbata and J. spicigera induce the glucose uptake on insulinsensitive and insulin-resistant murine and human adipocytes. Furthermore, we show that compounds such as the lignans honokiol and magnolol and cglycosylflavones isoorientin and vitexin present in plants reputed as antidiabetic, induce the glucose uptake in normal and diabetic-like adipose cells. The assayed extracts and compounds induced the glucose uptake on insulin-sensitive adipocytes totally or partially using the canonical insulin signaling pathway. Our results describe for the first time a molecular mechanism that explain the antidiabetic properties of the studied plants and compounds.
Transparency of cosmic radio waves caused by seismic and volcano activities
Get PDF"The generation of different waves in the atmosphere and ionosphere caused by seismic and volcano activities has changed the transparency for cosmic radio waves. It is possible to analyze two cases: the first case caused by the atmospheric acoustic wave, which creates a periodic structure of the electron density in the ionosphere. It is shown that the resonant passing of the radio waves takes place, when the length of the acoustic wave is equal to one or a few lengths of the radio wave. The second case produces the electron density decrease in the F-layer of the ionosphere resulting in an increase in the transparency of the ionosphere for cosmic radio waves. The review of these phenomena is provided in this work and both cases have been confirmed experimentally.
Signaling modulation in cells that control gastrointestinal motility
Get PDFTesis (Doctorado en Ciencias en Biología Molecular)"La vida es sustentada en parte por la actividad motora del tracto gastrointestinal. Los patrones de motilidad en dicho tracto son orquestados por la interacción de mecanismos reguladores neurogénicos y miogénicos. Las neuronas mientéricas modulan el reflejo peristáltico a través de circuitos neurales, mientras que las células intersticiales de Cajal (ICC) controlan la generación de oscilaciones rítmicas de voltaje en el músculo liso conocidas como ondas lentas. Las neuronas mientéricas y las ICC modulan su actividad por la señalización de neurotransmisores y su acción sobre la apertura/cierre de canales iónicos. En este trabajo usamos técnicas moleculares para tratar problemas particulares en la señalización de neuronas mientéricas y las ICC. Las neuronas mientéricas usan el ATP como neurotransmisor excitatorio a través de receptores P2X, sin embargo la presencia de P2X3 no parece intervenir en la fisiología normal de la motilidad en el intestino delgado de cobayos. Proponemos que su función se da durante el desarrollo postnatal. Nuestros resultados muestran una reducción en el número de neuronas mientéricas positivas a P2X 3 durante el desarrollo postnatal y el incremento de neuronas P2X 5 positivas en los adultos. La aparición de neuronas P2X2 y P2X4 positivas permaneció estable. La sensibilidad al ATP de neuronas neonatales y adultas no cambió. Las ICC de ratón pueden participar en la modulación de la motilidad colónica a través de señalización muscarínica colinérgica. Nuestros resultados indican que dicha señ alización bloqueó la actividad de canales K+ en cultivos primarios de ICC. La aplicación de un bloqueador de Kv7 también bloqueó la actividad de estos canales y activó un maxicanal en las ICC. RT-PCR de célula única y doble inmunotinción de cólones de ratón revelaron ICC-IM Kv7.5 positivas inervadas por fibras colinérgicas. Sugerimos ampliar el uso de las técnicas moleculares para tratar problemas básicos en la motilidad gastrointestinal.""Life is sustained in part by the motor activity of the gastrointestinal tract. The motility patterns in the gastrointestinal tract are orchestrated by the interplay of neurogenic and myogenic governing mechanisms. The myenteric neurons modulate the peristaltic reflex through circuits of sensory, motor and interneurons, while interstitial cells of Cajal (ICC) pace the generation of rhythmic voltage oscillations in the smooth muscle known as slow waves. Both system s act together to generate diverse motility patterns in the gut. Myenteric neurons and interstitial cells of Cajal modulate their activity through signaling of neurotransmitters and its effect on the gating of ionic channels. In this work we use diverse molecular techniques to address particular problems in the signalling of myenteric neurons and interstitial cells of Cajal. M yenteric neurons use ATP as excitatory neurotransmitter through P2X receptor signalling, however the presence of P2X 3 does not play a role in the normal physiology of guinea pig small intestinal motility. We propose this subunit has a function in postnatal development. Our results show reduction of P2X3 positive myenteric neurons during postna tal development and increase of P2X5 positive neurons to adulthood, whilst appearance of P2X 2 and P2X4 remained unchanged. This regulation does not alter ATP sensibility in cultured neurons from neonatal or adult guinea pigs. Murine colonic ICC could participate in the modulation of colon motility through muscarinic cholinergic signalling; we provide experimental evidence showing that muscarinic stimulation of ICC blocked K + channel activity in primary cultures. The application of a Kv7 blocker also abolished this activity and activated a maxi channel in ICC. Single cell RT-PCR and double immunostaining of colons revealed Kv7.5 positive ICC-IM and its dense cholinergic innervation. We suggest expanding the use of molecular techniques to approach basic physiological problems in gut motility.
Mecanismos de acción de la citocina proinfamatoria TNF-α sobre el tejido adiposo: serpinA3g participa en la inhibicion de la diferenciación adiposa y la resistencia a la insulina inducida por esta citocina.
Get PDFTesis (Doctorado en Ciencias en Biología Molecular)"El factor de necrosis tumoral alfa (TNFα) es un modulador del metabolismo del tejido adiposo. Sin embargo, los mecanismos por los cuales afecta el desarrollo y función de este tejido aún no son totalmente descritos. En este estudio se utilizó la técnica de despliegue diferencial, demostrando que la expresión del inhibidor de serin-proteasas A3g (SepinA3g) es inducida específicamente en preadipocitos 3T3-F442A por TNFα pero no por otros inhibidores adipogénicos, como el ácido retinoico (AR) o el factor de crecimiento transformante tipo beta (TGF-β). La inducción de la SepinA3g por TNFα fue confirmada mediante RT-PCR tanto en preadipocitos, como en adipocitos diferenciados. Además, en células en las que se redujo la expresión de la Serpin3Ag, utilizando un RNA de interferencia (siRNA), se inhibió la antiadipogénesis inducida por TNFα pero no la inducida por RA y TGF-β. Adicionalmente las células 3T3-F442A que no expresan a la SerpinA3g no mostraron la resistencia a la insulina inducida por TNFα. Nuestros resultados demuestran que la SerpinA3g es específicamente inducida por TNFα en células 3T3F442A sin importar su estado de diferenciación, y que esta serpina participa en la antiadipogénesis y la resistencia a la insulina inducidas por esta citocina, sugiriendo que la SerpinA3g juega un papel en la modulación del desarrollo y metabolismo del tejido adiposo. Se requieren estudios adicionales para conocer los mecanismos que median los efectos de la SerpinA3g sobre el tejido adiposo""Tumor necrosis factor alpha (TNF-) is a proven modulator of adipose metabolism, but the mechanisms by which this cytokine affects the development and function of adipose tissue have not been fully elucidated to date. Using differential display analysis, in this study, we demonstrate that gene expression of the serine protease inhibitor A3g (SerpinA3g) is specifically induced in 3T3-F442A preadipocytes by TNF- but not by other adipogenic inhibitors, such as retinoic acid (RA) or transforming growth factor type beta (TGF-). The specific induction of SerpinA3g by TNF- was confirmed by RTPCR in both preadipose and terminally differentiated 3T3-F442A cells. The knockdown of SerpinA3g using small interfering RNA prevented the antiadipogenesis elicited by TNF- in 3T3-F442A cells but not the antiadipogenesis induced by RA or TGF-β. SerpinA3g-silenced 3T3-F442A cells also did not display TNF--induced insulin resistance. Our results demonstrate that SerpinA3g is specifically induced by TNF- in 3T3-F442A cells, regardless of their stag of differentiation, and participates in the antiadipogenesis and insulin resistance induced by this cytokine. Our results suggest that SerpinA3g plays a role in the TNF- modulation of adipose tissue development and metabolism. Additional studies are warranted regarding the mechanisms mediating adipose SerpinA3g effects.
Sobre la equivalencia dinámica entre redes de reacción quimica respecto de la sensibilidad de de constantes cinéticas a factores externos.
Get PDF"El dogma fundamental de la cinética química establece que puede existir más de una Red de Reacción Química (RRQ) que representa la realidad experimental en reacciones. Más aún, estas RRQ no necesariamente comparten el mismo número de especies y/o reacciones químicas. Si bien esto ha motivado estudios y teorías, existen algunos sistemas de reacción que son relevantes y de los cuales aún hay preguntas abiertas. Específicamente, en cinética química, el valor de la constante cinética de reacción es determinante para conocer la dinámica de una RRQ, y es dependiente de algunos parámetros externos a la RRQ misma, como por ejemplo, temperatura, presión, pH, entre otros.
"El dogma fundamental de la cinética química establece que puede existir más de una Red de Reacción Química (RRQ) que representa la realidad experimental en reacciones. Más aún, estas RRQ no necesariamente comparten el mismo número de especies y/o reacciones químicas. Si bien esto ha motivado estudios y teorías, existen algunos sistemas de reacción que son relevantes y de los cuales aún hay preguntas abiertas. Específicamente, en cinética química, el valor de la constante cinética de reacción es determinante para conocer la dinámica de una RRQ, y es dependiente de algunos parámetros externos a la RRQ misma, como por ejemplo, temperatura, presión, pH, entre otros. En este trabajo conjuntamos la teoría de “Análisis Estequiométrico de Redes” (AER) con la de geometría diferencial de sistemas gobernados por campos vectoriales continuos, relativos a RRQ, para estudiar el efecto que la constante cinética de reacción tiene con respecto al dogma fundamental de la cinética química. De acuerdo a la primera los estados estacionarios de una RRQ están contenidos en un cono convexo, cuyos lados representan las rutas posibles de reactivos a productos globales. En ese sentido se considera que el cono convexo contiene parte de la dinámica del sistema, donde la dinámica está gobernada por ecuaciones diferenciales ordinarias derivadas de ley de acción de masas. Mientras que la segunda teoría permite construir difeomorfismos en la noción de equivalencia dinámica entre RRQ. Aquí se investiga, si existe, la intersección entre los conos convexos asociados a dos RRQ, que implique la existencia del difeomorfismo en esa intersección, entonces las RRQ del sistema serán dinámicamente equivalentes, para los valores de las constantes cinéticas de reacción en la región que se intersectan estas RRQ. Como ejemplo se presenta el sistema ácido fosfórico-carbonato de calcio, que sustentado en la teoría de “Química del Agua”, presenta cinco RRQ.""The fundamental dogma of chemical kinetics states that there might be more than one Chemical Reaction Network (RRQ, by Spanish acronyms) that represents the experimental reality on reactions. Moreover, these RRQ not necessarily share the same number of chemical species and/or reaction. While this has motivated studies and theories, there are some reaction systems that are relevant and which are still open questions. Specifically, in chemical kinetics, the value of the reaction rate constant is decisive to know the dynamics of the RRQ, and is dependent on some external parameters of the RRQ itself, for example, temperature, pressure, pH, among others. In this work we combine the theory of “Stoichiometric Network Analysis” (AER, by Spanish acronyms) with differential geometry of systems governed by continuous vector fields, relating to RRQ, in order to study the effect of the reaction rate constant with regard to the fundamental dogma of chemical kinetics. According to the first the steady estates of a RRQ are contained in a convex cone, whose edges represent the possible routes from global reactants to products. In that sense it is considered that the convex cone contains part of the system dynamics, where the dynamics is governed by ordinary differential equations derived from mass action kinetics. While the second allows to construct diffeomorphisms on the notion of dynamical equivalence between RRQ. Here we investigate, if there is, the intersection between two convex cones associated to RRQ, which imply the existence of the diffeomorphism in that intersection, then the RRQ of the system will be dynamically equivalent, for those values of the reaction rate constants in the intersecting region of these RRQ. As an example, we present the system phosphoric acid-calcium carbonate, which is sustained in the theory of “Water Chemistry”, gives five RRQ.
Evaluación de la contribución hidrodinámica en la granulación microbiana en reactores EGSB hidrogenogénicos
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias Ambientales)"Los agregados microbianos, tales como los gránulos y biopelículas, juegan un papel importante en los sistemas anaerobios de producción de energía (hidrógeno y metano). En el presente trabajo se estudió el efecto que tiene la hidrodinámica en la formación de lodos granulares, empleando reactores de lecho de lodo granular expandido (EGSB, por sus siglas en Inglés, Expanded Granular Sludge Bed). Se aplicaron dos tipos de pretratamiento del inóculo, térmico y lavado celular (reactores EGSB1 y 2), evaluándose el efecto de diferentes velocidades ascensionales (2.5, 3.5 y 4.5 m/h, para los reactores EGSB1 y 2, EGSB3 y EGSB4, respectivamente) en la formación de los gránulos. Todos los reactores se alimentaron con glucosa como sustrato, a una velocidad de carga orgánica de 25.6 g DQO/L/d, un TRH de 10 h, una temperatura de 25°C y un pH de 5.5 por 24 días. Los resultados obtenidos señalan que la velocidad ascensional de 4.5 m/h mostró mayor velocidad volumétrica de producción de hidrógeno (VVPH) con un valor promedio de 1.19 L H2/L/d y el mejor rendimiento con un valor de 0.46 mol H2/mol de sustrato. En todos los experimentos se obtuvieron gránulos de color crema-café, y solo en el reactor EGSB2 fueron totalmente de color crema. Se encontraron gránulos con diámetros de hasta 2.2 mm en el EGSB3 y 2 mm en el EGSB4. Las imágenes de SEM revelaron en todos los gránulos morfologías de tipo bacilares y cocos. Se observó que la relación proteínas/carbohidratos (P/C) aumentó conforme se incrementó la velocidad ascensional siendo estos valores de 0.12, 0.23 y 0.33 para el EGSB1, EGSB3 y EGSB4, respectivamente. En cuanto al diámetro de los gránulos obtenidos, en el EGSB1 fueron más abundantes los de menor tamaño (40-366 μm), mientras que, conforme se aumentó la velocidad ascensional se observó un incremento en la cantidad de gránulos de mayor tamaño, de entre 583 y 2259 μm para el EGSB3 y de entre 583 y 2005 μm para el EGSB4. Las velocidades de sedimentación de los gránulos estuvieron entre 8.04 m/h para los gránulos de menor tamaño, y hasta de 27 m/h para los de mayor tamaño. Las densidades de los gránulos variaron entre 998 y 1003 Kg/m3. La actividad hidrogenogénica específica fue mayor para los gránulos del EGSB4, 424.29 mL H2/g SSV/d. Los principales metabolitos secundarios en el efluente fueron formiato, acetato, butirato y propionato, siendo este último el de mayor concentración en todos los reactores. La resistencia mecánica de los gránulos formados usando biomasa sometida a lavado celular (EGSB2) fue muy baja, lo que provocó que se desintegraran durante su manipulación; así mismo, también mostraron los menores valores de actividad hidrogenogénica específica con 43.09 mL H2/g SSV/d. El presente trabajo demuestra de manera clara el papel que juega la hidrodinámica (velocidad ascensional) en la formación, características y desempeño de los gránulos hidrogenogénicos.""Microbial aggregates, such as biofilms and granules, play a key role in the energy producing anaerobic systems. In the present work the effect of the hydrodynamic conditions on the development of granular sludge using expanded granular sludge bed (EGSB) reactors was studied. Two types of inoculum pretreatment were applied, heat treatment and biomass wash-out (EGSB1 and 2), evaluating the effect of the up-ward liquid velocity (2.5, 3.5 and 4.5 m/h, for EGSB1 and 2, EGSB3 and EGSB4, respectively), in the formation of granules. All the experiments were performed in EGSB reactors fed with glucose as substrate at an organic loading rate of 25.6 g COD/L/d, a HRT of 10 h, 25 ° C, and a pH of 5.5 during a total operation period of 24 days. The results obtained indicate that the up-ward liquid velocity of 4.5 m/h showed a better volumetric hydrogen production rate than the other reactors with 1.19 L H2/L/d, and the best hydrogen yield of 0.46 mol H2/mol of substrate. In all the experiments creamy-brown color granules were obtained, and only in the EGSB2 were completely cream. Granules with diameter up to 2.2 mm, in EGSB3, and up to 2 mm, in EGSB4, were found. In the granules of all reactors, SEM images revealed bacillary and coccoid morphologies. It was observed that the protein/carbohydrate (P/C) ratio increased as the up-ward liquid velocity was increased; these values were 0.12, 0.23 and 0.33, for EGSB1, EGSB3 and EGSB4, respectively. Regarding the diameter of the granules, in EGSB1 were more abundant the smaller ones (40-366 μm), whereas as the up-ward liquid velocity was increased larger granules were observed (583-2259 μm and 583-2005 μm for EGSB3 and EGSB4, respectively). The settling velocities of the granules were between 8.04 m/h, for the smaller granules, and up to 27 m/h for the largest ones. The densities of the granules varied between 998 and 1003 kg/m3. The specific hydrogenogenic activity was greater for the EGSB4 granules, 424.29 mLH2/g SSV/d. The main metabolites produced were formate, acetate, butyrate and propionate, being the latter the one with the highest concentration in all reactors. The mechanical strength of the granules formed using biomass subjected to cell wash-out (EGSB2) was very weak, leading to disintegration during handling, likewise these granules also showed the lowest values of specific hydrogenogenic activity, 43.09 mL H2/g SSV/d.