Producción de conocimientos aplicables a una solución tecnológica, a escala de laboratorio o equivalente

Entre los problemas comerciales más importantes que el maní de origen argentino enfrenta en el mercado internacional se destaca la amplia variación en los volúmenes ofertados anualmente, debido a las oscilaciones en la producción y el rendimiento, lo cual dificulta satisfacer plenamente la demanda internacional creciente de maní confitería. Argentina tiene una capacidad exportadora de alrededor de 400.000 toneladas por año. Sin embargo, ante una oferta decreciente de los principales competidores en el mercado internacional, EE.UU y China, la demanda queda insatisfecha, por lo cual nuestro país podría aumentar sus exportaciones en no menos de un 25%, lo que representaría no menos de 150 millones de dólares, que actualmente se dejan de percibir. Problemas de producción y el avance de nuevas tecnologías de cultivo están cambiando el panorama en la producción cordobesa y nacional del maní. Por una parte, la principal región productora argentina se está ampliando hacia el sur de la Provincia de Córdoba y, también, se está desarrollando el cultivo en el noroeste argentino (NOA), ocupándose ambientes sustancialmente distintos a la de la zona núcleo tradicional. Soave (1997), puntualiza que la obtención de nuevas variedades, que amplíen el estrecho panorama varietal existente e incorporen caracteres que respondan a las condiciones locales debe ser un objetivo prioritario y permanente. La literatura proporciona evidencia clara que las especies silvestres del género Arachis son fuentes potenciales de altos niveles de resistencia/tolerancia a enfermedades y sequía. Por otro lado, Fávero (2004) ha demostrado la posibilidad cierta de transferencia de atributos genéticos presente en estas especies al maní cultivado, mediante la construcción de anfidiploides sintéticos de cruzamiento de una especie silvestre con genoma A y otra con genoma B. La cuantificación del contenido de MDA en hoja es un buen parámetro para estimar la resistencia o susceptibilidad de un genotipo a estrés hídrico. Asimismo, estudios recientes indicaron que el uso del área foliar (SLA), el contenido de clorofila (SCMR) y el índice de cosecha, los cuales son sencillos de medir, se correlacionan significativamente con la eficiencia de transpiración y tienen una considerable variación genética en maní. Estos atributos permiten seleccionar genotipos resistentes/tolerantes a sequía. Innovar en el campo de la biotecnología a partir de construcciones genéticas alternativas es una estrategia que permitiría obtener plantas resistentes/tolerantes con la introducción de genes que estén directamente involucrados con los eventos de interés y que ya han sido estudiados en otros organismos. La obtención de plantas con mayor tolerancia a la sequía y/o a enfermedades fúngicas no sólo aseguraría la estabilidad de los rindes en años de escasez hídrica y condiciones climáticas favorables para las enfermedades fúngicas, sino que permitiría extender la frontera productiva a regiones actualmente marginales. Se plantea como objetivo general caracterizar y evaluar fuentes de resistencia/tolerancia a factores bióticos y abióticos, particularmente a Sclerotinia minor, Sclerotinia sclerotiorum y sequía, en gentipos cultivados y silvestres, para transferir los genes de interés mediante técnicas de mejoramiento convencional; y ajustar las condiciones para la regeneración in vito y la transformación génica de variedades elite de maní cultivadas en Argentina.

Sistemas aislados gravitacionales

El problema general que nos interesa es el de cuerpos compactos aislados que interaccionan gravitatoriamente. La teoría adecuada para estudiar estos sistemas es la Relatividad General. En esta teoría los sistemas aislados son descriptos por espaciotiempos asintóticamente planos; es así que estudiamos en detalle las propiedades asintóticas de sistemas aislados en relatividad general. Algunos de los puntos específicos a ser investigados son: Proseguiremos con los cálculos para estimar la radiación gravitatoria total emitida en procesos de choque de dos agujeros negros, estudiando el caso de dos masas distintas y con momento angular. Se completarán estudios de sistemas de gravedad linearizada con fuentes distribucionales. Se extenderán los cálculos de soluciones exactas en términos de datos en el infinito nulo futuro al caso de sistemas con carga eléctrica y momento magnético. Se continuará el estudio sobre posibles generalizaciones de la noción de "nice section"; concluyendo el tratamiento de otras nociones de supermomento y el estudio de ecuaciones intrínsecas para justificar variaciones de las ecuaciones de "nice section". Se pretende dar una caracterización general de estructura multipolar para espaciotiempos asintóticamente planos. Se estudiarán propiedades asintóticas del modelo que hemos construido anteriormente para el caso de un sistema binario. Se desea construir un modelo más realista, basado en una solución parcial de las ecuaciones de Einstein aplicables a sistemas binarios. Se pretende implementar un programa de cálculo numérico y representación gráfica que nos permita visualizar por lapsos de tiempos dinámicos extendidos un sistema de ecuaciones de movimiento relativistas. (...) Se formulará un método general de aproximación en el infinito nulo usando como parámetro de pequeñez a la intensidad de radiación máxima emitida por el sistema.

Estudios morfológicos de sistemas radicales en función de la condición física-morfológica en suelos Hapludoles típicos: Arachis hypogaea L. Maní

El crecimiento de los sistemas radicales de las plantas depende estrechamente de las posibilidades de provisión de glúcidos por la parte aérea y de los factores ambientales del suelo. La velocidad de elongación decrece con el incremento de las tensiones mecánicas que actúan externamente sobre la raíz (Dexter, 1987). La resistencia mecánica de los suelos a la penetración y vías de circulación preferencial para la progresión de las raíces, depende principalmente de la textura, porosidad, estabilidad de agregados y de la humedad del suelo, variable en el tiempo y en el espacio. Los poros del suelo sirven simultáneamente como el mejor camino para el drenaje del agua, el intercambio de gases entre la atmósfera y el suelo y la irrestricta penetración de las raíces (Drew,1983); la continuidad de estos poros es interrumpida por la presencia de panes inducidos por el laboreo, que son un verdadero obstáculo para el crecimiento de las plantas con consecuentes mecanismos de daños. El pasaje del ápice de la raíz a través del suelo requiere de la expansión de poros inicialmente más pequeños que ella o bien implica que la cofia y la región meristemática involucradas en este proceso reciban un estrés mecánico va a depender del grado de compactación del suelo. (...) Los rendimientos de los cultivos disminuyen cuando la resistencia del suelo aumenta; Flocker (1960) encontró disminuciones de hasta el 50 %; estas reducciones a menudo son atribuidas al estrés hídrico pero se debe analizar la disminución del volumen radical producido por compactación del suelo como parámetro adicional. Objetivos: El objetivo de este trabajo es estudiar modelos de crecimiento de sistemas radicales y la secuencia temporal de su formación en cultivos regionales, en función de las distintas condiciones físico-morfológicas de los suelos, para poder establecer en qué medida la alteración de la morfología de las raíces en estas distintas condiciones incide en el rendimiento del cultivo. Objetivos Específicos: - Se estudiarán los sistemas radicales en "maní" ( Arachis hypogaea L.), desde implantación del cultivo hasta cosecha, en lotes con suelos Hapludoles típicos que presentan diferentes condiciones físicas y distintos tipos de laboreo. - Se realizarán estudios morfológicos e histológicos comparativos de raíces de distinto orden. - Se calcularán parámetros de rendimiento. - Se determinarán variables físicas de los suelos.

Estudios funcionales del Sistema Nervioso Central del recién nacido (Aprendizaje No Asociativo): Nuevos métodos

Desde hace ya tres décadas se conoce que el neonato, aún desde los primeros minutos de vida, puede responder a una gran variedad de olores, entre los cuales se encuentra el alcohol, con reacciones comportamentales y neurovegetativas específicas y que es capaz también de diferenciarlo de otros estímulos, lo que se puso de manifiesto a través de un proceso de habituación. La habituación, que es un proceso de aprendizaje no asociativo, se ha transformado en un parámetro valioso en el estudio del desarrollo de la plasticidad neurocomportamental en distintas especies, tanto en períodos perinatales como prenatales. En la esfera humana, se ha comprobado que el recién nacido puede habituar o sensitizar una respuesta refleja y responder de manera compleja a estimulación sensorial específica. Estudios realizados con claves olfatorias, tanto nóveles como biológicas, demuestran que el neonato puede reconocer y distinguir distintos olores y que la manera en que éste responde varía de acuerdo ala experiencia previa con el estímulo, manifestando preferencia por el olor que le resulta familiar, sin que necesariamente sea éste un olor materno. Estas tempranas capacidades de aprendizaje han sido útiles para evaluar la integridad del SNC fetal y neonatal, utilizando, por ejemplo, índices de habituación hacia distintos estímulos. Basándose en los resultados de estas investigaciones surge el objetivo general del proyecto: realizar un relevamiento de las capacidades de aprendizaje y memoria neonatales utilizando paradigmas de aprendizaje no asociativo como la habituación a claves olfativas nóveles (alcohol y limón), analizando la respuesta a los olores a través de patrones comportamentales y neurovegetativos presentes en el neonato a término. Este objetivo se irá desarrollando a lo largo de etapas experimentales consecutivas. En la primera de ellas, actualmente en ejecución, el propósito es evaluar respuestas habituatorias y de recuperación espontánea frente a la presentación secuencial de los aromas. En las etapas subsiguientes se pretenderá detectar también deshabituación y habituación ala deshabituación. Este proyecto forma parte de un plan de actividades mayor referido a reconocimiento, retención y discriminación de claves olfativas a nivel neonatológico. A largo plazo se procura diseñar, valiéndose de las tempranas capacidades de aprendizaje presentes en neonatos normales, pruebas que se utilicen para evaluar el desempeño neurocomportamental de recién nacidos donde se sospeche un Sistema Nervioso Central dañado por efectos de la exposición prenatal de alcohol y/o por episodios hipóxicos pre o perinatales.

Factores de virulencia involucrados en el Síndrome Urémico Hemolítico y desarrollo de estrategias terapéuticas. Factors of virulence involved in the Hemolytic Uremic Syndrome and development of therapeutic strategies.

La alta incidencia del Síndrome Urémico Hemolítico(SUH) en Argentina conjuntamente con la severidad de esta patología en niños, han motivado la investigación de numerosos grupos. Si bien se ha reconocido la participación de apoptósis a nivel renal y de leucocitos, aun no se ha profundizado el posible rol del estrés oxidativo en el daño a estas células y otras que son afectadas durante esta patología, ni la relación con el estímulo de especies reactivas del oxígeno(ERO) y del nitrógeno (ERN). Hipótesis: El daño sufrido por el organismo durante el SUH se debe a más de un factor de virulencia incluyendo la Shiga toxina (Stx) o Vero toxina (VT), los que en conjunto causan injuria oxidativa principalmente en células sanguíneas y renales; siendo más sensibles al estrés los niños con falencias en las defensas antioxidantes, que serían los que derivan a fallas renales severas. Es posible que un tratamiento protector antiestrés oxidativo después de la detección del SUH prevenga el curso hacia el daño renal crónico y otras graves secuelas de éste síndrome. Obj.general: Efectuar aportes al conocimiento y tratamiento del SUH, investigando el mecanismo de acción de los principales factores de virulencia de E.coli Entero Hemorrágica (EHEC), planteando estrategias terapéuticas futuras para contrarrestar el estrés oxidativo que pudiese estar involucrado. Obj.específicos: Investigar si la Stx y/o la hemolisina (Hly) de E.coli estimulan la producción de ERO y ERN en células del huésped, causando oxidación de proteínas y lípidos. Estudiar si la respuesta de los eritrocitos ante injurias oxidativas se podría utilizar como parámetro para detectar mayor susceptibilidad a Stx y Hly. Investigar si las defensas antioxidantes intracelulares y plasmáticas se incrementan con secuestrantes de radicales y antioxidantes naturales; estabilizando el potencial de membrana e impidiendo el incremento de biomarcadores de estrés oxidativo. Esclarecer aspectos que involucran al estrés oxidativo en la acción de antibióticos sobre células sanguíneas, líneas celulares y E.coli en estado planctónico o en biofilms, investigando qué antimicrobianos aumentan la liberación de Stx y Hly. Estudiar sustancias antioxidantes naturales y alimentos que puedan ser aplicados en terapia y prevención del SUH. Mat.y Met.: Se trabajará con cepas de bacterias que fueron obtenidas de pacientes con SUH. Stx y Hly serán purificadas por cromatografía afinidad y de intercambio iónico, respectivamente. Ensayos de quimioluminiscencia serán aplicados para determinar el estímulo de ERO, mientras que ERN se cuantificarán por Griess. Los niveles de marcadores de daño oxidativo se estudiarán para oxidación de lípidos, proteínas y otros productos avanzados de oxidación proteica. Rdos esperados: Se espera encontrar acción estresante de Stx y/o Hly sobre eritrocitos y otras células, así como biomarcadores de oxidación en diferentes macromoléculas sanguíneas. Es probable que exista diferente nivel de defensa contra esta injuria en niños con SUH; de ser así estos pacientes son susceptibles de recaídas y cronicidad en el proceso por falta de niveles adecuados de antioxidantes. Es necesario entonces encontrar terapias a largo plazo que aumenten las defensas contra el estrés oxidativo causado por E.coli u otras noxas con que se enfrente el niño predispuesto. Se cuenta con antecedentes en el laboratorio que indican conveniente una dieta rica en antioxidantes, así como otros probables fármacos en estudio. Importancia del proyecto. Este proyecto permitirá continuar con investigaciones propias que muestran acción estresante de ERO en eritrocitos por parte de cepas causantes de SUH. La continuidad de estos estudios puede representar un avance en la terapia de una patología cada vez más frecuente en Argentina. Los avances que se consigan podrían posibilitar un tratamiento preventivo en niños en general, así como una mejor evolución de los casos que derivan actualmente en diálisis.

Estados de cuasi-equilibrio dipolar en fluidos complejos estudiados por relajación y decoherencia en Resonancia Magnética Nuclear

La dinámica molecular colectiva de los cristales líquidos (CL) juega un papel preponderante en la respuesta de estos sistemas ante la aplicación de campos eléctricos y magnéticos externos, por lo que el estudio básico de la dinámica molecular, particularmente de los movimientos correlacionados, es indispensable para el diseño de aplicaciones tecnológicas basadas en CL. Por otra parte, se reconoce que la dinámica molecular colectiva distintiva de las fases ordenadas de fluidos complejos es además una propiedad que controla procesos clave en diversidad de materiales biológicos (funcionalidad y propiedades viscoelásticas de membranas, resistencia al almacenamiento de semillas y alimentos, temperatura de transición vítrea de compuestos de almidón, estabilidad de fases lamelares, etc.). Al presente, la relación entre estos conceptos reclama exhaustivos análisis y técnicas adecuadas para estudiar los movimientos microscópicos en distintas escalas temporales. En este Proyecto de investigación básica proponemos desarrollar y optimizar un conjunto de técnicas de RMN selectivamente aptas para el estudio de la dinámica lenta característica de las fases parcialmente ordenadas, por lo que tendrían aplicación directa en sistemas de interés biológico y tecnológico. Mediante diversas secuencias de pulsos en experimentos de RMN, es posible preparar estados cuánticos de “orden dipolar” en el sistema de espines nucleares, tanto en muestras en fase sólida como en CL. Tales estados de orden, están caracterizados por "cuasi-invariantes" que son observables de espin que relajan lentamente, intercambiando energía con la red que hace las veces de reservorio térmico. En síntesis, una vez creado el orden y establecido el estado de cuasi-equilibrio de cada cuasi-invariante, el sistema se comporta como un sistema termodinámico en contacto térmico con una red. De hecho, con todo rigor, se puede caracterizar el grado de orden por una "temperatura de espin". Además hay evidencia que los cuasi-invariantes dipolares reflejan sensible y selectivamente los movimientos moleculares correlacionados (a diferencia del cuasiinvariante Zeeman o magnetización nuclear). El aspecto distintivo de nuestra propuesta con respecto al estado actual del conocimiento, radica en la provisión de un nuevo parámetro de relajación de protones en cristales líquidos, para lo cual enfocamos las tareas hacia la caracterización de estos cuasiinvariantes, al diseño de técnicas de medición de sus tiempos de relajación y al desarrollo de la teoría que relaciona a éstos con la dinámica molecular. El esquema de trabajo se basa en reconocer que los eventos relevantes en los experimentos de creación-relajación de cuasi-invariantes dipolares ocurren en dos escalas de tiempo: la escala microscópica asociada con la decoherencia de los estados cuánticos y la escala macroscópica en la que se observa la relajación espín-reservorio. Proponemos como hipótesis general que los procesos que gobiernan la decoherencia, determinan también la relajación espin-red. Proponemos un enfoque innovador dentro del campo general de relajación de espin nuclear por RMN: considerar al sistema de espines nucleares como un sistema cuántico abierto multi-spin interactuando con un sistema (también cuántico) no observado. Para incorporar el detalle de la dinámica en escala microscópica en la descripción de la relajación es necesario el estudio experimental de los fenómenos que gobiernan la decoherencia y la relajación. Los resultados esperados en cada uno de esos grupos se interrelacionan, ya que la caracterización de los observables dipolares es un paso indispensable para explotar la potencialidad de la relajación del orden dipolar en presencia de movimientos moleculares correlacionados.

Procesos oxidativos en matrices alimentarias complejas. Oxidative processes in complex food matrices.

Las reacciones bioquímicas que ocurren como consecuencia del tratamiento y almacenamiento de los alimentos, mejoran la seguridad alimentaria, las propiedades sensoriales y la vida útil. Sin embargo, el tratamiento térmico, la exposición a la luz y el oxígeno pueden causar daño oxidativo a los lípidos y proteínas. Los procesos oxidativos de matrices complejas tienen características distintivas que no se manifiestan cuando los componentes son sometidos a oxidación individualmente. La hipótesis de trabajo es que la oxidación de proteínas en matrices alimentarias complejas altera la estructura y las propiedades funcionales de las proteínas y, que las modificaciones que se producen varían según las condiciones de procesamiento y de la composición química del alimento. Nuestros estudios intentan demostrar que el estado oxidativo de las proteínas de un alimento es un parámetro importante para la evaluación de las propiedades funcionales, sensoriales y nutricionales de un producto lácteo. El objetivo general del proyecto es el estudio de los procesos de oxidación de matrices alimentarias complejas (la leche, miel) y su relación con distintos procesos y materiales utilizados en la industria. Es decir, nos proponemos estudiar las consecuencias funcionales y biológicas (calidad nutricional, coagulación) de la oxidación proteica en modelos experimentales “in vitro” y en productos comerciales. 1. Estudiar los fenómenos de peroxidación proteica en leche entera y descremada sometida a los distintos procesos tecnológicos de la producción de leche y queso a escala laboratorio. Se realizarán las mismas experiencias con albúmina sérica y con proteínas aisladas de suero de leche para comparar diferencias entre una matriz compleja y una simple. 2. Determinar la relación entre oxidación y composición proteica de la leche, y los cambios en las fracciones proteicas aisladas (caseínas y beta-lactoglobulina). 3. Analizar el impacto de los procesos tecnológicos a nivel de producción primaria (composición proteica y estado de oxidación) en los indicadores de inflamación (contenido de células somáticas y proteína C Reactiva) y de estado redox (capacidad antioxidante de los productos lácteos y nivel de carbonilos de proteinas). 4. Comparar las características de composición química y el estado de oxidación de leche provenientes de las tres regiones (Buenos Aires, Santa Fe y Córdoba) que conforman la cuenca láctea Argentina. Este objetivo se realizará conjuntamente con los integrantes de nuestro grupo de investigación que trabajan en el Laboratorio de Control de Calidad de la Escuela Superior de Lechería. 5. Determinar los metabolitos secundarios de mieles uniflorales propuestos como responsables de la capacidad antioxidante de estas (polifenoles) y como indicadores de su origen botánico. 6. Valorar la capacidad antioxidante total de mieles uniflorales. 7. Validar los métodos analíticos y semicuantitativos utilizados y a utilizar en el presente proyecto teniendo en cuenta lo efectos de matrices típico de los fluidos biológicos y las mezclas. El estudio de las modificaciones oxidativas de matrices complejas es un tema que es importante tanto desde el punto de vista del conocimiento básico como del aplicado. Nosotros creemos que el presente proyecto aportará conocimiento sobre las características de las vías oxidativas de proteínas en matrices complejas y que podrá ser utilizado para diseñar estrategias productivas tendientes a disminuir el deterioro de la calidad de la leche debido a la exposición a energía radiante. Parte de la experiencia ganada por el grupo ha sido ya volcada a subsanar dificultades y problemas de oxidación y deterioro de la calidad de alimentos. Además, se contribuirá a discernir la paradoja que existe en el área sobre las propiedades oxidantes/antioxidantes de los polifenoles y la relación entre estas y el estado oxidativo de un alimento. The biochemical reactions that occur as a result of food treatment and storage, improve food security, sensory properties and shelf life. Heat treatment, exposure to light and oxygen can cause oxidative damage to lipids and proteins. Oxidative processes in complex matrices display distinctive features that do not appear when the components are individually subjected to oxidation. The hypothesis is that protein oxidation in complex food matrices alters the structure and functional properties of proteins and that the modifications vary according to process conditions and food composition. The main goal is to study oxidation of complex food matrices (milk, honey) with different processes and materials used in the industry. The specific aims are: 1. To study protein oxidation in whole milk and skim subject to various technological processes. The same experiences will be done with serum albumin and isolated whey proteins to compare complex and simple matrices. 2. To determine the relationship between oxidation and milk protein composition, and changes in casein and beta-lactoglobulin. 3. Analyze the impact of technological processes at the level of primary production on markers of inflammation and redox (antioxidant capacity and protein carbonyls). 4. Compare characteristics of chemical composition and oxidation state of milk. 5. Determine secondary metabolites of honey responsible for the antioxidant capacity of these. 6. To evaluate the total antioxidant capacity unifloral honey. This project will provide knowledge about characteristics of oxidative pathways of proteins in complex matrices that can be used to design production strategies aimed at reduce the deterioration of milk quality. Also, it would help to discern the paradox that exists on the oxidants/antioxidants properties of polyphenols and the relationship between these and the oxidative status of a food.