Exploring unfrequent events with accelerated molecular dynamics simulations: from photochemistry to drug design

La meva incorporació al grup de recerca del Prof. McCammon (University of California San Diego) en qualitat d’investigador post doctoral amb una beca Beatriu de Pinós, va tenir lloc el passat 1 de desembre de 2010; on vaig dur a terme les meves tasques de recerca fins al darrer 1 d’abril de 2012. El Prof. McCammon és un referent mundial en l’aplicació de simulacions de dinàmica molecular (MD) en sistemes biològics d’interès humà. La contribució més important del Prof. McCammon en la simulació de sistemes biològics és el desenvolupament del mètode de dinàmiques moleculars accelerades (AMD). Les simulacions MD convencionals, les quals estan limitades a l’escala de temps del nanosegon (~10-9s), no son adients per l’estudi de sistemes biològics rellevants a escales de temps mes llargues (μs, ms...). AMD permet explorar fenòmens moleculars poc freqüents però que son clau per l’enteniment de molts sistemes biològics; fenòmens que no podrien ser observats d’un altre manera. Durant la meva estada a la “University of California San Diego”, vaig treballar en diferent aplicacions de les simulacions AMD, incloent fotoquímica i disseny de fàrmacs per ordinador. Concretament, primer vaig desenvolupar amb èxit una combinació dels mètodes AMD i simulacions Car-Parrinello per millorar l’exploració de camins de desactivació (interseccions còniques) en reaccions químiques fotoactivades. En segon lloc, vaig aplicar tècniques estadístiques (Replica Exchange) amb AMD en la descripció d’interaccions proteïna-lligand. Finalment, vaig dur a terme un estudi de disseny de fàrmacs per ordinador en la proteïna-G Rho (involucrada en el desenvolupament de càncer humà) combinant anàlisis estructurals i simulacions AMD. Els projectes en els quals he participat han estat publicats (o estan encara en procés de revisió) en diferents revistes científiques, i han estat presentats en diferents congressos internacionals. La memòria inclosa a continuació conté més detalls de cada projecte esmentat.

On-farm animal welfare assessment in dairy cattle: improved lameness detection

Estudi realitzat a partir d’una estada a la University of British Columbia, Canada, entre 2010 i 2012. Primerament es va desenvolupar una escala per mesurar coixeses (amb valors de l’1 al 5). Aquesta escala es va utilitzar per estudiar l’associació entre factors de risc a nivell de granja (disseny de le instal.lacions i maneig) i la prevalencia de coixeses a Nord America. Les dades es van recollir en un total de 40 granges al Nord Est dels E.E.U.U (NE) i 39 a California (CA) . Totes les vaques del group mes productiu es van categoritzar segons la severitat de les coixeses: sanes, coixes i severament coixes. La prevalencia de coixeses en general fou del 55 % a NE i del 31% a CA. La prevalencia de coixeses severes fou del 8% a NE i del 4% a Ca. A NE, les coixeses en general increntaren amb la presencia de serradura als llits i disminuiren en granjes grans, amb major quantitat de llit i acces a pastura. Les coixeses mes severes incrementaren amb la falta d’higiene als llit i amb la presencia de serradura als llits, i disminuiren amb la quantitat de llit proveit, l’us de sorra als llits i amb la mida de la granja. A CA, les coixeses en general incrementaren amb la falta d’higiene al llit, i disminuiren amb la mida de la granja, la presencia de terres de goma, l’increment d’espai als cubicles , l’espai a l’abeuredor i la desinfeccio de les peulles. Les coixeses severes incrementaren amb la falta d’higiene al llit i disminuixen amb la frequencia de neteja del corral. En conclusio, canvis en el maneig i el disseny de les instal.lacions poden ajudar a disminuir la prevalencia de coixeses, tot i que les estrategies a seguir variaran segons la regio.

Anàlisi del sistema productiu i comercial del vi de la Tarraconensis a partir de la combinació de metodologies

Des del segon quart del s. I aC i, especialment, durant el regnat d’August, es va desenvolupar a l’antiga província Tarraconensis un sistema productiu centrat en l’explotació agrària vitivinícola amb una finalitat clarament comercial. La majoria d’assentament vitivinícoles es troben emplaçats al litoral català, associats de vegades a figlinae que fabricaven les àmfores per al transport i comerç de l’excedent vinícola. No obstant, a l’àrea del Vallès Occidental i del Baix Llobregat es troben una sèrie de vil•les vinculades a la producció de vi i a la fabricació d’àmfores que han proporcionat restes molt significatives sobre la contribució d’aquesta zona a l’expansió econòmica de la província. La caracterització arqueològica i arqueomètrica d’un gran nombre d’àmfores procedents de diversos tallers ceràmics situats al Vallès Occidental i al Baix Llobregat, utilitzant diverses tècniques d’anàlisi química, mineralògica i petrogràfica, ha portat a establir quins tipus d’àmfores es van fabricar a cada taller i de quina manera. S’han identificat alguns dels processos tecnològics de la cadena operativa: la selecció i processat de les matèries primeres per conformar la pasta procedents, generalment, de l’àrea on es troba cada centre de producció, el modelatge, l’assecat i la cocció de les peces. En alguns dels casos analitzats, s’ha identificat quins tipus de contenidors van ser importants a l’establiment i la seva provinença. La integració d’aquests resultats en la base de dades analítica que disposa l’ERAAUB ha permès avaluar el grau d’estandardització dels processos tecnològics en aquesta àrea. La contrastació final amb les dades històriques i arqueològiques contribueix al coneixement arqueològic de les àmfores vinàries de la Tarraconensis i, a través d’elles, al coneixement de les societats que les van fabricar, comercialitzar i utilitzar.