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.

Guiding students through competence-based educational material

Student guidance is an always desired characteristic in any educational system, butit represents special difficulty if it has to be deployed in an automated way to fulfilsuch needs in a computer supported educational tool. In this paper we explorepossible avenues relying on machine learning techniques, to be included in a nearfuture -in the form of a tutoring navigational tool- in a teleeducation platform -InterMediActor- currently under development. Since no data from that platform isavailable yet, the preliminary experiments presented in this paper are builtinterpreting every subject in the Telecommunications Degree at Universidad CarlosIII de Madrid as an aggregated macro-competence (following the methodologicalconsiderations in InterMediActor), such that marks achieved by students can beused as data for the models, to be replaced in a near future by real data directlymeasured inside InterMediActor. We evaluate the predictability of students qualifications, and we deploy a preventive early detection system -failure alert-, toidentify those students more prone to fail a certain subject such that correctivemeans can be deployed with sufficient anticipation.

La evaluación como elemento clave de la formación basada en competencias: tres casos en el ámbito de la ingenierías

El Espacio Europeo de Educación Superior implica cambios organizativos y académicos referentes a la formación basada en competencias. El proyecto AlineaME, coordinado por la Unidad de Soporte a la Calidad y la Innovación Docente de la Escuela Superior Politécnica - Universidad Pompeu Fabra, propuso a docentes del área TIC y a pedagogos la reflexión conjunta en aras a diseñar recomendaciones centradas en la alineación entre los tres elementos clave del proyecto: competencias, metodología y evaluación (C*M*E). Este trabajo recoge tres casos de aplicación de recomendaciones, concretamente de Ingeniería Telemática (dos casos - Universidad de Valladolid y Pompeu Fabra) y de Ingeniería Técnica en Informática de Gestión (un caso - Universidad de Sevilla).Las recomendaciones aplicadas hacen referencia a la necesidad de explicitar la alineación C*M*E en los Planes Docentes de Asignaturas y de presentar esta alineación al estudiantado. También a la integración de la evaluación de la asignatura como tarea-proceso de aprendizaje. La metodología seguida para laaplicación de ambas es (salvo pequeñas diferencias) parecida en los tres casos. La primera recomendación consistió en recoger en el Plan Docente la Alineación y en verbalizar dicha alineación en la sesión de presentación de la asignatura. La segunda se incorporó incluyendo actividades formativas en las que se favorecía la evaluación entre iguales. Para evaluar la aplicación de recomendaciones se recogieron evidencias en clave de satisfacción por parte del estudiantado así como valoraciones de los propios docentes. Para ello se diseñaron instrumentos específicos.En cuanto a la presentación de la alineación C*M*E en los Planes Docentes de asignaturas, los resultados indican que los alumnos son más conscientes de qué, cómo y por qué van a trabajar y ser evaluados. Globalmente valoran positivamente su utilidad para la autorregulación. Asimismo, plantear la evaluación como tarea deaprendizaje resultó ser para los estudiantes un interesante elemento de reflexión.

Power supply noise and logic error probability

Voltage fluctuations caused by parasitic impedances in the power supply rails of modern ICs are a major concern in nowadays ICs. The voltage fluctuations are spread out to the diverse nodes of the internal sections causing two effects: a degradation of performances mainly impacting gate delays anda noisy contamination of the quiescent levels of the logic that drives the node. Both effects are presented together, in thispaper, showing than both are a cause of errors in modern and future digital circuits. The paper groups both error mechanismsand shows how the global error rate is related with the voltage deviation and the period of the clock of the digital system.

Manipulació geomètrica dels blocs d'AutoCAD

Aquest text és un recull de procediments per inserir els blocs d'AutoCAD de forma més eficient, en la resolució de problemes prèviament tipificats: la PRIMERA PART descriu protocols d'actuació que l'usuari haurà d'aplicar manualment, mentre que la SEGONA PART ofereix rutines programades en AutoLISP i VisualLISP que l'eximiran d'aquesta obligació.Si ho deixéssim aquí, però, podria semblar que els mateixos mètodes manuals presentats en primer lloc són després els que AutoLISP automatitza; per això convé aclarir que la problemàtica de la PRIMERA PART, tot i que pròxima a la de la SEGONA, és diferent i reprodueix el contingut d'una monografia (BLOCS I GEOMETRIA: 5 EXERCICIS COMENTATS) que forma part del material de suport a l'assignatura ELEMENTS DE CAD, impartida per l'autor en l'ETS d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona i que té per objecte cobrir el buit bibliogràfic que es detectava en el vessant geomètric de la inserció de blocs, a diferència del que s'ocupa de l'estructura de dades més adient en cada context (incrustació de dibuixos amb INSERT versus vinculació mitjançant REFX), més profusament tractat, proposant una sistematització tipològica dels casos on l'escala és funció lineal d'una distància.La SEGONA PART va més enllà i amplia el repertori d'AutoCAD amb les ordres GINSERT, RATREDIT, INSERTOK, INS2D, INS3D, BLOQUEOK, DESCOMPOK, DEF-TRANSF, APL-TRANSF-V i APL-TRANSF-N, de les quals INS2D i INS3D (INSERTOK és una versió simplificada de INS2D, per a blocs sense atributs) són l'aportació més innovadora i que més lluny porta les potencialitats de la inserció de blocs: resumint-ho en una frase, es tracta d’aconseguir que la inserció d’un bloc (que pot ser l’original, un bloc constituït per una inserció de l’original o un de constituït per la inserció del precedent) s’encabeixi en un marc prèviament establert, a semblança de les ordres ESCALA o GIRA, que mitjançant l'opció Referencia apliquen als objectes seleccionats la transformació d'escalat o de rotació necessària per tal que un element de referència assoleixi una determinada grandària o posició. Tot i que, per identificar amb encert el nucli del problema, serà inevitable introduir una reflexió: quan s’ha tingut la precaució de referir un bloc 2D a un quadrat unitari ortogonal, inserir-lo de manera que s’adapti a qualsevol marc rectangular establert en el dibuix és immediat, però ja no ho és tant concatenar insercions de manera que, a més d’una combinació simple de escalat, gir i translació, l’operació dugui implícita una transformació de cisallament. Perquè és clar que si inserim el bloc girat i convertim la inserció en un bloc que al seu torn tornem a inserir, ara però amb escalat no uniforme, el transformat del quadrat de referència primitiu serà un paral·lelogram, però el problema és: dibuixat un marc romboïdal concret, ¿quin gir caldrà donar a la primera inserció, i quin gir i factors d’escala caldrà aplicar a la segona perquè el quadrat de referència s’adapti al marc? El problema es complica si, a més, volem aprofitar el resultat de la primera inserció per a d’altres paral·lelograms, organitzant un sistema no redundant de insercions intermèdies. Doncs bé: INS2D i INS3D donen satisfacció a aquestes qüestions (la segona ja no contempla l'encaix en un paral·lelogram, sinó en un paral·lelepípede) i són aplicables a blocs proveïts d’atributs, no només de tipus convencional (els continguts en el pla de base del bloc, únics de funcionament garantit amb l’ordre INSERT), sinó també dels situats i orientats lliurement.

XML-based information management environment for PE technologies

Printed electronics is an emerging concept in electronics manufacturing and it is in very early development stage. The technology is not stable, design kits are not developed, and flows and Computer Aided Design (CAD) tools are not fixed yet. The European project TDK4PE addresses all this issues and this PFC has been realized on this context. The goal is to develop an XML-based information system for the collection and management of information from the technology and cell libraries developed in TDK4PE. This system will ease the treatment of that information for a later generation of specific Design Kits (DK) and the corresponding documentation. This work proposes a web application to generate technology files and design kits in a formatted way; it also proposes a structure for them and a database implementation for storing the needed information. The application will allow its users to redefine the structure of those files, as well as export and import XML files, between other formats.

O6-Methylguanine-DNA methyltransferase protein expression by immunohistochemistry in brain and non-brain systemic tumours: systematic review and meta-analysis of correlation with methylation-specific polymerase chain reaction

Background: The DNA repair protein O6-Methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT) confers resistance to alkylating agents. Several methods have been applied to its analysis, with methylation-specific polymerase chain reaction (MSP) the most commonly used for promoter methylation study, while immunohistochemistry (IHC) has become the most frequently used for the detection of MGMT protein expression. Agreement on the best and most reliable technique for evaluating MGMT status remains unsettled. The aim of this study was to perform a systematic review and meta-analysis of the correlation between IHC and MSP. Methods A computer-aided search of MEDLINE (1950-October 2009), EBSCO (1966-October 2009) and EMBASE (1974-October 2009) was performed for relevant publications. Studies meeting inclusion criteria were those comparing MGMT protein expression by IHC with MGMT promoter methylation by MSP in the same cohort of patients. Methodological quality was assessed by using the QUADAS and STARD instruments. Previously published guidelines were followed for meta-analysis performance. Results Of 254 studies identified as eligible for full-text review, 52 (20.5%) met the inclusion criteria. The review showed that results of MGMT protein expression by IHC are not in close agreement with those obtained with MSP. Moreover, type of tumour (primary brain tumour vs others) was an independent covariate of accuracy estimates in the meta-regression analysis beyond the cut-off value. Conclusions Protein expression assessed by IHC alone fails to reflect the promoter methylation status of MGMT. Thus, in attempts at clinical diagnosis the two methods seem to select different groups of patients and should not be used interchangeably.

Development of a tool for the construction of "ground truth" for complex color images with text

Aquesta memoria resumeix el treball de final de carrera d’Enginyeria Superior d’Informàtica. Explicarà les principals raons que han motivat el projecte així com exemples que il·lustren l’aplicació resultant. En aquest cas el software intentarà resoldre la actual necessitat que hi ha de tenir dades de Ground Truth per als algoritmes de segmentació de text per imatges de color complexes. Tots els procesos seran explicats en els diferents capítols partint de la definició del problema, la planificació, els requeriments i el disseny fins a completar la il·lustració dels resultats del programa i les dades de Ground Truth resultants.