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.

Millora en la creació i configuració automatitzada de dispositius a la xarxa lliure Guifi.net

Guifi.net es una red libre de telecomunicaciones construida a iniciativa de los propios participantes que, mediante un acuerdo entre iguales, se interconectan para compartir servicios y recursos. Del vínculo filosófico con el software libre deriva que toda la información sea pública, mientras que del agnosticismo tecnológico, la utilización de cualquier dispositivo del mercado. Por esto existe el 'unsolclic', una secuencia de órdenes de confi guración genérica de dispositivos y verdadero factor de éxito. El objetivo del proyecto es mejorar el proceso de incorporación de nuevos dispositivos a la aplicación actual. Mediante una nueva gestión web y un sistema de plantillas estándar, los usuarios avanzados podran crear los confi guradores 'unsolclic' para los nuevos dispositivos del mercado y mantener los existentes con más facilidad y eficiencia.

Desarrollo de un portal web para instituciones deportivas utilizando componentes Open Source

El proyecto puede dividirse en dos grandes partes, diseño de un portal deportivo y análisis de una herramienta Open Source para el desarrollo de portales web. El apartado de diseño cuenta con un club de atletismo que proporciona unos requerimientos y necesidades de cara a tener un problema real y no basado en especulaciones. Se ha diseñado tanto la base de datos como la estructura del portal y se tienen en cuenta las necesidades del cliente. La parte de análisis de una herramienta Open Source desglosa los módulos de esta, viendo que necesidades cubre cada uno y que pueden hacer, que tecnologías usan y que soluciones pueden dar al problema planteado.

Servicio web para el cuidado de animales domésticos

El proyecto consiste en la creación un software que permita dar servicio a familias con mascotas que necesiten encontrar de una manera rápida residencias cercanas, protectoras o bien veterinarios. En caso de no poder mantener a la mascota, tener la posibilidad de anunciarlo para que otra familia pueda hacerse cargo de nuestra mascota adoptándola. En esta etapa de crisis económica se quiere ofrecer un servicio que permite a familias con mascota ponerse en contacto con personas de su provincia que se responsabilicen de su mascota durante un periodo de tiempo llegando a un acuerdo. De esta manera los dueños de la mascota obtienen un cuidado temporal más económico que una guardería de verano.

Implementació d'un contact center per empreses basat en software lliure

El proyecto consiste en la creación de un CRM de contact center con canal de telefonía y correo electrónico. Se ha llevado a cabo utilizando software libre. Se integra con centralita telefónica para permitir la realización de llamadas por Voip.

Evaluación y rediseño de la red pública educativa. Un análisis centralizado.

El análisis de eficiencia de los centros escolares constituye un tema de interés actual.El número de publicaciones en este campo de investigación se ha incrementado en lo últimos años, al intentar explicar que ciertas características del centro y del entorno influyen en los resultados de los alumnos. A la luz de la Teoría de la Producción y la Post-New Public Management, el objetivo del trabajo es la evaluación y rediseño, a través de técnicas frontera, de una muestra de centros de la red educativa pública de Catalunya. Los resultados obtenidos determinarán las acciones necesarias que permitan optimizar la red y redistribuir de forma óptima los recursos educativos. Por otro lado, aportarán información útil que ayude a la toma de decisiones por parte de las Administraciones Públicas y a la puesta en marcha de programas de mejora en los centros docentes.

Impaired fast-spiking, suppressed cortical inhibition and increased susceptibility to seizures in mice lacking Kv3.2 K+ channel proteins

Voltage-gated K+ channels of the Kv3 subfamily have unusual electrophysiological properties, including activation at very depolarized voltages (positive to −10 mV) and very fast deactivation rates, suggesting special roles in neuronal excitability. In the brain, Kv3 channels are prominently expressed in select neuronal populations, which include fast-spiking (FS) GABAergic interneurons of the neocortex, hippocampus, and caudate, as well as other high-frequency firing neurons. Although evidence points to a key role in high-frequency firing, a definitive understanding of the function of these channels has been hampered by a lack of selective pharmacological tools. We therefore generated mouse lines in which one of the Kv3 genes, Kv3.2, was disrupted by gene-targeting methods. Whole-cell electrophysiological recording showed that the ability to fire spikes at high frequencies was impaired in immunocytochemically identified FS interneurons of deep cortical layers (5-6) in which Kv3.2 proteins are normally prominent. No such impairment was found for FS neurons of superficial layers (2-4) in which Kv3.2 proteins are normally only weakly expressed. These data directly support the hypothesis that Kv3 channels are necessary for high-frequency firing. Moreover, we found that Kv3.2 −/− mice showed specific alterations in their cortical EEG patterns and an increased susceptibility to epileptic seizures consistent with an impairment of cortical inhibitory mechanisms. This implies that, rather than producing hyperexcitability of the inhibitory interneurons, Kv3.2 channel elimination suppresses their activity. These data suggest that normal cortical operations depend on the ability of inhibitory interneurons to generate high-frequency firing.