Minería de Datos en Bio-Ciencias

El campo de las Bio-Ciencias está en pleno desarrollo y expansión. La variedad de tecnologías disponibles y aplicaciones están generando una cantidad abrumadora de datos que necesitan de protocolos, conceptos y métodos que permitan un análisis uniforme y asequible. Otra característica distintiva de estos ámbitos es su condición multidisciplinaria, donde interactúan (y cada vez más) disciplinas como la biología, la matemática, la estadística, la informática, la inteligencia artificial, etc. por lo que cualquier esfuerzo tendiente a aumentar el nivel de comunicación y entendimiento entre las disciplinas redundará en beneficios. La Minería de Datos, concepto que aglutina una variedad de metodologías analíticas, proporciona un marco conceptual y metodológico para el abordaje del análisis de datos y señales de distintas disciplinas. Sin embargo, cada campo de aplicación presenta desafíos específicos que deben ser abordados particularmente desde la racionalización de conceptos específicos del ámbito. La multidisiplinaridad es particularmente importante en aplicaciones biomédicas y biotecnológicas, donde se modelan fenómenos biológicos y se desarrollan métodos analíticos para generar nuevas estrategias diagnósticas, predictivas a partir de los datos recogidos. En este proyecto se integrarán las experiencias y criterios de distintas disciplinas que están involucradas en el desarrollo experimental en bio-ciencias, desde la biología molecular y la bioingeniería hasta la bioinformática y la estadística. La finalidad es elaborar protocolos que permitan extraer conocimiento en problemas biotecnológicos (particularmente experimentos genómicos) que se basan en la investigación sólida de los procedimientos estadísticos / bioinformáticos relevante para el manejo de datos experimentales. EL objetivo general de este proyecto es contribuir a la instauración de un Proceso Unificado de Análisis en Biotecnología generando conocimiento que permita el desarrollo de nuevas metodologías de análisis, con especial énfasis en métodos lineales y no-lineales de clasificación / predicción. La comprensión y estandarización de los requerimientos y etapas de experimentos en bio-ciencias es imprescindible para el éxito de proyectos biotecnológicos / biomédicos.

Diseño y caracterización de plataformas de biorreconocimiento basadas en el uso de nanoestructuras, biomoléculas y polímeros. Aplicaciones para el desarrollo de (bio)sensores electroquímicos. Design and characterization of biorecognition platforms based on the use of nanostructures, biomolecules and polymers. Applications for the development of electrochemical (bio)sensors.

Los requerimientos de métodos analíticos que permitan realizar determinaciones más eficientes en diversas ramas de la Química, así como el gran desarrollo logrado por la Nanobiotecnología, impulsaron la investigación de nuevas alternativas de análisis. Hoy, el campo de los Biosensores concita gran atención en el primer mundo, sin embargo, en nuestro país es todavía un área de vacancia, como lo es también la de la Nanotecnología. El objetivo de este proyecto es diseñar y caracterizar nuevos electrodos especialmente basados en el uso de nanoestructuras y estudiar aspectos básicos de la inmovilización de enzimas, ADN, aptámeros, polisacáridos y otros polímeros sobre dichos electrodos a fin de crear nuevas plataformas de biorreconocimiento para la construcción de (bio)sensores electroquímicos dirigidos a la cuantificación de analitos de interés clínico, farmaco-toxicológico y ambiental.Se estudiarán las propiedades de electrodos de C vítreo, Au, "screen printed" y compósitos de C modificados con nanotubos de C (CNT) y/o nanopartículas (NP) de oro y/o nanoalambres empleando diversas estrategias. Se investigarán nuevas alternativas de inmovilización de las biomoléculas antes mencionadas sobre dichos electrodos, se caracterizarán las plataformas resultantes y se evaluarán sus posibles aplicaciones analíticas al desarrollo de biosensores con enzimas y ADNs como elementos de biorreconocimiento. Se funcionalizarán CNT con polímeros comerciales y sintetizados en nuestro laboratorio modificados con moléculas bioactivas. Se diseñarán y caracterizarán nuevas arquitecturas supramoleculares basadas en el autoensamblado de policationes, enzimas y ADNs sobre Au. Se evaluarán las propiedades catalíticas de NP de magnetita y de perovskitas de Mn y su aplicación al desarrollo de biosensores enzimáticos. Se diseñarán biosensores que permitan la detección altamente sensible y selectiva de secuencias específicas de ADNs de interés clínico. Se estudiará la interacción de genotóxicos con ADN (en solución e inmovilizado) y se desarrollarán biosensores que permitan su cuantificación. Se construirán biosensores enzimáticos para la cuantificación de bioanalitos, especialmente glucosa, fenoles y catecoles, y sensores electroquímicos para la determinación de neurotransmisores, ácido úrico y ácido ascórbico. Se diseñarán nuevos aptasensores electroquímicos para la cuantificación de biomarcadores, comenzando por lisozima y trombina y continuando con otros de interés regional/nacional.Se emplearán las siguientes técnicas: voltamperometrías cíclica (CV), de pulso diferencial (DPV) y de onda cuadrada (SWV); "stripping" potenciométrico a corriente constante (PSA); elipsometría; microbalanza de cristal de cuarzo con cálculo de pérdida de energía por disipación (QCM-D); resonancia de plasmón superficial con detección dual (E-SPR); espectroscopía de impedancia electroquímica (EIE); microscopías de barrido electroquímico (SECM), de barrido electrónico (SEM), de transmisión (TEM) y de fuerzas atómicas (AFM); espectrofotometría UV-visible; espectroscopías IR, Raman, de masas, RMN.Se espera que la inclusión de los CNT y/o de las NP metálicas y/o de los nanoalambres en los diferentes electrodos permita una mejor transferencia de carga de diversos analitos y por ende una detección más sensible y selectiva de bioanalitos empleando enzimas, ADN y aptámeros como elementos de biorreconocimiento. Se espera una mayor eficiencia en los aptasensores respecto de los inmunosensores, lo que permitirá la determinacion selectiva de diversos biomarcadores. La modificación de electrodos con nanoestructuras posibilitará la detección altamente sensible y selectiva del evento de hibridación. La respuesta obtenida luego de la interacción de genotóxicos con ADN permitirá un mejor conocimiento de la asociación establecida, de la cinética y de las constantes termodinámicas. Los neurotransmisores podrán ser determinados a niveles nanomolares aún en muestras complejas.

Aproximación al diseño de sistemas de bio-reactores para la delignificación de materiales lignocelulósicos y para la decontaminación de suelos y efluentes. Approximation to the design of bio-reactors systems for the delignificación of lignocellulosic materials and for the decontamination of soil and effluents

Los materiales lignocelulósicos residuales de las actividades agroindustriales pueden ser aprovechados como fuente de lignina, hemicelulosa y celulosa. El tratamiento químico del material lignocelulósico se debe enfrentar al hecho de que dicho material es bastante recalcitrante a tal ataque, fundamentalmente debido a la presencia del polímero lignina. Esto se puede lograr también utilizando hongos de la podredumbre blanca de la madera. Estos producen enzimas lignolíticas extracelulares fundamentalmente Lacasa, que oxida la lignina a CO2. Tambien oxida un amplio rango de sustratos ( fenoles, polifenoles, anilinas, aril-diaminas, fenoles metoxi-sustituídos, y otros), lo cual es una buena razón de su atracción para aplicaciones biotecnológicas. La enzima tiene potencial aplicación en procesos tales como en la delignificación de materiales lignocelulósicos y en el bioblanqueado de pulpas para papel, en el tratamiento de aguas residuales de plantas industriales, en la modificación de fibras y decoloración en industrias textiles y de colorantes, en el mejoramiento de alimentos para animales, en la detoxificación de polutantes y en bioremediación de suelos contaminados. También se la ha utilizado en Q.Orgánica para la oxidación de grupos funcionales, en la formación de enlaces carbono- nitrógeno y en la síntesis de productos naturales complejos. HIPOTESIS: Los hongos de podredumbre blanca, y en condiciones óptimas de cultivo producen distintos tipos de enzimas oxidasas, siendo las lacasas las más adecuadas para explorarlas como catalizadores en los siguientes procesos:  Delignificación de residuos de la industria forestal con el fin de aprovechar tales desechos en la alimentación animal.  Decontaminación/remediación de suelos y/o efluentes industriales. Se realizarán los estudios para el diseño de bio-reactores que permitan responder a las dos cuestiones planteadas en la hipótesis. Para el proceso de delignificación de material lignocelulósico se proponen dos estrategias: 1- tratar el material con el micelio del hongo adecuando la provisión de nutrientes para un desarrollo sostenido y favorecer la liberación de la enzima. 2- Utilizar la enzima lacasa parcialmente purificada acoplada a un sistema mediador para oxidar los compuestos polifenólicos. Para el proceso de decontaminación/remediación de suelos y/o efluentes industriales se trabajará también en dos frentes: 3) por un lado, se ha descripto que existe una correlación positiva entre la actividad de algunas enzimas presentes en el suelo y la fertilidad. En este sentido se conoce que un sistema enzimático, tentativamente identificado como una lacasa de origen microbiano es responsable de la transformación de compuestos orgánicos en el suelo. La enzima protege al suelo de la acumulación de compuestos orgánicos peligrosos catalizando reacciones que involucran degradación, polimerización e incorporación a complejos del ácido húmico. Se utilizarán suelos incorporados con distintos polutantes(por ej. policlorofenoles ó cloroanilinas.) 4) Se trabajará con efluentes industriales contaminantes (alpechínes y/o el efluente líquido del proceso de desamargado de las aceitunas). The lignocellulosic raw materials of the agroindustrial activities can be taken advantage as source of lignin, hemicellulose and cellulose. The chemical treatment of this material is not easy because the above mentioned material is recalcitrant enough to such an assault, due to the presence of the lignin. This can be achieved also using the white-rot fungi of the wood. It produces extracellular ligninolitic enzymes, fundamentally Laccase, which oxidizes the lignin to CO2. The enzyme has application in such processes as in the delignification of lignocellulosic materials and in the biobleaching of fibers for paper industry, in the treatment of waste water of industrial plants, in the discoloration in textile industries, in the improvement of food for ruminants, in the detoxification of polutants and in bioremediation of contaminated soils. HYPOTHESIS: The white-rot fungi produce different types of enzymes, being the laccases the most adapted to explore them as catalysts in the following processes:  Delignification of residues of the forest industry in order to take advantage of such waste in the animal feed.  Decontamination of soils and / or waste waters. The studies will be conducted for the design of bio reactors that allow to answer to both questions raised in the hypothesis. For the delignification process of lignocellulosic material they propose two strategies: 1- to treat the material with the fungi 2-to use the partially purified enzyme to oxidize the polyphenolic compounds. For the soil and/or waste water decontamination process, we have: 3- Is know that the enzyme protects to the soil of the accumulation of organic dangerous compounds catalyzing reactions that involve degradation, polymerization and incorporation to complexes of the humic acid. There will be use soils incorporated into different pollutants. 4- We will work with waste waters (alpechins or the green olive debittering effluents.

Analysis of the Atmosphere Aerosol and Ozone Condition Over Tbilisi Using Satellite Data and Ground Truth Measurements

Ground-based measurements of the parameters of atmosphere in Tbilisi during the same period, which are provided by the Mikheil Nodia Institute of geophysics, were used as calibration data. Satellite data monthly averaging, preprocessing, analysis and visualization was performed using Giovanni web-based application. Maps of trends and periodic components of the atmosphere aerosol optical thickness and ozone concentration over the study area were calculated.

Optical measurements in disperse two-phase flows : application to rain formation in cumulus clouds

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2012

Relevance to Home Blood Pressure Monitoring Protocol of Blood Pressure Measurements Taken Before First- Morning Micturition and in the Afternoon

Background: The importance of measuring blood pressure before morning micturition and in the afternoon, while working, is yet to be established in relation to the accuracy of home blood pressure monitoring (HBPM). Objective: To compare two HBPM protocols, considering 24-hour ambulatory blood pressure monitoring (wakefulness ABPM) as gold-standard and measurements taken before morning micturition (BM) and in the afternoon (AM), for the best diagnosis of systemic arterial hypertension (SAH), and their association with prognostic markers. Methods: After undergoing 24-hour wakefulness ABPM, 158 participants (84 women) were randomized for 3- or 5-day HBPM. Two variations of the 3-day protocol were considered: with measurements taken before morning micturition and in the afternoon (BM+AM); and with post-morning-micturition and evening measurements (PM+EM). All patients underwent echocardiography (for left ventricular hypertrophy - LVH) and urinary albumin measurement (for microalbuminuria - MAU). Result: Kappa statistic for the diagnosis of SAH between wakefulness-ABPM and standard 3-day HBPM, 3-day HBPM (BM+AM) and (PM+EM), and 5-day HBPM were 0.660, 0.638, 0.348 and 0.387, respectively. The values of sensitivity of (BM+AM) versus (PM+EM) were 82.6% × 71%, respectively, and of specificity, 84.8% × 74%, respectively. The positive and negative predictive values were 69.1% × 40% and 92.2% × 91.2%, respectively. The comparisons of intraclass correlations for the diagnosis of LVH and MAU between (BM+AM) and (PM+EM) were 0.782 × 0.474 and 0.511 × 0.276, respectively. Conclusions: The 3 day-HBPM protocol including measurements taken before morning micturition and during work in the afternoon showed the best agreement with SAH diagnosis and the best association with prognostic markers.

Multisite phosphorylation in (bio-)chemical reaction networks : multistationarity and robustness

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektro- und Informationstechnik, Diss., 2014

More skull characters of the beaked whale Indopacetus pacificus and comparative measurements of Austral relatives.

v.62:no.1(1972)

Records and measurements of neotropical bats.

v.20:no.13(1936)

Measurements of the age of the solar system / by Robley D. Evans --

v.7:no.6(1943)

Isolamento e estudo experimental de duas novas culturas de bacilos ácido-alcool resistentes de muco nasal de leprosos

The A. described on December 14, 1951, his first culture of acid-fast bacillus isolated from nasal mucus of a leprous girl. in this paper the A. describes two new strains of acid-fast bacilli gotten also from nasal mucus of other two leprous girls, L3 cases. The first patient (layse S) had her mucus treated by petroff's method on December 16, 1952 and sown onto three tubes of loewenstein medium and in glycerin broth. After two weeks incubation at 37°C all three tubes of Loewenstein showed many punctiforme and pin-head yellowish colonies, whose microscopic examination proved to be of a pure acid-fast bacillus culture. This sample inoculated in rats and mice produced, after 55 days incubation, small tumors from which the culture was easily recovered. On April, 9, 1953 a new sample of nasal mucus of the same patient was sown in three tubes of Loewenstein. After two weeks incubation at 37°C all 3 tubes showed germination of small yellowish colonies of acid-fast bacilli. Within four months being gotten two samples of identical cultures in all smeared tubes of Loewenstein medium sown, proved that such cultures were not an ordinary ambient contamination. Second patient: - Maria N. After various sowing of different kinds of material from her, february 26, 1953 her nasal mucus treated by soda and sown onto Loewenstein medium, after 25 days incubation showed in only one tube, one small round colony, at first white, becoming creamy after three months. Transplants in various media grew at first slowly and after 2 or 3 generations grew faster. The "Layse" strain produced pellicle in glycerin broth and Dubos medium; the "Maria N." strain did not produce as yet. Both strains (Layse I and II, and Maria N.) gave weak positive Dubos test in half-an-hour and negative after 24 hours reading. Both were strongly positive when stained by Gram, Ziehl-Neelsen and Fontes methods. Both strains gave also positive fluoroscopy. These cultures are being studied. The A. concludes that, according to his experience, the slower growing cultures of acid-fast bacilli isolated from leprosy material, are the more suitable for experimental work. Aknowledgement. The A. thanks to Miss MARIA DE LOURDES SANTANA for her valuable collaboration in the studies of the described cultures.

Estudo de um foco de Leishmaniose muco-cutânea na Baixada Fluminense (Estado do Rio de Janeiro)

O trabalho refere as observações feitas em 1947 em um foco de leishmaniose muco-cutânea na Baixada Fluminense (Estado do Rio de Janeiro, Brasil). A existência da moléstia como uma endemia na região foi comprovada pelo encontro de 21 cicatrizes típicas, reagindo positivamente à intradermo-reação com antígeno específico, algumas datando de 5 a 15 anos. Na época dos trabalhos, entretanto, foi constatado um "surto epidêmico", o qual coincidira com uma grande derrubada florestal para fabrico de carvão vegetal. De 306 pessoas examinadas (cêrca de 50% da população local), foram encontradas 39 com lesões leishmanióticas (12,7%). Dentro e fora dos domicílios foram capturados Phlebotomus intermedius. Em 12 cães examinados foi encontrado um com diagnóstico provável da moléstia. Quinze gatos examinados mostraram-se negativos e, do mesmo modo, 28 mamíferos silvestres de pequeno porte. Dos 39 paciente, 4 tinham lesões mucosas (10,3%); 16 apresentavam lesões múltiplas (41,0%); e 19 eram mulheres (48,7%). Havia absoluta predominância das lesões nas partes descobertas do corpo. Cêrca de 1/3 dos casos era em crianças até 10 anos, atestando uma intensa transmissão domiciliária. Existiam casas com 2 a 6 enfermos. Com base nos informes dos pacientes ou responsáveis quanto ao tempo de doença (e admitindo-se um período incubativo médio de 2 meses), conclui-se que, provàvelmente, a grande maioria das infecções se dera entre julho e novembro, coincidindo com a derrubada florestal acima citada. Em 36 casos foi feita a intradermo-reação de Montenegro, obtendo-se respostas duvidosas em 2 e positivas em 34, com intensidade variável. Foram feitas 18 biópsias. Na epiderme havia hiperacantose e, freqüentement, pseudoepiteliomatose com globos córneos e microabcessos; e na derme observaram-se 2 quadros característicos: ou um infiltrado de plasmócitos predominantes, ou uma reação granulomatosa, os quais, às vêzes, se associavam. Em geral, a granulomatose ocorria nos casos mais antigos, isolada ou associada à infiltração, que predominava nos casos mais recentes da enfermidade. A granulomatose traduziria um estado hiperérgico do organismo, uma vez que os indivífuos que a apresentaram tinham maior tempo de doença e reagiam fortemente à intradermo-reação. As leishmanias nunca se mostraram muito numerosas nos cortes estudados. Em 3 paciente foi observada cura espontânea. Foram tratados 26 doentes, sendo 18 com tártaro emético, 4 com "fuadina" e 4 com ambos os remédios. O tártaro mostrou-se tóxico, embora desse resultados tão bons quanto a "fuadina". Dois paciente com lesões da mucosa nasal não se curaram completamente, não obstante terem recebido ambos os remédios. Cinco anos depois dêste inquérito contatou-se pràticamente a extinção dêste foco de leishmaniose. Durante êsse tempo tinham sido feitas aspersões domiciliárias periódicas com o DDT para combate à malária (NERY GUIMARÃES & BUSTAMANTE, 1953).