Respuesta transcripcional de Populus a bifenilos policlorados: Aspectos aplicados a la fitorremediación

La degradación del suelo ha adquirido una magnitud preocupante. Los métodos tradicionales de descontaminación, son costosos e insuficientes. La fitorremediación representa una alternativa eficaz, de bajo coste, respetuosa con el medio ambiente, que además mejora las propiedades del suelo, si bien ha habido desarrollos relevantes en la última década. Desde el punto de vida científico, el reto principal es descifrar las rutas metabólicas implicadas en respuesta a contaminantes y comprender su regulación. Esta información es imprescindible si aspiramos a mejorar las capacidades naturales de algunas especies vegetales para remediar los suelos contaminados. Los estudios de esta Tesis se han centrado en Populus, el mejor modelo forestal disponible a raíz de la secuenciación de su genoma completo. Por otra parte, Populus tiene una gran capacidad natural para la degradación de contaminantes orgánicos, lo que explica su predominio en los programas forestales de fitorremediación que se desarrollan actualmente. Hemos elegido en concreto al híbrido Populus tremula x P. alba, por la facilidad con que se cultiva y su particular interés biotecnológico. La presente Tesis plantea un estudio comprehensivo de la respuesta molecular a bifenilos policlorados (PCBs), una familia de contaminantes orgánicos persistentes de particular relevancia a escala mundial. Se ha utilizado para ello una aproximación transcriptómica, basada en tecnología RNA-seq, para identificar los genes implicados en el metabolismo de los compuestos in planta y cuantificar sus niveles de activación en distintas situaciones controladas. La tesis pretende asimismo definir el control transcripcional subyacente a la respuesta bioquímica frente a este tipo de contaminantes. Resulta sorprendente que dicha respuesta sea prácticamente desconocida a nivel molecular, a pesar de su gran potencial aplicado en el contexto de la tecnología fitorremediadora. Para desarrollar este proyecto aplicamos a nuestros cultivos de chopo híbridos concentraciones diferentes de Aroclor 1221, una mezcla de PCBs muy utilizada a nivel comercial durante décadas, su uso está prohibido hoy internacionalmente. Y tomamos muestras de RNA a dos concentraciones y dos momentos distintos de exposición al contaminante, generando así una matriz de cuatro elementos con sus controles correspondientes. Con el fin de incrementar la especificidad de nuestro análisis, consideramos sobre todo los genes diferencialmente expresados más significativos según cuatro algoritmos estadísticos distintos. Por otra parte, realizamos análisis funcionales con herramientas bioinformáticas basadas en comparaciones de secuencias y en redes de co-expresión génica. La respuesta de los genes de particular interés fue validada mediante tecnología qRT-PCR (reacción de la polimerasa en cadena cuantitativa en tiempo real). Se trata del primer estudio comprehensivo de la respuesta de un organismo vegetal ante la presencia de PCBs. Este estudio nos ha permitido identificar una cantidad considerable de genes estructurales y reguladores, definiendo nuevos factores de transcripción cuya expresión es proporcional a la concentración de contaminante en el medio o al tiempo de exposición al mismo. Los análisis de correlación nos permiten afirmar en que la respuesta metabólica a PCBs, incluyendo posibles rutas degradadoras, participan en al menos quince factores de transcripción y unas cuarenta proteínas o enzimas que resultan particularmente inducidas. Entre las familias implicadas destacan los citocromos P450, la glutatión transferasas, las deshidrogenasas reductasas (short-chain dehydrogenase reductase) y las proteínas MDR (multi-drug resistance). Mientras que los factores de transcripción encontrados pertenecen a la familia de ZF-TF, MYBs, WRKYs entre otros. También identificamos proteínas de función desconocida que no se habían vinculado previamente a este tipo de respuestas en plantas, como la CSP (cold-shock domain proteins). Para estudiar su posible relación con la presencia de PCBs, se caracterizó un gen de esta familia detectado mediante espectrometría de masas en tándem (MS/MS) a partir de mapas IEF x SDS-PAGE (isoelectro focusing x sodium dodecyl sulphate- polyacrylamide gel electrophoresis) de alta resolución. Mediante qRT-PCR pudimos confirmar la inducción del gen correspondiente, ortólogo a PtCSP4 de P. trichocarpa (Potri.004g172600), en respuesta a Aroclor 1221. El análisis fenotípico de las líneas transgénicas de Arabidopsis thaliana que sobre-expresaba la proteína CSP de chopo híbrido confirmó un papel para la misma tolerancia a PCBs, posiblemente a través de mecanismos reguladores que activan proteínas MDR. Este trabajo, además de aportar datos novedosos sobre los mecanismos moleculares desencadenados por la presencia de un PCB en Populus, utilizado aquí como sistema modelo. Con ello se demuestra el potencial de las especies arbóreas no solo como agentes descontaminantes, ya explotado comercialmente, sino también como fuente potencial de genes interesantes. Entre los genes identificados en esta Tesis hay candidatos evidentes a participar en mecanismos de tolerancia al estrés inducido por la contaminación y también rutas metabólicas degradadores de PCBs. Precisamente la posibilidad de degradar al contaminante confiere particular interés a este tipo de estudios frente a la fitorremediación de metales pesados y otros contaminantes elementales. La comparación de los datos generados en este estudio con estudios análogos que se realicen en el futuro con otras especies y xenobióticos, contribuirán a definir mejor la respuesta de las plantas ante la contaminación orgánica y mejorar su potencial descontaminante. ABSTRACT Soil degradation has acquired a disturbing magnitude. Traditional methods of decontamination are expensive and insufficient. Phytoremediation represent an effective alternative, low cost, respectful of the environment, that also improves soil properties, although there have been relevant developments in the last decade. From a life scientist, the challenge is to decipher the major metabolic pathways involved in response to pollutants and understand their regulation. This information is essential if we desire to enhance the natural abilities of some plant species to remediate contaminated soils. This thesis studies have focused on Populus, the best available forestry model following the sequencing of the entire genome. Moreover, Populus has a natural ability to degrade organic pollutants, which explains its predominance in phytoremediation forestry programs currently being developed. We have chosen specifically to hybrid Populus tremula x P. alba, the ease with which it is grown and its particular biotechnological interest. This thesis presents a comprehensive study of the molecular response to polychlorinated biphenyls (PCBs), a family of persistent organic pollutants of particular relevance worldwide. It has been used for a transcriptomic approach using RNA-seq technology, to identify genes involved in the metabolism of compounds in plant and quantify their levels of activation in different controlled situations. The thesis also aims to define the underlying transcriptional control the biochemical response to these pollutants. It is surprising that the response is virtually unknown at the molecular level, despite its great potential applied in the context of phytoremediation technology. To develop this project we applied our hybrid poplar crops different concentrations of Aroclor 1221, a mixture of PCBs widely used commercially for decades, its use is now banned internationally. And we RNA samples at two different concentrations and times of exposure to the pollutant, generating an array of four elements with their corresponding controls. In order to increase the specificity of our analysis, we consider mainly the most significant differentially expressed genes in four different statistical algorithms. Moreover, functional analyzes conducted with bioinformatics tools based on sequence comparisons and networks gene co-expression. The response of genes of particular interest was validated by qRT-PCR (polymerase reaction chain in real-time quantitative. This is the first comprehensive study of the response of a plant organism in the presence of PCBs. This study allowed us to identify a considerable amount of structural and regulatory genes, defining new transcription factors whose expression is proportional to the concentration of contaminant in the middle or at the time of exposure. Correlation analyzes allow us to affirm that the metabolic response to PCBs, including possible degradative pathways, at least fifteen involved in transcription factors and forty proteins or enzymes which are particularly induced. Among the families involved include cytochromes P450, the glutathione transferases, dehydrogenases reductases (short -chain dehydrogenase reductase) and MDR proteins (multi - drug resistance). While transcription factors belong to the family found ZF-TF, MYBs, WRKYs among others. We also identify proteins of unknown function that had not been previously linked to such responses in plants such as CSP (cold- shock domain proteins). To study their possible relationship with the presence of PCBs, a gene in this family was characterized and was detected by tandem mass spectrometry (MS/MS) from maps IEF x SDS -PAGE (sodium dodecyl isoelectro x sulphate- polyacrylamide gel electrophoresis) of high resolution. By qRT -PCR could confirm the induction of the corresponding gene, ortholog to PtCSP4 of P. trichocarpa (Potri.004g172600), in response to Aroclor 1221. Phenotypic analysis of transgenic Arabidopsis thaliana lines over- expressing the protein CSP poplar hybrid confirmed a role for PCBs same tolerance, possibly through regulatory mechanisms activated MDR proteins. This work, in addition to providing new data on the molecular mechanisms triggered by the presence of PCBs in Populus, used here as a model system. Thus the potential of tree species not only as decontamination agents, and commercially exploited, but also as a potential source of interesting genes is shown. Among the genes identified in this thesis there are evident candidates to participate in tolerance mechanisms to stress induced by pollution and degrading metabolic pathways of PCBs. Precisely the possibility of degrading the pollutant attaches particular interest to this type of study off the phytoremediation of heavy metals and other elemental pollutants. The comparison of the data generated in this study with similar studies carried out in the future with other species and xenobiotics contribute to better define the response of plants to organic pollution and improve their decontamination potential.

Modelización de la respuesta de elementos estructurales lineales de vidrio plano : vigas y pilares pretensados

El vidrio se trata de un material muy apreciado en la arquitectura debido a la transparencia, característica que pocos materiales tienen. Pero, también es un material frágil, con una rotura inmediata cuando alcanza su límite elástico, sin disponer de un período plástico, que advierta de su futura rotura y permita un margen de seguridad. Por ambas razones, el vidrio se ha utilizado en arquitectura como elemento de plementería o relleno, desde tiempos antiguos, pero no como elemento estructural o portante, pese a que es un material interesante para los arquitectos para ese uso, por su característica de transparencia, ya que conseguiría la desmaterialización visual de la estructura, logrando espacios más ligeros y livianos. En cambio, si se tienen en cuenta las propiedades mecánicas del material se puede comprobar que dispone de unas características apropiadas para su uso estructural, ya que su Módulo elástico es similar al del aluminio, elemento muy utilizado en la arquitectura principalmente en las fachadas desde los últimos años, y su resistencia a compresión es muy superior incluso al hormigón armado; aunque su principal problema es su resistencia a tracción que es muy inferior a su resistencia a compresión, lo que penaliza su resistencia a flexión. En la actualidad se empieza a utilizar el vidrio como elemento portante o estructural, pero debido a su peor resistencia a flexión, se utilizan con grandes dimensiones que, a pesar de su transparencia, tienen una gran presencia. Por ello, la presente investigación pretende conseguir una reducción de las secciones de estos elementos estructurales de vidrio. Entonces, para el desarrollo de la investigación es necesario responder a una serie de preguntas fundamentales, cuyas respuestas serán el cuerpo de la investigación: 1. ¿Cuál es la finalidad de la investigación? El objetivo de esta investigación es la optimización de elementos estructurales de vidrio para su utilización en arquitectura. 2. ¿Cómo se va a realizar esa optimización? ¿Qué sistemas se van a utilizar? El sistema para realizar la optimización será la pretensión de los elementos estructurales de vidrio 3. ¿Por qué se va a utilizar la precompresión? Porque el vidrio tiene un buen comportamiento a compresión y un mal comportamiento a tracción lo que penaliza su utilización a flexión. Por medio de la precompresión se puede incrementar esta resistencia a tracción, ya que los primeros esfuerzos reducirán la compresión inicial hasta comenzar a funcionar a tracción, y por tanto aumentará su capacidad de carga. 4. ¿Con qué medios se va a comprobar y justificar ese comportamiento? Mediante simulaciones informáticas con programas de elementos finitos. 5. ¿Por qué se utilizará este método? Porque es una herramienta que arroja ventajas sobre otros métodos como los experimentales, debido a su fiabilidad, economía, rapidez y facilidad para establecer distintos casos. 6. ¿Cómo se garantiza su fiabilidad? Mediante el contraste de resultados obtenidos con ensayos físicos realizados, garantizando de ésta manera el buen comportamiento de los programas utilizados. El presente estudio tratará de responder a todas estas preguntas, para concluir y conseguir elementos estructurales de vidrio con secciones más reducidas gracias a la introducción de la precompresión, todo ello a través de las simulaciones informáticas por medio de elementos finitos. Dentro de estas simulaciones, también se realizarán comprobaciones y comparaciones entre distintas tipologías de programas para comprobar y contrastar los resultados obtenidos, intentando analizar cuál de ellos es el más idóneo para la simulación de elementos estructurales de vidrio. ABSTRACT Glass is a material very appreciated in architecture due to its transparency, feature that just a few materials share. But it is also a brittle material with an immediate breakage when it reaches its elastic limit, without having a plastic period that provides warning of future breakage allowing a safety period. For both reasons, glass has been used in architecture as infill panels, from old times. However, it has never been used as a structural or load‐bearing element, although it is an interesting material for architects for that use: because of its transparency, structural glass makes possible the visual dematerialization of the structure, achieving lighter spaces. However, taking into account the mechanical properties of the material, it is possible to check that it has appropriate conditions for structural use: its elastic modulus is similar to that of aluminium, element widely used in architecture, especially in facades from recent years; and its compressive strength is much higher than even the one of concrete. However, its main problem consists in its tensile strength that is much lower than its compressive strength, penalizing its resistance to bending. Nowadays glass is starting to be used as a bearing or structural element, but due to its worse bending strength, elements with large dimensions must be used, with a large presence despite its transparency. Therefore this research aims to get smaller sections of these structural glass elements. For the development of this thesis, it is necessary to answer a number of fundamental questions. The answers will be the core of this work: 1. What is the purpose of the investigation? The objective of this research is the optimization of structural glass elements for its use in architecture. 2. How are you going to perform this optimization? What systems will be implemented? The system for optimization is the pre‐stress of the structural elements of glass 3. Why are you going to use the pre‐compression? Because glass has a good resistance to compression and a poor tensile behaviour, which penalizes its use in bending elements. Through the pre‐compression it is possible to increase this tensile strength, due to the initial tensile efforts reducing the pre‐stress and increasing its load capacity. 4. What are the means that you will use in order to verify and justify this behaviour? The means are based on computer simulations with finite element programs (FEM) 5. Why do you use this method? Because it is a tool which gives advantages over other methods such as experimental: its reliability, economy, quick and easy to set different cases. 6. How the reliability is guaranteed? It’s guaranteed comparing the results of the simulation with the performed physical tests, ensuring the good performance of the software. This thesis will attempt to answer all these questions, to obtain glass structural elements with smaller sections thanks to the introduction of the pre‐compression, all through computer simulations using finite elements methods. In these simulations, tests and comparisons between different types of programs will also be implemented, in order to test and compare the obtained results, trying to analyse which one is the most suitable for the simulation of structural glass elements.

Ciudades Inteligentes: La mitificación de las nuevas tecnologías como respuesta a los retos de las ciudades contemporáneas

Desde su aparición en los años noventa del siglo pasado, el concepto « Smart Cities » ha estado fuertemente marcado por la tecnología como el elemento clave para abordar los grandes retos que preocupaban a las ciudades contemporáneas: mejorar la eficiencia energética, disminuir las emisiones contaminantes y reconducir el cambio climático.

La Constitución Europea como respuesta a la ampliación

El proceso permanente de ampliación en el que ha entrado la Unión Europea y la aprobación de la Constitución Europea son parte de un mismo proceso político, en el que la Constitución se convierte en la clave del éxito de la ampliación. Ésta cuenta con los elementos necesarios para despejar las incógnitas que plantea la ampliación en relación con la vertebración política europea, la pervivencia del proyecto político y la capacidad de la Unión Europea para de hacer frente a sus nuevas responsabilidad internacionales.

Otro afecto como respuesta a la angustia. La operación cómica

El punto de partida y motor de este trabajo es el de la condición humana. Condición, que en ocasiones advertía en un gesto, en una situación, contemplaba en un paisaje, en una escena de una película, descubría en los objetos, en las personas o experimentaba en la práctica clínica. Algunos autores la llaman “soledad”, “espanto”2, “vulnerabilidad”, “precariedad”, “desamparo”3, “sufrimiento”, “lo traumático”. Me resulta difícil expresar algo sobre esta condición y más aún cernirla bajo el rigor académico. He aquí lo que he podido extraer a malas penas: contornos y zonas fronterizas, “pocas gotas de agua en la palma de la mano”, tal y como señala el filósofo H. Bergson...

Estudio cronobiológico de la respuesta farmacológica y la variación de parámetros hemodinámicos de la combinación etomidato-Midazolam en perros y gatos

Una doctrina fundamental de la biología, la medicina, la fisiología o la farmacología es la relativa constancia del medio biológico interno (Homeostasis). Las variables homeostáticas no se mantienen a un nivel constante, sino dentro de un cierto intervalo de valores repetidos a intervalos regulares (Ritmos Biológicos); cuando dicho ciclo se cumple en un periodo de 24 h se denomina Ritmo Circadiano. Los sincronizadores que definen este ritmo son, entre otros, la alternancia luz-oscuridad o la rutina de sueño (descanso-actividad). La Cronobiología estudia los ritmos biológicos y sus mecanismos de cronometraje, determinando la influencia que los mismos pueden ejercer en los seres vivos. La Cronofarmacología, a su vez, estudia los efectos de los fármacos en función del ritmo circadiano (bien por alteraciones en su cinética: cronofarmacocinética; o en su dinamia: cronofarmacodinamia), determinando el período decisivo de su administración, para conseguir un aumento de su eficacia y/o disminución de sus efectos adversos. Estas alteraciones son, particularmente, importantes en aquellos grupos farmacológicos más críticos como los anestésicos, ya que existen diferencias en la capacidad anestesia dependientes de la hora del día en que se administran estos fármacos. El etomidato es un agente anestésico no barbitúrico de acción rápida, recomendado para la inducción anestésica en animales que presentan patologías que comprometen su estabilidad hemodinámica, ya que no provoca alteraciones severas en el sistema cardiovascular o en la presión intracraneal. Actúa facilitando la transmisión mediada por GABA, al interactuar con una zona alostérica del complejo receptor GABA – ionóforo Cl-...

Respuesta inflamatoria local secundaria a la ventilación unipulmonar en un modelo experimental de cirugía torácica. Efecto modulador del sevoflurano

El daño pulmonar agudo secundario a la cirugía de resección pulmonar (CRP) afecta en torno al 3-4% de los pacientes sometidos a este procedimiento. A pesar de no resultar una entidad excesivamente frecuente, condiciona en gran medida el pronóstico de los pacientes sometidos a estas técnicas quirúrgicos, resultando la principal causa de mortalidad. En la etiopatogenia de esta entidad clínica intervienen distintos factores como son la ventilación mecánica, la ventilación unipulmonar (OLV), los procesos de isquemia-reperfusión y la manipulación quirúrgica asociada al procedimiento. Estos factores colaboran de forma intercurrente a desencadenar una respuesta inflamatoria secundaria que lesiona el epitelio y endotelio alveolar, ocasionando una alteración de la permeabilidad de la barrera alveolocapilar, y la consiguiente formación de edema en los espacios alveolares. Hace años que se conoce que la ventilación mecánica puede provocar lesiones tisulares y edema pulmonar no cardiogénico en pulmones sanos, derivado de una respuesta inflamatoria secundaria a los distintos estímulos que condiciona la ventilación mecánica. En los procedimientos de CRP, la OLV del pulmón declive (o dependiente) implica una especial agresión al pulmón, con mayor posibilidad de lesión por volumen y presión...

La conciliación del empleo y del hogar: respuesta y reflejo de una organización del trabajo construida desde la institución del género

A la luz del debate en torno a la relación entre la vida laboral y familiar, este artículo propone un modelo compuesto por las variables: sexo, edad, estudios, parentesco y dos índices nombrados por vsp y vsf. El primero (vsp) trata de situar a la población ocupada en una escala que refleje la situación en términos de modalidad de contrato, jornadas, ingresos y supervisión. El segundo refleja las cargas familiares. Se plantean dos versiones distintas del modelo: vsp como dependiente o vsf. El objetivo de este ejercicio es doble: 1) observar hasta qué punto las cargas domésticas influyen en la posición dentro del puesto de trabajo remunerado, y 2) averiguar qué variable sociodemográfica tiene mayor influencia sobre ellas. Los datos han sido extraídos de la Encuesta de Calidad de Vida en el Trabajo (ECVT 2001, 2002 y 2003). A la luz de los resultados, la distribución por sexo en «vsp» y «vsf» es significativamente distinta: los hombres asalariados ocupan las mejores posiciones. Además, el modelo sólo actúa para las mujeres asalariadas principales de familia (cabezas de familia y cónyuges). Esta última observación es completamente coherente con una organización de trabajo construida desde la institución del género.

La respuesta sanitaria a la violencia de género. ¿Adaptar el sistema o medicalizar la violencia? estudio cualitativo

Antecedentes/Objetivos: El sistema sanitario puede jugar un papel clave en la prevención y atención de la violencia de género (VG), debido a las consecuencias para la salud de la violencia y al hecho de que las mujeres afectadas acceden a los servicios de salud con mayor frecuencia que a otros servicios públicos. El objetivo de este estudio es analizar cómo entienden los profesionales encargados de la coordinación de los programas de VG en los servicios regionales de salud la integración de la respuesta sanitaria a este problema en el Sistema Nacional de Salud español. Métodos: Estudio cualitativo en el que se realizaron 26 entrevistas individuales a informantes clave del nivel gerencial, 23 de las 17 comunidades autónomas y 3 del nivel nacional, entre julio de 2012 a marzo de 2013. Las transcripciones se importaron al software informático Atlas.ti-5 y se analizaron de acuerdo al método de la Teoría Fundamentada. Resultados: Se desarrolló un modelo conceptual que explica los esfuerzos y retos cuando se intenta integrar la respuesta a la VG en el sistema sanitario, que permanece fuertemente biomedicalizado. Emergieron una categoría central: Integrando respuestas a problemas no biomédicos en sistemas de salud biomédicos, el caso de la VG; y 4 categorías relacionadas con la central: La VG es un problema complejo que genera resistencia o activismo; El mandato para integrar una respuesta sanitaria a la violencia: una prioridad no siempre priorizada; El sistema sanitario español, respetuoso con la autonomía de los profesionales, biomédico y familiarista; y Desarrollando respuestas a la integración de la violencia: adaptar el sistema de salud o medicalizar la violencia. Conclusiones: Integrar el abordaje de la VG en un sistema de salud biomédico es un reto. Los hallazgos sugieren que la motivación individual puede compensar las deficiencias en el sistema existente, en términos de ser más centrada en la persona y, por lo tanto, fomentar una fuerte relación de confianza. Sin embargo, la sostenibilidad de los procesos dependientes en la motivación e interés individual es difícil si no hay una estructura organizativa que los respalde.

Una respuesta humanitaria de diversas religiones en la República Centroafricana

La interacción religiosa ha desempeñado un papel clave garantizando que la cohesión social y la mediación entre religiones se mantienen en la agenda internacional en cuanto a la respuesta en la República Centroafricana, en donde la confesión de las personas forma parte integral de su identidad pero también donde se ha manipulado de forma terrible.

La urban penalty y el deterioro de la salud nutricional de la población: la respuesta higiénico-sanitaria

El artículo analiza, en primer lugar, el contexto sanitario internacional en el que se originaron, a comienzos del siglo xx, las políticas públicas sobre alimentación y nutrición, así como el discurso científico que generaron los organismos y los expertos internacionales y su influencia en las estrategias de intervención social encaminadas a cambiar los hábitos dietéticos de la población. En segundo lugar, desde aquel contexto y en el marco del “problema sanitario de España” y de los fallos de mercado asociados a la urban penalty, se analiza el creciente interés que mostraron los higienistas de las primeras décadas del siglo XX por los problemas de malnutrición y su repercusión en las políticas alimentarias y de nutrición comunitaria.

La respuesta a las migraciones forzadas del colectivo LGBT en África Oriental

Cientos de miembros del colectivo LGBT huyeron a Kenia en busca de seguridad tras la aprobación en Uganda de la Ley contra la Homosexualidad en diciembre de 2013. Es necesario llevar a cabo diversas intervenciones en Uganda y en Kenia para responder de forma efectiva.

Discurso del doctor don Miguel Abadia Méndez al recibirse como inidviduo de número en la sesión solemne del 6 de agosto de 1919 y respuesta del académico de número doctor don Hernando Holguín y Caro.

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