Docking, virtual high throughput screening and in silico fragment-based drug design.

ABSTRACT The drug discovery process has been profoundly changed recently by the adoption of computational methods helping the design of new drug candidates more rapidly and at lower costs. In silico drug design consists of a collection of tools helping to make rational decisions at the different steps of the drug discovery process, such as the identification of a biomolecular target of therapeutical interest, the selection or the design of new lead compounds and their modification to obtain better affinities, as well as pharmacokinetic and pharmacodynamic properties. Among the different tools available, a particular emphasis is placed in this review on molecular docking, virtual high throughput screening and fragment-based ligand design.

Eines interactives per l'aprenentatge de la dinàmica i el control dels convertidors de potència

El projecte s'ha centrat en el disseny i desenvolupament de laboratoris virtuals per a la docència del dispositius i mètodes de gestió d’energia. Això s’ha realitzat a dos nivells clarament diferenciats, el primer grup de laboratoris correspon als convertidors electrònics de potencia i el segon grup de laboratoris correspon a un conjunt de casos d’aplicacions concretes. En el primer grup es descriu el detall del funcionament dels diferents elements mentre que en el segon els descriuen les idees i conceptes bàsics de funcionament. Els laboratoris virtuals de convertidors electrònics de potència inclouen el convertidor elevador (boost), el convertidor reductor (buck), i convertidors acobladors magnèticament. Aquestes permeten estudiar el comportament dinàmica des d’un punt de vista commutat o bé promitjat, les aplicacions incorporen també la possibilitat de sintonitzar els controladors. Aquestes aplicacions han estat desenvolupades per ser un complement per les sessions de pràctiques presencials. Els laboratoris virtuals d’aplicacions, inclouen els sistema de transport metropolità, el vehicle híbrid i els sistemes de gestió de talls transitoris en el subministrament d’energia principalment. Aquestes laboratoris permeten introduir els estudiants de forma qualitativa en els diferents conceptes i tècniques emprades en els sistemes de generació, transport i transformació d’energia. Totes les aplicacions han estat desenvolupades emprant Easy JAVA Simulations, aquesta eina permet desenvolupar laboratoris multiplataforma fàcilment distribuïbles a través d’internet.

Implementació d'un Laboratori Virtual d'Equips Electrònics per múltiples aplicacions específiqies com a reforç docent en l'àrea de l'electrònica VERiLAB (Virtual ElectRonic LABoratory)

S’ha dissenyat un Laboratori Virtual d’Equips Electrònics per múltiples aplicacions específiques com a reforç docent en l’àrea de l’electrònica VERiLAB (Virtual ElectRonic LABoratory) i, a més, s’han dissenyat un conjunt de 9 pràctiques guiades per treure el màxim rendiment al laboratori virtual. El laboratori Virtual és una potent eina de treball per aplicacions docents com a programari d’iniciació a la utilització d’equips electrònics bàsics que podem trobar a qualsevol laboratori d’electrònica. Aquesta eina permet augmentar el nombre d’hores de treball pràctic fora del laboratori. La primera versió d’aquest programari es va dissenyar a l’any 2004 a la Universitat de Barcelona amb el software LabVIEW_7, el qual permet obtenir un fitxer executable amb el qual els alumnes poden treballar fora del laboratori. D’aquesta forma els alumnes únicament necessiten un ordinador per a poder fer les pràctiques. La primera versió del laboratori disposava d’un generador de funcions, un oscil·loscopi i un analitzador d’espectres com a equips electrònics, i a més a més incorporava un mòdul de filtres i un motor DC per treballar amb els equips. La versió 2 del Laboratori Virtual es va desenvolupar amb aquest projecte MQD i es va introduir una font d’alimentació, un multímetre de sobre taula i un portàtil com a equips electrònics. Es van crear també diferents mòduls de sistemes electrònics: filtres analògics, configuracions bàsiques basades en l’amplificador operacional, l’amplificador operacional no ideal i un circuit de rectificació d’ona completa. Aquests mòduls han premés ampliar el camp d’aplicació del Laboratori Virtual a diferents assignatures de l’àrea de l’electrònica.

Laboratori Virtual de Psicologia Bàsica

El Laboratori Virtual de Psicologia Bàsica (LVPB) és una eina que acompanya a l’estudiant en un recorregut a través d’experiments que s’han convertit en clàssics de la Psicologia Cognitiva. La plataforma reprodueix experiments provinents de l’estudi de l’atenció, l’emoció, el llenguatge, la memòria, la motivació, el pensament i la percepció. En cada experiment, el LVPB presenta un text introductori amb alguns articles de referència on es van proposar per primera vegada aquests experiments. El LVPB es basa en la plataforma d’e-learning Moodle, el que permet que cada estudiant tingui el seu propi espai en el qual guardar les dades, els resultats i les anàlisis que hagi realitzat. Tota la interacció amb el sistema queda enregistrada i pot ésser consultada tant per l’estudiant com pel seu professor en qualsevol moment. Això permet que el LVPB pugui ser utilitzat també com a eina d’avaluació per part del professor. La plataforma es troba disponible en la següent adreça: http://psicovirtual.uab.es/lvpb

Projecte per a l'organització de pràctiques professionals en turisme en forrnació virtual

L'objectiu del projecte és possibilitar que els estudiants de la diplomatura de turisme de la UOC puguin realitzar una pràctica laboral rigorosa i realista i que permeti desenvolupar les competències bàsiques en treball en equip i transversals en sostenibilitat aplicada a les destinacions turístiques. La pràctica docent consisteix en una simulació, per a entorn virtual d'aprenentatge que emula les diferents fases del treball de consultoria turística i l’aplicació dels resultats del les tasques col·laboratives a un treball orientat a objecte. Concretament el projecte està orientat a simular un treball de camp i a dissenyar i executar un pla estratègic per a la millora d'una destinació de naturalesa. La metodologia didàctica parteix de l’organització d'un treball en equip, cosa per la qual s'espera que els estudiants puguin cooperar entre si durant les fases del projecte. Amb el projecte es pretén aconseguir dotar als estudiants de mètodes i habilitats en sostenibilitat aplicada al turisme. Així com posar en pràctica els coneixements previs obtinguts en aquesta matèria. La simulació consisteix en la implementació d’estratègies per a millorar l’ús dels recursos turístics en una destinació real espanyola (el parc Natural de la Serra d'Espadà, a la província de Castelló), així com a crear una memòria final basada en la creació d'un pla estratègic per a la implementació d'accions basades en el turisme sostenible en l’àrea d'estudi.

Entorn virtual d'agendes d'aprenentatge individualitzades

Les agendes d'aprenentatge han de servir als alumnes, com a eines de plani cació i seguiment de treball personal, en tant que hi poden trobar tota la informació necessària per al seguiment de totes les seves tasques. Així doncs, cal desenvolupar una nova eina, que faciliti aquesta tasca, donada la inexistència d'eines similars amb aquesta voluntat. S'ha desenvolupat una agenda d'aprenentatge mitjançant un calendari web on s'hi presenten totes les tasques d'una assignatura. Així l'alumne té consciència de tota la feina que ha de fer i li serveix com a guia educativa en un entorn de blended-learning.

Disseny d'un "museu virtual" per una sala d'exposicions mitjançant OpenGL

Aquest projecte tracta del disseny i implementació d’una aplicació gràfica que permeti visualitzar diferents exposicions de quadres que es realitzin a la sala d’exposicions de la Hemeroteca General de la UAB, gestionada pel col·lectiu “Cultura en Viu”. La utilitat ha sigut desenvolupada mitjançant la llibreria gràfica OpenGL i Microsoft Visual Studio. L’aplicació generada és també una eina de creació i manipulació d’exposicions al servei del usuari.

A study on the expressive power of some fragments of the modal µ-Calculus

Résumé Le μ-calcul est une extension de la logique modale par des opérateurs de point fixe. Dans ce travail nous étudions la complexité de certains fragments de cette logique selon deux points de vue, différents mais étroitement liés: l'un syntaxique (ou combinatoire) et l'autre topologique. Du point de vue syn¬taxique, les propriétés définissables dans ce formalisme sont classifiées selon la complexité combinatoire des formules de cette logique, c'est-à-dire selon le nombre d'alternances des opérateurs de point fixe. Comparer deux ensembles de modèles revient ainsi à comparer la complexité syntaxique des formules as¬sociées. Du point de vue topologique, les propriétés définissables dans cette logique sont comparées à l'aide de réductions continues ou selon leurs positions dans la hiérarchie de Borel ou dans celle projective. Dans la première partie de ce travail nous adoptons le point de vue syntax¬ique afin d'étudier le comportement du μ-calcul sur des classes restreintes de modèles. En particulier nous montrons que: (1) sur la classe des modèles symétriques et transitifs le μ-calcul est aussi expressif que la logique modale; (2) sur la classe des modèles transitifs, toute propriété définissable par une formule du μ-calcul est définissable par une formule sans alternance de points fixes, (3) sur la classe des modèles réflexifs, il y a pour tout η une propriété qui ne peut être définie que par une formule du μ-calcul ayant au moins η alternances de points fixes, (4) sur la classe des modèles bien fondés et transitifs le μ-calcul est aussi expressif que la logique modale. Le fait que le μ-calcul soit aussi expressif que la logique modale sur la classe des modèles bien fondés et transitifs est bien connu. Ce résultat est en ef¬fet la conséquence d'un théorème de point fixe prouvé indépendamment par De Jongh et Sambin au milieu des années 70. La preuve que nous donnons de l'effondrement de l'expressivité du μ-calcul sur cette classe de modèles est néanmoins indépendante de ce résultat. Par la suite, nous étendons le langage du μ-calcul en permettant aux opérateurs de point fixe de lier des occurrences négatives de variables libres. En montrant alors que ce formalisme est aussi ex¬pressif que le fragment modal, nous sommes en mesure de fournir une nouvelle preuve du théorème d'unicité des point fixes de Bernardi, De Jongh et Sambin et une preuve constructive du théorème d'existence de De Jongh et Sambin. RÉSUMÉ Pour ce qui concerne les modèles transitifs, du point de vue topologique cette fois, nous prouvons que la logique modale correspond au fragment borélien du μ-calcul sur cette classe des systèmes de transition. Autrement dit, nous vérifions que toute propriété définissable des modèles transitifs qui, du point de vue topologique, est une propriété borélienne, est nécessairement une propriété modale, et inversement. Cette caractérisation du fragment modal découle du fait que nous sommes en mesure de montrer que, modulo EF-bisimulation, un ensemble d'arbres est définissable dans la logique temporelle Ε F si et seulement il est borélien. Puisqu'il est possible de montrer que ces deux propriétés coïncident avec une caractérisation effective de la définissabilité dans la logique Ε F dans le cas des arbres à branchement fini donnée par Bojanczyk et Idziaszek [24], nous obtenons comme corollaire leur décidabilité. Dans une deuxième partie, nous étudions la complexité topologique d'un sous-fragment du fragment sans alternance de points fixes du μ-calcul. Nous montrons qu'un ensemble d'arbres est définissable par une formule de ce frag¬ment ayant au moins η alternances si et seulement si cette propriété se trouve au moins au n-ième niveau de la hiérarchie de Borel. Autrement dit, nous vérifions que pour ce fragment du μ-calcul, les points de vue topologique et combina- toire coïncident. De plus, nous décrivons une procédure effective capable de calculer pour toute propriété définissable dans ce langage sa position dans la hiérarchie de Borel, et donc le nombre d'alternances de points fixes nécessaires à la définir. Nous nous intéressons ensuite à la classification des ensembles d'arbres par réduction continue, et donnons une description effective de l'ordre de Wadge de la classe des ensembles d'arbres définissables dans le formalisme considéré. En particulier, la hiérarchie que nous obtenons a une hauteur (ωω)ω. Nous complétons ces résultats en décrivant un algorithme permettant de calculer la position dans cette hiérarchie de toute propriété définissable.

Power laws and scaling of rain events and dry spells in the Catalonia region

We analyze the statistics of rain-event sizes, rain-event durations, and dry-spell durations in a network of 20 rain gauges scattered in an area situated close to the NW Mediterranean coast. Power-law distributions emerge clearly for the dryspell durations, with an exponent around 1.50 ± 0.05, although for event sizes and durations the power-law ranges are rather limited, in some cases. Deviations from power-law behavior are attributed to finite-size effects. A scaling analysis helps to elucidate the situation, providing support for the existence of scale invariance in these distributions. It is remarkable that rain data of not very high resolution yield findings in agreement with self-organized critical phenomena.

Scheduling in virtual infrastructure

For the execution of the scientific applications, different methods have been proposed to dynamically provide execution environments for such applications that hide the complexity of underlying distributed and heterogeneous infrastructures. Recently virtualization has emerged as a promising technology to provide such environments. Virtualization is a technology that abstracts away the details of physical hardware and provides virtualized resources for high-level scientific applications. Virtualization offers a cost-effective and flexible way to use and manage computing resources. Such an abstraction is appealing in Grid computing and Cloud computing for better matching jobs (applications) to computational resources. This work applies the virtualization concept to the Condor dynamic resource management system by using Condor Virtual Universe to harvest the existing virtual computing resources to their maximum utility. It allows existing computing resources to be dynamically provisioned at run-time by users based on application requirements instead of statically at design-time thereby lay the basis for efficient use of the available resources, thus providing way for the efficient use of the available resources.

THE USE OF SIMULATIONS IN EVOLUTIONARY POPULATION GENETICS: APPLICATIONS ON HUMANS, OWLS AND VIRTUAL ORGANISMS

Summary (in English) Computer simulations provide a practical way to address scientific questions that would be otherwise intractable. In evolutionary biology, and in population genetics in particular, the investigation of evolutionary processes frequently involves the implementation of complex models, making simulations a particularly valuable tool in the area. In this thesis work, I explored three questions involving the geographical range expansion of populations, taking advantage of spatially explicit simulations coupled with approximate Bayesian computation. First, the neutral evolutionary history of the human spread around the world was investigated, leading to a surprisingly simple model: A straightforward diffusion process of migrations from east Africa throughout a world map with homogeneous landmasses replicated to very large extent the complex patterns observed in real human populations, suggesting a more continuous (as opposed to structured) view of the distribution of modern human genetic diversity, which may play a better role as a base model for further studies. Second, the postglacial evolution of the European barn owl, with the formation of a remarkable coat-color cline, was inspected with two rounds of simulations: (i) determine the demographic background history and (ii) test the probability of a phenotypic cline, like the one observed in the natural populations, to appear without natural selection. We verified that the modern barn owl population originated from a single Iberian refugium and that they formed their color cline, not due to neutral evolution, but with the necessary participation of selection. The third and last part of this thesis refers to a simulation-only study inspired by the barn owl case above. In this chapter, we showed that selection is, indeed, effective during range expansions and that it leaves a distinguished signature, which can then be used to detect and measure natural selection in range-expanding populations. Résumé (en français) Les simulations fournissent un moyen pratique pour répondre à des questions scientifiques qui seraient inabordable autrement. En génétique des populations, l'étude des processus évolutifs implique souvent la mise en oeuvre de modèles complexes, et les simulations sont un outil particulièrement précieux dans ce domaine. Dans cette thèse, j'ai exploré trois questions en utilisant des simulations spatialement explicites dans un cadre de calculs Bayésiens approximés (approximate Bayesian computation : ABC). Tout d'abord, l'histoire de la colonisation humaine mondiale et de l'évolution de parties neutres du génome a été étudiée grâce à un modèle étonnement simple. Un processus de diffusion des migrants de l'Afrique orientale à travers un monde avec des masses terrestres homogènes a reproduit, dans une très large mesure, les signatures génétiques complexes observées dans les populations humaines réelles. Un tel modèle continu (opposé à un modèle structuré en populations) pourrait être très utile comme modèle de base dans l'étude de génétique humaine à l'avenir. Deuxièmement, l'évolution postglaciaire d'un gradient de couleur chez l'Effraie des clocher (Tyto alba) Européenne, a été examiné avec deux séries de simulations pour : (i) déterminer l'histoire démographique de base et (ii) tester la probabilité qu'un gradient phénotypique, tel qu'observé dans les populations naturelles puisse apparaître sans sélection naturelle. Nous avons montré que la population actuelle des chouettes est sortie d'un unique refuge ibérique et que le gradient de couleur ne peux pas s'être formé de manière neutre (sans l'action de la sélection naturelle). La troisième partie de cette thèse se réfère à une étude par simulations inspirée par l'étude de l'Effraie. Dans ce dernier chapitre, nous avons montré que la sélection est, en effet, aussi efficace dans les cas d'expansion d'aire de distribution et qu'elle laisse une signature unique, qui peut être utilisée pour la détecter et estimer sa force.

CINE-SYS: aplicación web para una comunidad virtual de cine

Este proyecto es la realización de una aplicación web para una comunidad virtual de cine, cuyo objetivo es crear un punto de encuentro entre todos los usuarios que visiten la web.

An approximate solution method for boundary layer flow of a power law fluid over a flat plate

The work in this paper deals with the development of momentum and thermal boundary layers when a power law fluid flows over a flat plate. At the plate we impose either constant temperature, constant flux or a Newton cooling condition. The problem is analysed using similarity solutions, integral momentum and energy equations and an approximation technique which is a form of the Heat Balance Integral Method. The fluid properties are assumed to be independent of temperature, hence the momentum equation uncouples from the thermal problem. We first derive the similarity equations for the velocity and present exact solutions for the case where the power law index n = 2. The similarity solutions are used to validate the new approximation method. This new technique is then applied to the thermal boundary layer, where a similarity solution can only be obtained for the case n = 1.

Uranium reserve, nuclear fuel cycle delusion, CO2 emission from the sea, and electricity supply: reflections after the fuel meltdown of Fukushima nuclear power units

The Great Tohoku-Kanto earthquake and resulting tsunami has brought considerable attention to the issue of the construction of new power plants. We argue in this paper, nuclear power is not a sustainable solution to energy problems. First, we explore the stock of uranium-235 and the different schemes developed by the nuclear power industry to exploit this resource. Second, we show that these methods, fast breeder and MOX fuel reactors, are not feasible. Third, we show that the argument that nuclear energy can be used to reduce CO2 emissions is false: the emissions from the increased water evaporation from nuclear power generation must be accounted for. In the case of Japan, water from nuclear power plants is drained into the surrounding sea, raising the water temperature which has an adverse affect on the immediate ecosystem, as well as increasing CO2 emissions from increased water evaporation from the sea. Next, a short exercise is used to show that nuclear power is not even needed to meet consumer demand in Japan. Such an exercise should be performed for any country considering the construction of additional nuclear power plants. Lastly, the paper is concluded with a discussion of the implications of our findings.