Biophysics of V(D)J recombination and Genome Packaging: In singulo studies on RAG, HMGB1, and TFAM

The recombination-activating gene products, RAG1 and RAG2, initiate V(D)J recombination during lymphocyte development by cleaving DNA adjacent to conserved recombination signal sequences (RSSs). The reaction involves DNA binding, synapsis, and cleavage at two RSSs located on the same DNA molecule and results in the assembly of antigen receptor genes. Since their discovery full-length, RAG1 and RAG2 have been difficult to purify, and core derivatives are shown to be most active when purified from adherent 293-T cells. However, the protein yield from adherent 293-T cells is limited. Here we develop a human suspension cell purification and change the expression vector to boost RAG production 6-fold. We use these purified RAG proteins to investigate V(D)J recombination on a mechanistic single molecule level. As a result, we are able to measure the binding statistics (dwell times and binding energies) of the initial RAG binding events with or without its co-factor high mobility group box protein 1 (HMGB1), and to characterize synapse formation at the single-molecule level yielding insights into the distribution of dwell times in the paired complex and the propensity for cleavage upon forming the synapse. We then go on to investigate HMGB1 further by measuring it compact single DNA molecules. We observed concentration dependent DNA compaction, differential DNA compaction depending on the divalent cation type, and found that at a particular HMGB1 concentration the percentage of DNA compacted is conserved across DNA lengths. Lastly, we investigate another HMGB protein called TFAM, which is essential for packaging the mitochondrial genome. We present crystal structures of TFAM bound to the heavy strand promoter 1 (HSP1) and to nonspecific DNA. We show TFAM dimerization is dispensable for DNA bending and transcriptional activation, but is required for mtDNA compaction. We propose that TFAM dimerization enhances mtDNA compaction by promoting looping of mtDNA.

Diseño estructural de un basculante de moto de competición

[ES]En este trabajo se plantea una propuesta de diseño estructural de un basculante de una moto de competición de 250cc y 4T adecuado a las normas de la competición MotoStudent entre universidades. En primer lugar se estudian los distintos tipos de basculante existentes y se ponderan sus ventajas e inconvenientes. Posteriormente se elige uno de los tipos en base a las características de la moto y se desarrolla. La herramienta utilizada para el desarrollo es el programa PTC Creo 2.0. Primero se realiza el diseño en CAD de la pieza y después se estudia el diseño con el método de elementos finitos y se modifica hasta alcanzar los requisitos necesarios. Finalmente se añaden elementos auxiliares necesarios y se realizan los planos de la pieza.

Diseño de la fabricación del carenado de una moto de competición (prototipo)

[ES]El carenado de una motocicleta es parte importante que ayuda tanto en la protección del motor de los distintos fenómenos meteorológicos como en la faceta aerodinámica. En este TFG se va a desarrollar el proceso de fabricación del depósito de gasolina (elemento del carenado) de una motocicleta de competición de MotoStudent. Para ello se evaluarán diferentes alternativas que permitan obtener el carenado de una forma eficaz y económica. Tras el desrrollo del trabajo se ha optado por fabricar el molde en arcilla, para posteriormente cubrirlo con fibra de vidrio y más materiales.

Suspensión trasera progresiva para moto Student: Alternativa Pro-link

El objetivo de este proyecto ha sido el de diseñar un sistema de suspensión englobado en el ámbito de la competición interuniversitaria MotoStudent. Además de la normativa de la competición, dicha suspensión debe cumplir una serie de requisitos extra impuestos por el equipo de MotoStudent de la ETSI de Bilbao. Las características principales de la suspensión en cuestión deben ser las siguientes:  La rigidez del sistema de suspensión debe ser progresiva, de forma que se comporte como una suspensión blanda a bajas solicitaciones, y como una suspensión dura a altas solicitaciones.  A fin de poder adaptar la suspensión de la moto a diferentes circuitos, el esta deberá estar dotada de un sistema de regulación. Para ello el sistema de suspensión elegido es el sistema por bieletas tipo Pro- Link, cuya principal característica es que, en dicha solución, el balancín no solo tiene movimiento angular, sino que tiene también movimiento lineal, de forma que es mucho más versátil a la hora de diseñar. Figura[

Suspensión trasera regulable pra una moto de competición: altenrativa full-floater

[ES] El objeto de este estudio consiste en el diseño de un sistema de suspensión trasera regulable y progresiva, así como el prediseño de un basculante, para una motocicleta de competición. La motocicleta compite dentro de la categoría MotoStudent, por lo que se ha realizado el estudio de acuerdo con las normas de la Organización y las especificaciones del equipo de la ETSI.

Diseño de tijas y acople de pinza de freno para moto de competición.

[ES]Este trabajo pretende realizar el diseño de las tijas y del acople de freno para una moto de competición. El objetivo principal es conseguir un diseño óptimo de las tijas y del acople del freno. Para ello se realiza una investigación previa, se estudian las solicitaciones a las que se ven sometidas las piezas y se diseñan con un programa de CAD/MEF (PTC Creo 2.0) con su respectivo análisis de resultados. Con todo esto se pretende la posibilidad de aportar un diseño novedoso y eficaz de las tres piezas para el proyecto MotoStudent o para cualquier otro proyecto.

Diseño y fabricación de un conjunto de estriberas y semimanillares para moto de competición.

[ES]El objeto del presente trabajo consiste en diseñar un conjunto de estriberas y semimanillares para una moto de competición, que cumplan con una serie de requerimientos geométricos y que garanticen las mejores prestaciones posibles en cuanto a competición, entre las que destacan la seguridad y comodidad del piloto. A continuación se procederá a elegir los procesos más adecuados para la fabricación de los mismos, teniendo en cuenta requisitos económicos y de calidad, para sacar al mercado un producto lo más competitivo posible. El estudio se basa principalmente en el análisis de diferentes alternativas que se pueden adoptar para obtener el diseño de los productos y posterior fabricación. Para ello se estudiarán los objetivos y condiciones que se deben cumplir. Cabe destacar que la idea de desarrollo de este proyecto surgió dentro de otro de mayor envergadura, la competición MotoStudent. MotoStudent es una competición internacional entre universidades de todo el mundo en la que los equipos de estudiantes se enfrentan al desafío de diseñar y desarrollar un prototipo de motocicleta de competición similar a la categoría mundialista de Moto3.

Diseño del sistema de tensor de cadena y acople de pinza de freno trasero para moto de competición.

[ES]En este documento se propone el diseño de dos sistemas imprescindibles en el tren trasero de una moto de competición, el sistema de tensor de cadena y el del acople de pinza de freno trasero. Junto a estos sistemas se diseñará, dada su relevancia, el basculante de la moto. Estos diseños se realizarán de tal manera que cumplan una serie de requisitos geométricos y de resistencia, garantizando en todo momento la estabilidad y seguridad del piloto. Se realizará también el estudio de la fabricación de cada uno de los elementos que componen los sistemas, con el fin de realizar diseños viables, que resulten económicamente factibles y mantengan un alto grado de calidad. En el proyecto se analizarán las diferentes alternativas de los sistemas que se puedan adoptar, sus ventajas y desventajas, para así poder escoger, con un alto grado de seguridad, la opción que mejor cumpla los objetivos y condiciones establecidos. Cabe destacar que este proyecto se encuentra dentro de otro de mayor envergadura consistente en el diseño y la fabricación de una motocicleta de competición para participar en el campeonato internacional llamado “MotoStudent”. Esta competición se realiza entre universidades de todo el mundo y en ella los equipos de estudiantes se enfrentan al desafío de diseñar y desarrollar un prototipo de motocicleta de competición similar a la categoría mundialista de “Moto3”.

Diseño y fabricación de un basculante para moto de competición.

[ES]El presente documento expone el trabajo realizado en el diseño y la fabricación de un basculante para una moto de competición el cual deberá cumplir unos requisitos técnicos, formando parte del conjunto de la moto y principalmente de la suspensión trasera, teniendo presente que dicho basculante corresponderá a una moto de competición, cuyo objetivo será el de medirse con otros prototipos en una carrera y no el de una moto de calle, en la cual las prestaciones buscadas no tienen porqué ser las mismas, también se buscará cumplir unos requisitos estéticos ya que dicho basculante ha de ser también atractivo visualmente. A su vez se expondrá el método de fabricación del mismo atendiendo a criterios económicos y de obtención de los requisitos que dicho basculante debe cumplir. El método de fabricación del basculante condicionará en gran parte su diseño. A lo largo del presente documento se expondrán también diferentes alternativas a la finalmente escogida, analizando las posibles ventajas y desventajas de las mismas y justificando así la solución escogida. Dicho trabajo se enmarca en el contexto de la competición internacional MotoStudent, que se celebra en el circuito de Aragón, en el cual cada dos años universidades de todo el mundo se miden en el desafío de diseñar y fabricar una moto de 250cc con la que se medirán con sus competidores en una serie de pruebas, entre ellas, una carrera en la que se pondrán a prueba la aplicación directa de los conocimientos y experiencia adquiridos a lo largo de la vida académica de los participantes.

Temperature-and pH-Sensitive Nanohydrogels of Poly(N-Isopropylacrylamide) for Food Packaging Applications: Modelling the Swelling-Collapse Behaviour

Temperature-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPA) nanohydrogels were synthesized by nanoemulsion polymerization in water-in-oil systems. Several cross-linking degrees and the incorporation of acrylic acid as comonomer at different concentrations were tested to produce nanohydrogels with a wide range of properties. The physicochemical properties of PNIPA nanohydrogels, and their relationship with the swelling-collapse behaviour, were studied to evaluate the suitability of PNIPA nanoparticles as smart delivery systems (for active packaging). The swelling-collapse transition was analyzed by the change in the optical properties of PNIPA nanohydrogels using ultraviolet-visible spectroscopy. The thermodynamic parameters associated with the nanohydrogels collapse were calculated using a mathematical approach based on the van't Hoff analysis, assuming a two-state equilibrium (swollen to collapsed). A mathematical model is proposed to predict both the thermally induced collapse, and the collapse induced by the simultaneous action of two factors (temperature and pH, or temperature and organic solvent concentration). Finally, van't Hoff analysis was compared with differential scanning calorimetry. The results obtained allow us to solve the problem of determining the molecular weight of the structural repeating unit in cross-linked NIPA polymers, which, as we show, can be estimated from the ratio of the molar heat capacity (obtained from the van't Hoff analysis) to the specific heat capacity (obtained from calorimetric measurements).