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Cromberg, Lucas Eneas. "Estudio del rol del transporte axonal en la via nigroestriatal en ratones knockout condicionales del motor molecular kif5b" (2017-04-04). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
Los ganglios basales son una cadena de núcleos subcorticales que facilitan la coordinación motora. Las neuronas dopaminérgicas de la sustancia nigra pars compacta modulan la actividad de de las neuronas GABAérgicas del estriado que son inervadas por la corteza motora. En el estriado conviven dos tipos de neuronas GABAérgicas. Las de la vía directa, que expresan los receptores dopaminérgicos D1 estimulando los movimientos y las de la vía indirecta, que expresan los receptores dopaminérgicos del tipo D2, cuya función es inhibir los movimientos. Para la iniciación de los movimientos se requiere la activación conjunta de ambas vías. La enfermedad de Parkinson es la segunda enfermedad neurodegenerativa más común. Se caracteriza por la muerte progresiva de las neuronas dopaminérgicas, la cual genera fallas en la coordinación motora, defectos en la postura y problemas para el inicio de los movimientos. La enfermedad de parkinson está caracterizada patológicamente por el agregado intracelular de los cuerpos de Lewy (formados por α-synucleína) y los ovillos neurofibrilares (formados por la proteína tau en estado hiperfosforilado). Estas marcas de patología sugieren que defectos en el sistema de transporte axonal podrían estar involucrados en la enfermedad. Las neuronas dopaminérgicas son células con una alta polarización que les permite conectar con neuronas localizadas a grandes distancias. Esta polarización las hace depender de un complejo sistema de transporte compuesto por microtúbulos, motores moleculares y cargas. Kinesina-1 es un motor molecular anterógrado que lleva las cargas hacia el cono axonal. Es un heterotetrámero de dos subunidades pesadas (KHC) que interactúan con los microtúbulos y dos subunidades livianas (KLC) que interactúan con las cargas directamente o a través de proteínas adaptadoras. Existen tres genes que codifican para KHC, kif5a y kif5c que se expresan en el sistema nervioso y kif5b de expresión ubicua. Trabajos previos demostraron que ratones con defectos en la expresión del motor molecular KLC1 desarrollan patologías axonales con agregados de proteínas. Por otro lado, la deleción de kif5b resulta letal y los ratones knockout mueren en el día embrionario 11.5 sin embargo su rol específico en el sistema nervioso no está esclarecido. El objetivo de este trabajo es estudiar el rol específico de la subunidad Kif5b del motor molecular Kinesina-1 en la vía nigroestriatal. Se generaron ratones con deleción de la expresión del motor molecular kif5b de forma condicional en neuronas del sistema nervioso central, usando el sistema cre-loxp dirigido mediante el promotor de nestina (5b fl/fl nes cre/+) para cumplir este objetivo. Experimentos de análisis del movimiento en el campo abierto y en el rotarod determinaron que los ratones 5b fl/fl nes cre/+ presentan fallas en su actividad exploratoria y defectos en la coordinación motora. Por su parte, los niveles de dopamina no se habían visto afectados, sin embargo hubo una disminución en los niveles de degradación de dopamina, evidenciándose en una menor concentración del producto de degradación dopac. Estos resultados sugirieron un rol importante del motor kif5b en la vía nigroestriatal y en el metabolismo de dopamina. Para testear si los defectos en el metabolismo de dopamina eran la causa de los defectos en la locomoción se realizó una deleción condicional de kif5b específicamente en neuronas dopaminérgicas. Sorprendentemente, la deleción de Kif5b específica no indujo alteraciones en la respuesta locomotora sugiriendo que los defectos presinápticos no son suficientes para evidenciar defectos de coordinación o hipolocomoción. Para comprender si fallas en la locomoción se debían a problemas en la liberación de dopamina, esta se estimuló mediante la inyección de los ratones 5b fl/fl nes cre/+ con anfetamina. La estimulación con anfetamina, indujo un incremento en la distancia recorrida en ambos genotipos, permitiendo a los ratones 5b fl/fl nes cre/+ alcanzarla distancia obtenida por los ratones control estimulados. Para determinar si la actividad de las vías directa e indirectas del estriado se encontraban afectadas por la deleción de kif5b se analizó la motricidad de los ratones en el campo abierto, utilizando agonistas y antagonistas de los receptores D1 y D2. El antagonista de los receptores D1 (SCH 23390) y el agonista de los receptores D2 (quinpirole) disminuyeron la distancia recorrida en los ratones 5b fl/fl nes cre/+ y control. Sin embargo, bajo la estimulación con anfetamina, los ratones 5b fl/fl nes cre/+ resultaron insensibles al tratamiento con quinpirole o con un antagonista de los receptores D2 (risperidona), mientras que si se observó una respuesta en los animales control. Los resultados obtenidos en este trabajo sugieren que la expresión de kif5b es necesaria para el correcto recambio de dopamina y para la presentación de los receptores D2 en la membrana plasmática de las neuronas estriatales permitiendo el correcto desarrollo de la capacidad motora. A partir de los resultados obtenidos en este trabajo, sugerimos que kif5b tiene un rol específico en el metabolismo de dopamina a la vez que su expresión es necesaria para la actividad de los receptores dopaminérgicos del tipo D2. Kif5b es imprescindible para el correcto funcionamiento de la vía nigroestriatal y la locomoción.

Abstract:
The basal ganglia are a group of subcortical nuclei responsible of the motor coordination. Dopaminergic neurons from the sustancia nigra pars compacta modulate the activity of the GABAergic neurons from the striatum which are innervated by cortical neurons. In the striatum coexist two types of GABAergic neurons. Neurons from the direct pathway express dopamine receptors D1 like and stimulate movement, while GABAergic neurons from the indirect pathway express dopamine receptors D2 like and inhibit movement. Activation of both pathways is required for movement initiation. Parkinson’s disease is the second most common neurodegenerative disorder. It is characterized by the dopaminergic cell neurodegeneration which induce motor coordination failures, postural instability, and impairments in the initiation of movements. Parkinson’s disease pathological hallmarks include intracellular accumulation of Lewy Bodies (composed of α-synuclein) and neurofibrillary tangles (composed of hyperphosphorilated tau). These hallmarks suggest that impairments in the axonal transport system could be related to the disease. Dopaminergic neurons are highly polarized cells. Such polarization allows them to connect with other cells localized far away from the soma. However this morphology depends on a complex transport system composed by microtubule tracks, molecular motors and cargoes. Kinesin-1 is a molecular motor which carries cargoes toward the axonal growth cone. Kinesin-1 is an heterotretamere composed by two heavy subunits (KHC) which interact with the microtubules and two light subunits (KLC) which interact with the cargoes directly or through adaptor proteins. There are three genes coding for KHC, kif5a and kif5c expressed in the nervous system and the ubiquitously expressed kif5b. Previous publications have demonstrated that deletion of the KLC1 molecular motor in mice help the development of axonal pathologies with protein accumulation. Kif5b deletion is lethal and knockout mice die in the embrionary day 11.5. However the specific role of kif5b in the nervous system remains unknown. The objective of this work is to study the role of the kif5b subunit of the molecular motor Kinesin-1 in the central nervous system. Conditional transgenic mice with deficits in kif5b expression in neurons were generated with the cre-loxp system directed under the nestin promoter (5b fl/fl nes cre/+) to fulfill this objective. Movement analysis in the open field and rotarod assays determined that 5b fl/fl nes cre/+ have defects in the spontaneous exploratory activity and in motor coordination. Dopamine levels did not change, however a decrease in the concentration of the dopamine degradation product, dopac was observed, indicating a lower degradation rate of the internalized dopamine. These results suggested an important role of the molecular motor kif5b in the nigrostriatal pathway activity and dopamine metabolism. To analyze if dopamine metabolism impairments were the cause of the locomotion defects, we deleted kif5b from presynaptic dopaminergic neurons. Surprisingly, the specific deletion of kif5b did not induced alterations in the motor response suggesting that presynaptic defects are not sufficient to evidenciate coordination impairment or hipolocomotion. In order to understand if dopamine releasing was impaired, mice were injected with amphetamine to stimulate it. Amphetamine stimulation increased run length by both mice and remarkably 5b fl/fl nes cre/+ mice achieved the same distance run by stimulated control. To determine if the activity of the direct and indirect pathway were impaired, 5b fl/fl nes cre/+ mice were the antagonist of the dopamine receptor D1 (SCH 23390) and the agonist of the dopamine receptor D2 (quinpirole) decreased run length in both genotypes. However under amphetamine stimulation 5 fl/fl nes cre/+ mice were not sensitive to quinpirole or to the D2 antagonist (risperidone) treatment, while control mice responded to both drugs. All together the results obtained in this work, we suggest that kif5b has a specific role in the dopamine metabolism and its expression is necessary for the D2 receptors activity. Kif5b is fundamental for the proper function of the nigrostriatal pathway and locomotion.

Izraelevitch, Federico H.. "Búsqueda de materia oscura mediante la medición de producción de ionización por retrocesos nucleares con el detector DAMIC" (2017-03-31). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
Desde su planteo inicial, alrededor del año 1930, el problema de la materia oscura permanece como uno de los mayores problemas abiertos en Física. Actualmente, existe un gran número de evidencias observacionales, astrofísicas y cosmológicas, que motivan la hipótesis de la existencia de una forma de materia distinta a la materia ordinaria, llamada materia oscura. A pesar del esfuerzo realizado para detectarla, su naturaleza permanece ignota. Las búsquedas por detección directa comenzaron enfocadas en extensiones supersimétricas mínimas del modelo estándar, que predicen partículas con masas de ~ 100 GeV/c². Los límites de exclusión impuestos por los experimentos de búsqueda, los nulos resultados de las búsquedas de supersimetría en el Large Hadron Collider, las afirmaciones de detección de algunas colaboraciones como DAMA, y el desarrollo de nuevos modelos de partículas de materia oscura liviana, motivó a la comunidad a buscar partículas de materia oscura con masas por debajo de los ~ 10 GeV/c². Se piensa que las partículas de materia oscura interactúan coherentemente (en forma elástica) con los núcleos produciendo retrocesos nucleares. Por consideraciones cinemáticas, cuanto menor sea la masa de la partícula de materia oscura, menor será la energía del retroceso nuclear a detectar. El experimento DAMIC, que enmarca este trabajo de tesis, utiliza sensores CCDs (Charge-Coupled Devices) de grado científico como detectores para la búsqueda de materia oscura. En su programa de R&D, entre 2011 y 2015, ha demostrado la operación de los CCDs con el umbral más bajo alcanzado por la comunidad de detección directa. Esto ha motivado el desarrollo de un detector masivo, llamado DAMIC100, que buscará materia oscura de baja masa en una zona del espacio de fases no explorada aún. En los detectores semiconductores, un retroceso nuclear deposita su energía produciendo ionización y fonones. Dado que el detector DAMIC solo es capaz de medir la señal de ionización, resulta fundamental determinar la ionización producida por los retrocesos nucleares para la interpretación de los datos adquiridos en los experimentos de búsqueda de partículas de materia oscura. En este trabajo describimos el problema de la materia oscura, detallando la evidencia experimental que motiva su hipótesis. Explicamos los métodos utilizados para su búsqueda y discutimos el estado actual de estos efuerzos. Describimos el experimento DAMIC, su principio de funcionamiento, características y el arreglo experimental utilizado en el laboratorio subterráneo SNOLAB. Discutimos la importancia de la calibración del detector mediante la medición de la ionización producida por retrocesos nucleares y revisamos los antecedentes en la literatura. Finalmente, describimos un experimento de dispersión elástica de neutrones realizado para medir la eficiencia de ionización a bajas energías, y discutimos los resultados obtenidos.

Abstract:
The dark matter problem is one of the major open questions in Physics, since its conception around 1930. Vast astrophysical and cosmological observational evidence motivates the hypothesis of the existence of a form of matter distinct to the ordinary one, called dark matter. Despite the efforts to detect it, its nature remains unknown. Direct detection searches began focused in minimal supersymmetric extensions of the standard model, predicting particles with masses of ~ 100 GeV/c². Exclusion limits of search experiments, null results of supersymmetry searches at the Large Hadron Collider, detection claims of some collaborations, and the development of low-mass dark-matter models, motivated the community to search for dark matter particles with masses below ~ 10 GeV/c². It is thought that dark matter particles interact coherently (elastically) with nuclei producing nuclear recoils. For kinematics reasons, the lighter the dark matter particle the lower the energy of the nuclear recoil. The DAMIC experiment, the framework of the present thesis, uses scientific grade Charge-Coupled Devices as detectors for the dark matter search. In the R&D phase (2012-2015) the collaboration demonstrated the operation of the CCDs with the lowest threshold achieved by the direct-detection community. This motivated the development of a massive detector, DAMIC100, that will search for low-mass dark matter particles in an unexplored phase-space region. In semiconductor detectors, a nuclear recoil deposits its energy producing ionization and phonons. The DAMIC detector is only capable to measure ionization. Thus, it is crucial to determine the ionization produced by nuclear recoils to interpret the data acquired in the dark matter search experiments. In this work we describe the dark matter problem, detailing the evidence that motivates its hypothesis. We explain the methods used for the searches and we discuss the actual state of these efforts. We describe the DAMIC experiment, its working principle, characteristics and the setup deployed in the deep underground laboratory SNOLAB. We discuss the importance of the calibration of the detector by measuring the ionization production by nuclear recoils and we review past studies found in the literature. Finally, we describe a neutron elastic-scattering experiment performed to measure the ionization efficiency of nuclear recoils at low energies and we discuss the results.

Haimovici, Ariel. "Hacia una mecánica estadística de los estados cerebrales macroscópicos" (2017-03-31). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
Esta tesis estudia la naturaleza de las fluctuaciones espontáneas de la actividad cerebral humana, medida a gran escala. Dichas fluctuaciones se organizan en un repertorio de patrones espacio temporales que se repiten en diversas condiciones, tanto en la ejecución de tareas como en reposo y tanto en el sueño como en la vigilia. La relación entre los "estados físicos", definidos por las interacciones neuronales que forman estos patrones, y los "estados mentales" asociados a cambios en la consciencia, el procesamiento de información y los diferentes procesos cognitivos que realiza el cerebro, es una pregunta abierta y fundamental en la neurociencia. Desde un punto de vista físico, el problema consiste en entender los mecanismos dinámicos responsables de la emergencia de dichos patrones. En este trabajo, usamos herramientas de la mecánica estadística para describir y modelar la actividad cerebral espontánea, en experimentos de resonancia magnética funcional en estado de reposo. Nuestra hipótesis principal es que la complejidad observada se puede entender por analogía a los fenómenos críticos observados en sistemas físicos que presentan una transición de fase de segundo orden. En el caso particular del cerebro, con sus cientos de miles de millones de neuronas interactuando, resulta importante determinar qué relación existe entre la complejísima estructura de conexiones y la dinámica colectiva que de ellas emerge. Aquí abordamos este problema mediante la construcción de un modelo híbrido basado en conexiones axonales empíricas y una dinámica de masas neuronales. Desde el punto de vista de la neurociencia, la pregunta más interesante está relacionada con la naturaleza funcional de los patrones espacio temporales observados. Es decir, tratar de entender la relación entre los estados físicos y los estados mentales mencionados previamente. En este trabajo presentamos una conexión entre ambos niveles de descripción al estudiar los cambios en la dinámica cerebral de sujetos al quedarse dormidos. De esta manera exploramos la hipótesis de que el origen neurobiológico de las uctuaciones espontáneas de la actividad esté relacionado con cambios en el estado de vigilia de los sujetos. Tanto en la neurociencia como en cualquier disciplina que estudie sistemas complejos, el problema de modelado tiene una dificultad inherente y es que, dada la alta dimensionalidad del sistema, los datos experimentales se encuentran inevitablemente subsampleados. Por este motivo, resulta necesario definir representaciones reducidas del sistema que al mismo tiempo resulten informativas. En esta tesis incluimos una discusión teórica sobre este problema general, usando elementos de la teoría de la información para cuantificar la relevancia de distintas representaciones de los datos experimentales y su relación con la hipótesis de criticalidad.

Abstract:
In this thesis we study the nature of spontaneous large scale fluctuations of human brain activity. These fluctuations are organised into a set of spatiotemporal patterns that emerge in different conditions, such as during a task or at rest, and during wakefulness and sleep. The relationship between the "physical states" of the brain, dfined by the interacting neurons forming these patterns, and the 'mental states' associated with changes in consciousness, information processing and cognitive processes, is a fundamental open question in neuroscience. From a physicist point of view, the problem lies in understanding the dynamical mechanisms responsible for the emergence of the aforementioned patterns. We approach this problem using tools from statistical mechanics to describe and model the spontaneous fluctuations of brain activity, measured with functional magnetic resonance imaging (fMRI) in resting state experiments. Our main hypothesis is that the observed complexity can be explained by analogy with critical phenomena, known in physical systems undergoing a second order phase transition. In the particular case of the brain, with its hundred billion neurons interacting, it is important to determine the relationship between the complex structure of connections and the collective dynamics that emerge from them. Here we study this using a hybrid model based on an empirical structure of axonal connections and neural mass dynamics. From the point of view of neuroscience, the most interesting question is related to the functional nature of the observed spatiotemporal patterns. That means understanding the relation between the aforementioned physical and mental states. In this work we present a connection between both levels of description by studying the changes in the brain dynamics when subjects fall asleep. In this way we explored the hypothesis that the neurobiological origin of spontaneous activity fluctuations is related with changes in the state of sleep or wakefulness of the subjects. In neuroscience as in any other complex system science, the problem of building models from the data has a fundamental difficulty which comes from the fact that complex systems are extremely high dimensional and therefore the relevant variables for their description are usually strongly under sampled in the experiments. Thus, in order to get a meaningful model one has to find reduced representations while keeping relevant information about the system. We discuss a general framework to choose between different representations of the limited data, using information theoretical measures to quantify their relevance, and analyse how this affects the hypothesis of criticality.

Velez, Leandro Martin. "Rol del receptor activado por proliferadores peroxisomales gama sobre la alteración folicular temprana inducida por exceso de andrógenos. Acción de la pioglitazona como tratamiento" (2017-03-30). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
El exceso de andrógenos es uno de los desórdenes endocrinos más frecuentes en mujeres en edad reproductiva y está fuertemente asociada a una reducción en la fertilidad o a infertilidad. En mujeres con esta condición, la administración de glitazonas (como la pioglitazona o rosiglitazona) mejora el perfil androgénico y la función ovárica. La pioglitazona ejerce su acción actuando como ligando del receptor nuclear activado por proliferadores peroxisomales gama (PPARG). Sin embargo, se desconoce el mecanismo por el cual el sistema PPARG regula la función ovárica. En este trabajo, en una primera etapa nos planteamos investigar cómo el exceso de andrógenos altera la función ovárica temprana. Encontramos que el hiperandrogenismo indujo una regulación negativa sobre el sistema PPARG y alteró el desarrollo folicular temprano, la vía de la esteroidogénesis folicular estableció un ambiente pro inflamatorio en ovario e incrementó el estrés oxídativo (EO) sistémico. En una segunda etapa nos propusimos investigar si la administración de un ligando de PPARG, la pioglitazona (PGZ,) modificaba o prevenía las alteraciones inducidas por el estado hiperandrogénico. Encontramos que la PGZ activó al sistema PPARG, evitando así la regulación negativa del hiperandrogenismo sobre el sistema PPARG. La activación de PPARG también previno las alteraciones del hiperandrogenismo sobre el desarrollo folicular temprano y la vía de esteroidogénesis folicular, sobre el estado proinflamatorio y sobre el EO sistémico. Colectivamente, nuestros resultados indican que la activación del sistema PPARG en ovario de animales expuestos al exceso de andrógenos mejora la función ovárica temprana, ya que previno las alteraciones sobre la esteroidogénesis folicular, el estatus inflamatorio del ovario y el balance oxídativo sistémico.

Abstract:
Androgen excess is one of the most common endocrine disorders in women in the reproductive age and is strongly associated with a reduction in fertility or infertility. In women with this condition, the administration of glitazones (such as pioglitazone or rosiglitazone) improves the androgenic profile and ovarian function. Pioglitazone (PGZ) exerts its action by acting as a exogenous ligand of the peroxisome proliferator –activated receptor gamma (PPARG). However, the precise mechanism by which the PPARG system regulates ovarian function is unknown. We first investigated how androgen excess alters early ovarian function. We found that hyperandrogenism induced a downregulation of the PPARG system along with alterations on early follicular development, the follicular steroidogenesis pathway, and established a pro-inflammatory environment in ovary and a systemic oxidative stress state. Then, we investigated whether administration of a PPARG ligand, pioglitazone (PGZ), modified or avoided the alterations induced by the hyperandrogenic state. We found that PGZ activated the PPARG system, avoiding the hyperandrogenism-induced downregulation of the PPARG system. Activation of PPARG also prevented the hyperandrogenic alterations on early follicular development and the follicular steroidogenesis pathway, on the pro-inflammatory state and on systemic oxidative stress. Collectively, our results indicate that the activation of the PPARG transcriptional system in the ovary of animals exposed to an excess of androgens improves the early ovarian function, since PGZ avoided alterations on follicular steroidogenesis, ovarian inflammatory status and systemic oxidative balance.

Melignani, Eliana. "Pautas para la remediación y recuperación de áreas sujetas a contaminación mixta de cuencas urbanas y periurbanas de llanura" (2017-03-29). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
En esta tesis se evaluó la calidad ambiental de ribera en 88 sitios de cuencas urbanas y periurbanas de llanura sometidos a contaminación mixta (río Matanza-Riachuelo, frente estuarial del Río de la Plata, río Reconquista y arroyo Buñirigo) a través de un Índice de Calidad de Ribera de Usos Múltiples. Se realizaron bioensayos de fitorremediación con Eichhornia crassipes y Eichhornia azurea expuestos a distintas concentraciones de cobre y cadmio para la aplicación en la remediación de la contaminación de las riberas. Por último, se integraron los resultados en una propuesta de rehabilitación socioambiental de zonas ribereñas de dichas cuencas. La calidad ambiental riparia fue en general buena. Las condiciones deficientes se asociaron a un espacio ripario muy reducido, impermeabilizado y/u ocupado; conectividad escasa o nula; canal modificado; escasa vegetación palustre; invasión de especies exóticas; mala calidad de agua; acumulación de basura; numerosas estructuras de acceso al curso de agua y uso del suelo asociado a urbanización densa y asentamientos precarios, así como actividad agropecuaria e industrial. E. crassipes y E. azurea mostraron gran tolerancia y acumulación de altas concentraciones de cobre (0–25 mg Cu/L en agua y 0–1700 mg Cu/kg en suelo) y cadmio (0–10 mg Cd/L en agua y 0–50 mg Cd/kg en suelo), mayormente en raíces, siendo ambas especies adecuadas para la aplicación en fitorremediación de aguas y suelos contaminados. Para la propuesta de rehabilitación se recomienda: mejorar y aumentar el espacio ripario y la conectividad entre el curso de agua y el ecosistema adyacente, recuperar la naturalidad de las riberas y del canal, mejorar y aumentar la cobertura de plantas nativas y disminuir la de exóticas, y disminuir el impacto de los usos del suelo urbano y con actividad agropecuaria e industrial. Se realizó la implementación en dos áreas piloto en la cuenca Matanza-Riachuelo, (arroyo Ortega, partido de Esteban Echeverría, cuenca media y Riachuelo, cuenca baja), con la recuperación de la vegetación palustre a través de la instalación de biorrollos vegetados en las riberas. Los proyectos se realizaron en colaboración con entes gubernamentales y educativos de la comunidad local.

Abstract:
In this thesis the riparian environmental quality of 88 sites of urban and periurban lowland watersheds subject to mixed pollution (Matanza-Riachuelo River, coastal front of Río de la Plata, Reconquista River and Buñirigo Stream) was assessed through a Riparian Quality Index of Multiple Uses. Phytoremediation bioassays with Eichhornia crassipes and Eichhornia azurea exposed to different copper and cadmium concentrations were performed in order to apply the technique to the remediation of the pollution in the riparian area. Lastly, the results were integrated in a socioenvironmental rehabilitation design for the riverbanks in the mentioned watersheds. The riparian environmental quality was good in general. The deficient conditions were associated to a reduced, impervious or occupied riparian space; limited or absent connectivity; a modified channel; scarce macrophytes; exotic species invasion; poor water quality; garbage accumulation; numerous access structures to the watercourse and land use associated to dense urbanization and agriculture, livestock production and industry. E. crassipes and E. azurea showed great tolerance to high concentrations of copper (0–25 mg Cu/L in water medium and 0–1700 mg Cu/kg in soil substrate) and cadmium (0–10 mg Cd/L in water medium and 0–50 mg Cd/kg in soil substrate) as well as great accumulation ability, mainly in the roots. Both species are adequate for the application in phytoremediation of polluted water and soil. For the rehabilitation design the following measures are recommended: the improvement and increase of the riparian space and the connectivity between the watercourse and the adjacent ecosystem, the recovery of the naturalness of the riverbanks and the channel, the improvement and increase of the native vegetation cover and the decrease of the exotic vegetation cover and the decrease of the impact of urban, agriculture, livestock and industrial land use. The implementation of the rehabilitation measures was performed in two pilot areas in Matanza-Riachuelo watershed (Ortega stream, middle basin, and Riachuelo, lower basin), with the recovery of the macrophytes performed through the application of vegetated biorolls on the banks. Both projects had the support of the local government and educational institutions.

Farias, María Belén. "Fricción cuántica: disipación inducida por las fluctuaciones de vacío" (2017-03-28). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
En este trabajo estudiamos las manifestaciones macroscópicas de las fluctuaciones cuánticas de vacío, en particular el efecto conocido como la fricción de Casimir, o fricción cuántica. Este fenómeno se produce cuando dos cuerpos son puestos en movimiento relativo (incluso a velocidad constante), y se observa una fuerza disipativa actuando en sentido contrario al movimiento. Este efecto, al igual que el caso más estudiado de la fuerza atractiva entre dos placas neutras conocido como Efecto Casimir, es el resultado de una interacción efectiva entre los dos cuerpos, mediada por el campo electromagnético uctuante, que está presente aun cuando los cuerpos son eléctricamente neutros y no están en contacto (por esta razón, a la fricción cuántica también se la denomina fricción sin contacto). A lo largo de esta tesis analizamos dichos efectos disipativos en distintos sistemas. En primer lugar consideramos el caso más simple en el que el campo de vacío es un campo escalar no masivo y luego extendemos nuestros cálculos al caso más realista en el que el campo de vacío es un campo de Maxwell no masivo. En cuanto a la geometría del sistema, consideramos el caso de dos placas semi-infinitas, dos placas de espesor infinitesimal (en ambos casos con velocidad relativa paralela a los planos), y un átomo frente a una placa dieléctrica moviéndose paralelo a la misma. Muchos de nuestros resultados están expresados en función de las características del material que conforma las placas (o el átomo), por ejemplo su permitividad eléctrica є. Estudiamos con detalle algunos modelos específicos: el caso de un modelo microscópico en el que el material está descripto por un contínuo de osciladores armónicos desacoplados de frecuencia fija, y el caso de dos placas de materiales de Dirac bidimensionales (materiales cuyas excitaciones de baja energía se comportan como fermiones de Dirac), particularmente el grafeno. Desarrollamos un formalismo funcional para la descripción de la fricción cuántica, donde nuestro principal objeto de estudio es la acción efectiva in-out, cuya parte imaginaria da cuenta de los efectos disipativos del sistema. Calculamos la parte imaginaria de la acción efectiva in-out y encontramos que es no nula en un rango no despreciable de velocidades, encontrando la existencia de un umbral que depende de las magnitudes características del sistema, a partir del cual comienza a haber disipación. Para el caso de las dos placas conformadas por osciladores armónicos desacoplados, calculamos además la acción efectiva CTP (Closed Time Path) o in-in, la que nos permite obtener explícitamente el cuadritensor energía-momento y por lo tanto la fuerza de fricción. En el caso de la partícula frente al plano, estudiamos además la decoherencia del grado de libertad interno de la partícula, encontrando que la presencia de la placa y el movimiento relativo aumenta los efectos de decoherencia propios del vacío, volviéndolos potenicalmente detectables experimentalmente. Paralelamente, estudiamos el problema de un átomo ubicado frente a una placa dieléctrica semi-infinita, moviéndose con velocidad constante pero en una dirección arbitraria (acercándose al plano y con una componente paralela al mismo). Con las herramientas de la teoría de perturbaciones dependientes del tiempo de la mecánica cuántica, calculamos la fuerza de fricción actuante sobre el átomo.

Abstract:
On this work we study one of the macroscopic manifestation of quantum vacuum fluctuations: Casimir friction, or quantum friction. This phenomenon is produced when two bodies are set in relative motion (even if the relative velocity is constant), where a frictional force acts on the bodies, opposed to the motion. This effect, like the more studied case of an attractive force acting between two neutral plates, known as Casimir Effect, is the result of an effective interaction between the two bodies, mediated by the uctuating electromagnetic field, which is present even when both bodies are electrically neutral and are not in contact (this is the reason why quantum friction is also known as non-contact friction). Along this thesis we study these dissipative effects on different systems. First we consider the simpler case of modelling the vacuum field with a non-massive scalar field, and then we extend our calculations to the more realistic case where the vacuum field is a non-massive Maxwell field. Concerning the geometry, we consider the case of two semi-infinite plates, two plates with infinitesimal width, and an atom moving in front of a dielectric plane, with velocity parallel to the plate. Many of our results are very general and expressed as a function of the material that conforms the plates (or the atom), for instance their electric permitivity є. We studied with detail some specific models: a microscopic model where the material is described by a continuum of uncoupled harmonic oscillators, and the relevant case of 2D Dirac materials, graphene in particular. We develop a functional approach to the description of the quantum friction, where our main object of study is the in-out effective action, whose imaginary part accounts for the dissipative effects on the system. We calculate the imaginary part of the in-out effective action, finding that it is non-vanishing in a wide range of velocities. We also find a threshold depending on the characteristic of the materials, and only fore velocities above that threshold we have dissipation. For the case of the two plates modelled as a harmonic oscillators, we also calculate the CTP (closed time path) or in-in eggective action, which allows us to explicitly obtain the energymomentum four-tensor, and hence de frictional force. On the case of the particle in fron of a plate, we have also studied the decoherence on the internal degree of freedom of the atom, ginding that the presence of the plate and the relative motion enhance the (otherwise undetectable) decoherence effect due to the vacuum, making them potentially experimentally detectable. We also study the problem of an atom in front of a dielectric semi-infinite plate, moving at a constant velocity but in an arbitrary direction (approaching the plate and with a component parallel to it). With the tools of quantum mechanics' time dependent perturbation theory, we calculate the frictional force acting on the atom.

De Panis, Diego Nicolás. "Estudios genómicos y transcriptómicos de la adaptación al ambiente de cría en un modelo de especiación por especialización ecológica en Drosophila" (2017-03-27). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
Los estudios de secuenciación de alto rendimiento están abriendo nuevos caminos para investigar las respuestas adaptativas que los organismos despliegan en entornos alternativos. Sin embargo, mucho queda por entender sobre las bases genéticas de la adaptación a las plantas hospedadoras. La especies cactófilas de Drosophila que se encuentran en América del Sur tienen distinto grado de divergencia y especialización en la explotación de los cactus que habitan. La utilización de tejidos necróticos como hospedadores ha ligado su historia evolutiva a la expansión, retracción y diversificación de las cactáceas durante los cambios climáticos promovidos por los periodos glaciales del cuaternario. Las especies hermanas D. buzzatii y D. koepferae divergieron hace unos cinco millones de años y actualmente muestran una marcada diferenciación en caracteres de historia de vida, morfología y hábito, que aparentemente habrían evolucionado como adaptaciones a las distintas plantas hospedadoras. En su región simpátrica, ubicada en el noroeste Argentino, utilizan alternativamente cardones (Trichocereus terscheckii) y tunas (Opuntia sulphurea) como recursos de cría, donde el hospedador primario de una resulta en el secundario de la otra. Sin embargo, el cambio de hospedador afecta seriamente los componentes del fitness cuando ambas especies son criadas en el recurso secundario, lo que sugiere un importante papel de los metabolitos secundarios en el proceso de especialización ecológica. En la presente tesis, se estudiaron las particularidades genómicas de estas especies hermanas, así como la expresión génica en diferentes aproximaciones a las condiciones naturales de cría. A partir de los resultados, se desprenden diferencias entre ambas especies, tanto en su arquitectura genética como en su modulación transcripcional. Precisamente la mayor diferencia se encontró en la modulación transcripcional que llevan a cabo en los diferentes recursos de cría, aunque en ambos casos los genes diferencialmente expresados estuvieron principalmente relacionados con detoxificación, óxido-reducción y respuesta a estrés, pero también con desarrollo y procesos neurobiológicos. Esta trabajo aporta nuevos datos sobre el rol de la plasticidad transcripcional y las bases genómicas de estrategias adaptativas a ambientes de cría alternativos.

Abstract:
High-throughput sequencing studies are breaking new ground to investigate the adaptative responses that organisms deploy in alternative environments. Nevertheless much remains to be understood about the genetic basis of host plant adaptation. The cactophilic species of Drosophila that are found in South America have different degrees of divergence and specialization in the exploitation of the cactus they inhabit. The use of necrotic tissue as hosts has linked its evolutionary history to the expansion, contraction and diversification of cacti during climate changes promoted by Quaternary glacial periods. The sister species D. buzzatii and D. koepferae diverged about five million years ago and currently show a marked difference in life history traits, morphology and habit, which apparently have evolved as adaptations to different host plants. In its sympatric region located in northwestern Argentina, they alternatively use cardones (Trichocereus terscheckii) and prickly pears (Opuntia sulphurea) as breeding resources, where the primary host for one results in the secondary of the other. However, the host change seriously affects fitness components when both species are raised in the secondary resource, suggesting an important role of secondary metabolites in the process of ecological specialization. In this thesis, the genomics particularities of these sister species were studied, along with the genetic expression in different approaches to natural breeding conditions. From the results, differences arose between species, both in the genetic architecture as in the transcriptional modulation. Precisely, the biggest difference was found in transcriptional modulation carried out in the different breeding resources, although in both cases the differentially expressed genes were mainly related to detoxification, oxidation-reduction and response to stress, but also with development and neurobiological processes. This work contributes new data onto the role of transcriptional plasticity and the genomic bases of adaptive strategies to alternative rearing environments.

Barabas, Federico M.. "Nanoscopía de fluorescencia por localización estocástica de moléculas individuales" (2017-03-27). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
Hasta hace unos 20 años se creía que la difracción de la luz imponía un límite fundamental de unos 200 nm a la resolución espacial de un microscopio óptico. Las nanoscopías de fluorescencia, también llamadas microscopías de superresolución, han quebrado esta barrera y permiten en teoría alcanzar la máxima resolución espacial con sentido físico, es decir el tamaño mismo de la fuente de luz. En la práctica, sin embargo, la resolución se ve limitada a unos 20 nm por efecto de variables experimentales como la relación señal-ruido y el fotoblanqueo de los marcadores fluorescentes. Además, las nanoscopías de fluorescencia mantienen las ventajas de la microscopía de fluorescencia tradicional, como el acceso poco invasivo y la alta sensibilidad y especificidad. Se denomina "localización de una molécula individual" al proceso numérico por el cual se extrae la posición de un emisor único a partir de la medición de su patrón de intensidad. La nanoscopía por localización estocástica de moléculas individuales (o simplemente "nanoscopía por localización") consiste en la adquisición secuencial de imágenes en las que en cada una un subconjunto estocástico de los fluoróforos de una muestra son resueltos individualmente. Como los patrones de emisión no se superponen, la precisión de localización solo depende del número de fotones detectados de cada emisión. La imagen final se construye con las posiciones de cada fluoróforo previamente localizado. Para obtener una imagen de superresolución es necesario que los marcadores estén separados por distancias menores a su imagen limitada por difracción y que éstos emitan de manera intermitente (que se enciendan y apaguen), de manera que en algún momento puedan observarse individualmente. La nanoscopía por localización comprende a un conjunto de técnicas diferenciadas entre sí de acuerdo al mecanismo que permite el encendido y apagado de los marcadores fluorescentes. En la presente Tesis se estudian aspectos fundamentales e instrumentales de la nanoscopía por localización y se la aplica al estudio de preguntas biológicas. En el Capítulo 1 se desarrollan los conceptos fundamentales y limitaciones de la microscopía de uorescencia, y se introducen las técnicas de superresolución. En el Capítulo 2 se detallan los métodos y estado del arte de la nanoscopía por localización. En el Capítulo 3 se caracteriza el nanoscopio por localización con posibilidad de obtener imágenes en 3D y a dos colores de emisión, que fuera construido como parte del trabajo de Tesis. Finalmente, en los Capítulos 4 y 5 se describen aplicaciones de dicho nanoscopio en dos proyectos de relevancia biológica: el estudio en neuronas hipocampales de la estructura periódica de espectrina y la distribución espacial de proteínas presentes en la membrana del Trypanosoma cruzi que median la interacción entre el parásito y el huésped.

Abstract:
Until twenty years ago it was considered that the diffraction of light imposed a fundamental limit of around 200 nm to the resolution of an optical microscope. Fluorescence nanoscopy, also known as super-resolution uorescence microscopy, has overcome this limit. It achieves the theoretical maximum spatial resolution, which is the size of the light source itself. In practice, however, the resolution is limited to around 20 nm by experimental factors like the signal-to-noise ratio and the photobleaching of uorescent markers. Besides, fluorescence nanoscopy maintains the advantages of traditional fluorescence microscopy, like its low invasivity and its high sensitivity and specificity. Single-molecule localization is the numerical process that extracts the single molecule position from measuring its emission pattern. Sigle-molecule stochastic localization nanoscopy (or simply "localization nanoscopy") consists of the sequential acquisition of images of well separated fluorophores from a stochastic subset of all fluorophores in the sample. As their emission patterns do not overlap, the position of each molecule can be determined with a precision only limited by the number of detected photons. A final super-resolved image is reconstructed from the localizations of all the fluorophores of the sequence of images. In order to obtain a super-resolved image, it is essential to have fluorescent markers closer to each other than the diffraction limit. Also, they must intermittently switch on and off, so that at a given point in time they can be imaged individually. Stochastic localization nanoscopy denotes a group of techniques each with a different mechanism for the on-off switching of the fluorophores. In this thesis we study fundamental and instrumental aspects of localization nanoscopy and we apply it to the study of biological questions. In Chapter 1 the fundamental concepts, potential and limitations of fluorescence microscopy are presented, followed by an introduction to super-resolution techniques. The fundamental principles and methods of single-molecule localization fluorescence nanoscopy are explained in detail in Chapter 2. Chapter 3 gives a complete description of the nanoscope built as part of this thesis work at the Centro de Investigaciones en Bionanociencias (CIBION), along with guidelines for its operation and an illustration of its performance. In Chapters 4 and 5 two biological applications of the nanoscope are presented, that address nanoscale organization proteins: firstly, the quantification of the periodic spectrin structure present in hippocampal neurons and secondly, the spatial distribution of proteins on the outer membrane of the Trypanosoma cruzi that mediate the parasite-host interaction. Finally, the conclusions of this thesis and future perspectives are unfolded in Chapter 6.

Grodzielski, Matías. "Estudio de los mecanismos patogénicos relacionados con la trombopoyesis en la trombocitopenia autoinmune" (2017-03-23). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
La presente Tesis de Doctorado propuso investigar la existencia de alteraciones en el proceso de trombopoyesis en la trombocitopenia inmune (PTI). Para ello se utilizó un modelo in vitro de diferenciación de megacariocitos a partir de progenitores hematopoyéticos CD34+ normales. Al día 13 de cultivo, los megacariocitos maduros se incubaron con muestras de plasma de pacientes con PTI evaluando su efecto sobre la formación de proplaquetas, la capacidad de adhesión y spreading, la apoptosis celular y la activación de señales intracelulares al contacto con proteínas de matriz de médula ósea. Los plasmas de PTI produjeron una inhibición dosis-dependiente de la trombpoyesis, lo que se acompañó de alteraciones morfológicas en las proplaquetas. Además, estos plasmas no afectaron la madurez ni la sobrevida de los megacariocitos, lo que sugiere que las alteraciones en la producción plaquetaria son ocasionadas por un efecto directo sobre el proceso de trombopoyesis. La fracción de inmunoglobulinas G purificadas de los pacientes reprodujo la inhibición, mientras que la eliminación de los autoanticuerpos del plasma la revirtió, demostrando que son los autoanticuerpos los responsables, al menos en parte, de estas alteraciones. Además de la trombopoyesis, los plasmas con autoanticuerpos dirigidos contra las glicoproteínas IIb- IIIa y Ia-IIa afectaron la capacidad de adhesión y spreading de los megacariocitos a los ligandos medulares de estos receptores, fibrinógeno y colágeno I, respectivamente. En particular, la presencia de anticuerpos anti-GPIa-IIa de PTI provocó una pérdida de la capacidad fisiológica del colágeno I de inhibir la trombopoyesis, lo que sugiere que podría ocurrir liberación de plaquetas en forma prematura en el contexto del nicho osteoblástico medular. La existencia de alteraciones trombopoyéticas en presencia de plasmas de PTI sin autoanticuerpos detectados sugiere la existencia de autoanticuerpos dirigidos contra blancos alternativos. La presente Tesis de Doctorado expone resultados novedosos que demuestran que los autoanticuerpos de PTI tienen un efecto nocivo sobre la trombopoyesis y sobre otras funciones megacariocíticas, revelando nuevos mecanismos que contribuyen a la disminución del recuento de plaquetas en esta entidad.

Abstract:
This PhD thesis was aimed at investigate possible alterations in the thrombopoietic process in immune thrombocytopenia (ITP). To this end, an in vitro model of megakaryocyte differentiation from normal CD34+ hematopoietic progenitors was used. At day 13 of culture, mature megakaryocytes were incubated with plasma samples from patients with ITP and the effect on proplatelet formation was evaluated. Besides, we studied the ability of megakaryocytes to adhere and spread on different matrices, cellular apoptosis and the activation of intracellular signalling after contact with bone marrow matrix proteins. ITP plasmas induced a dose-dependent inhibition on thrombopoiesis, that was accompanied by morphological alterations in proplatelet architecture. In addition, these samples did not affect either maturity or survival of megakaryocytes, suggesting that alterations in platelet production are due to a direct effect on the thrombopoietic process. The purified fraction of immunoglobulins G from ITP patients reproduced the inhibition, while elimination of autoantibodies from plasma reverted it, demonstrating that autoantibodies are responsible, at least in part, for these alterations. In addition to thrombopoiesis, plasmas containing autoantibodies directed against glycoproteins IIb- IIIa and Ia-IIa affected megakaryocyte adhesion and spreading to the corresponding ligands, fibrinogen and collagen I, in bone marrow. In particular, the presence of anti- GPIa-IIa autoantibodies caused a loss of the physiological ability of collagen I to inhibit thrombopoiesis, suggesting that premature platelet release could occur in the context of the bone marrow osteoblastic niche. The finding of abnormalities on thrombopoiesis in the presence of ITP plasmas with no detectable autoantibodies suggests the presence of alternative targets of autoimmunity in these samples. This PhD thesis presents new results demonstrating that ITP autoantibodies have a deleterious effect on thrombopoiesis and other megakaryocytic functions, revealing new mechanisms that contribute to the decrease of the platelet count in this entity.

Godoy Herz, Micaela. "Regulación del splicing alternativo y de la elongación de la transcripción en plantas por acción de la luz" (2017-03-23). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
La luz es un estímulo ambiental que regula varios procesos biológicos en las plantas. A través del cloroplasto, la luz regula el splicing alternativo de un conjunto de genes. En este trabajo nos propusimos estudiar los mecanismos por los que la luz realiza esta regulación. Tomamos como modelo el gen RS31, que codifica para un factor de splicing rico en serinas y argininas. Encontramos que los cambios que se observan en las isoformas de RNA mensajero de RS31 por acción de la luz se deben al proceso de splicing alternativo y no a una degradación diferencial de sus isoformas. Por otro lado, encontramos que el tratamiento de plantas que se encuentran en oscuridad con tricostatina A, una droga que promueve la hiperacetilación de histonas, imita el efecto de la luz sobre el splicing alternativo. Además, demostramos que una mutante de Arabidopsis deficiente en la deacetilación de histonas HD1 muestra un menor efecto de luz a oscuridad que las plantas salvajes. El efecto de la luz sobre el splicing alternativo implica cambios en la elongación de la transcripción: el tratamiento de plantas con camptotecina, droga que inhibe la elongación, imita el efecto de la oscuridad sobre el splicing alternativo. Realizamos mediciones de la tasa de elongación y encontramos que en luz la elongación es más rápida que en oscuridad en el gen de RS31. Finalmente, en plantas de Arabidopsis defectuosas en el factor de elongación TFIIS el efecto de la luz sobre el splicing alternativo de los eventos estudiados se inhibe por completo. Estos resultados muestran que el efecto de la luz sobre el splicing alternativo depende de cambios en la elongación de la transcripción.

Abstract:
Light is an environmental stimulus that regulates several biological processes in plants. Through the chloroplast, light regulates alternative splicing of a subset of genes. In this work, we aim to study the mechanism of light- regulation of alternative splicing. We chose the Ser-Arg-rich splicing factor RS31 as a model and found that changes in the abundance of mRNA isoforms are due to changes in alternative splicing –and are not caused by degradation of mRNA isoforms. Treatment of plants with trichostatin A, a drug that suppresses histone deacetylase activity and therefore increases histone acetylation, mimics the effect of light on RS31 alternative splicing. Furthermore, in an Arabidopsis mutant defective in the histone deacetylase HD1 the effect of light to dark transition on alternative splicing is strongly reduced. The effect of light on alternative splicing involves changes in transcription elongation: treatment of plants with camptothecin, a drug that inhibits transcription elongation, mimics the effect of darkness on alternative splicing. We performed measurements of transcription elongation rate and found that in light-treated plants transcription elongation is faster than in dark-treated plants along the RS31 gene. Finally, in a plant defective in the elongation factor TFIIS the light/dark effect on alternative splicing is completely abolished. These results show that the effect of light on alternative splicing involves changes in transcription elongation.

Gargiulo, Julián. "Impresión óptica de nanopartículas metálicas" (2017-03-23). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
Las nanopartículas metálicas (MNPs) presentan propiedades optoelectrónicas únicas que dependen de su forma y su tamaño y que no están presente en partículas de tamaños macroscópicos. Estas propiedades surgen a partir de sus resonancias plasmónicas superficiales localizadas (LSPRs), que producen intensificaciones enormes del campo electromagnético cerca de la superficie de las MNPs y aumentan sus secciones eficaces de dispersión y absorción. Estos efectos han motivado el uso de las MNPs en muchas aplicaciones del campo de la nanotecnología, incluyendo el sensado ultra-sensible, celdas solares, fotónica, microscopía, catálisis, medicina y farmacéutica. La fabricación de MNPs puede conseguirse mediante métodos top-down(de arriba hacia abajo) o bottom-up(de abajo hacia arriba). En los primeros, un proceso litográfico o de ataque químico le agrega morfología a una película metálica previamente depositada sobre un sustrato. De esta manera pueden fabricarse estructuras en dos dimensiones con alta precisión y resolución. Sin embargo, la calidad del material es en general pobre y se obtienen partículas policristalinas con bordes rugosos. Además, la combinación de dos o más materiales mediante estas técnicas es complicada. Por otro lado, MNPs de una gran variedad de formas y composiciones pueden ser producidas en procesos bottom-up mediante sintesis química. Estas MNPs son monocristalinas y se les puede dar funciones químicas o biológicas específicas en su superficie. Sin embargo, las MNPs coloidales se obtienen en suspensiones líquidas y no es fácil controlar su ensamblado en posiciones precisas de un sustrato. Uno de los desafíos actuales de la nanotecnología es el desarrollo de un método para controlar su ensamblado con precisión nanométrica, lo que permitiría la aplicación de la enorme librería de partículas coloidales en nano y micro-dispositivos. La impresión óptica de MNPs es un método puramente óptico que puede cumplir este objetivo. El mismo emplea láseres fuertemente enfocados para atrapar MNPs desde una suspensión coloidal y llevarlas individualmente hasta posiciones específicas de un sustrato con gran precisión y versatilidad de diseño. Debido a que esta basada en fuerzas ópticas y que la interacción de la luz depende fuertemente de la forma y el material de la MNP, la técnica tiene un gran potencial para la deposición selectiva de diferentes tipos de MNPs y su combinación en patrones organizados. Esta tesis presenta un estudio sistemático de la precisión y la resolución de la técnica de impresión óptica de nanoparticulas metálicas. Su potencial, sus limitaciones y perspectivas son analizadas en base a experimentos y consideraciones teóricas. En primer lugar, la precisión para inmovilizar MNPs únicas fue estudiada en función de la potencia del láser de impresión, para MNPs esféricas de oro y plata. Se identificaron dos regímenes diferentes, dependiendo de si el láser utilizado estaba o no sintonizado con la LSPR de la partícula. Sorprendentemente y a pesar de ser una técnica óptica de campo lejano, es posible imprimir MNPs con una precisión cercana a los 50nm, muy por debajo del límite de difracción. Luego se estudió la resolución de la impresión óptica, entendida como la capacidad de imprimir dos o más partículas a distancia controlada. Antes de este trabajo hubo varios reportes en donde se mostró que era imposible imprimir dos partículas a distancias menores que 200 - 300 nm, debido a una repulsión de naturaleza incierta. Este hecho constituyó una importante limitación en la técnica, que impidió su implementación para fabricar circuitos de MNPs conectadas o estructuras con partículas acopladas plasmonicamente. En esta tesis se estudiaron los orígenes de esa repulsión y se encontró que estaba relacionada al calentamiento óptico de las partículas ya impresas sobre el sustrato. Se propusieron y pusieron a prueba experimentalmente varias estrategias para lograr la impresión de partículas conectadas, lográndose por primera vez la impresión óptica de partículas conectadas y con orientación bien definida. Finalmente, la impresión óptica fue utilizada como una herramienta para el estudio sistemático de reacciones químicas el nivel de partícula única. NPs de oro impresas ópticamente fueron usadas como semillas a partir de las cuales se obtuvieron NPs más grandes mediante la reducción asistida por plasmónica de HAuCl4acuoso. De esta manera la geometría final de cada partícula se controló independientemente.

Abstract:
Metal nanoparticles (MNPs) present unique size and shape dependent optoelectronic properties that are not present in larger particles or the bulk material, which arise from their localized surface plasmon resonances (LSPRs). LSPRs produce dramatic enhancements of the electromagnetic field close to the surface of the particle as well as large scattering and absorption cross-sections. These particular properties have motivated the use of MNPs in many applications in the field of nanotechnology, including ultra-sensitive sensing, light harvesting, imaging, photonics, catalysis, and medical and pharmaceutical therapies. The fabrication of MNPs can be achieved by top-down or bottom-up approaches. In thefirst, lithographic or etching processes add morphology to a thin metallic film previously deposited on a substrate. In this way, two-dimensional nanostructures can be fabricated with high precision and resolution, but the material quality is usually poor leading to polycrystalline nanoparticles with rough surfaces. Also, combining two or more materials is challenging. On the other hand, bottom-up produced colloidal MNPs can be obtained by chemical synthesis with a vast variety of shapes and compositions not available by top-down approaches. These nanoparticles are usually monocrystalline and can hold specific biological or chemical functions at their surfaces. However, colloidal nanoparticles are obtained in liquid suspensions and controlling their assembly onto precise positions of a substrate is not straightforward. Developing a method to control their assembly onto substrates with nanometric precision is one of the open challenges of nanotechnology. Such a method would enable the application of the enormous library of colloidal nanoparticles on nano- and micro-devices. Optical printing is a powerful all-optical method that can accomplish this goal. It employs highly focused laser beams to trap colloidal nanoparticles from suspension and deliver them individually into specific locations on a surface with high accuracy and flexibility of pattern design. Since it is based on optical forces and the interaction of light with MNPs is size and composition dependent, the technique has a strong potential for selective deposition of different kinds of MNPs and their combination in organized patterns. This thesis presents a systematic study of the precision and resolution of optical printing applied to MNPs. Its potential, limitations and perspectives are analysed based on measurements and theoretical considerations. First, the precision of optical printing to immobilize single MNPs was studied as a function of the laser power, for MNPs made of gold and silver. Two different regimes were identified depending on whether the laser used is tuned to the LSPR or not. Remarkably, in spite of being a far-field optical technique, MNPs can be printed with a precision of about 50 nm, well beyond the diffraction limit. Next, the resolution of optical printing, i.e. the capacity to print two or more MNP at controlled distances, was addressed. Before this work, several reports had shown that it was impossible to print two MNPs closer together than 200 - 300 nm, due to a repulsion of unclear nature. This constituted an important limitation that has obstructed the use of optical printing for the fabrication of plasmonically coupled structures and circuits of connected NP. In this thesis, the origin of this repulsion was investigated and found to be related to optical heating of the already printed MNP. Furthermore, several strategies to fectively print connected MNPs were proposed and tested, accomplishing for the first time optical printing of connected nanoparticles with well-defined orientation. Finally, optical printing was applied as a tool for studying systematically chemical reactions at the single MNP level. As an example, optically printed gold NPs were used as seeds to obtain larger NPs by plasmon-assisted reduction of aqueous HAuCl4. In this way, supported MNPs were reshaped in situ to controlled final morphologies.

Freitas, José Nahuel. "Termodinámica y simulaciones cuánticas en trampas de iones" (2017-03-23). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
En esta tesis se estudian fundamentos de termodinámica en sistemas cuánticos lineales. Se desarrolla una teoría general que permite estudiar procesos periódicos sobre redes armónicas acopladas a entornos bosónicos. Se muestra cómo las leyes usuales de la termodinámica clásica emergen a partir de la dinámica determinista del sistema. Además, los resultados obtenidos son utilizados para estudiar procesos termodinámicos en situaciones arbitrariamente alejadas del equilibrio térmico y del límite termodinámico. El formalismo desarrollado aquí es exacto y no requiere de ciertas aproximaciones que son comunmente usadas en la literatura (acoplamiento débil y dinámica Markoviana). Esto permite entender cuáles son las consecuencias de utilizar estas aproximaciones, y establecer precisamente el rango en el que pueden ser aplicadas, lo cuál es de utilidad en otros modelos donde una solución exacta no es posible. Este desarrollo también aclara ciertas confusiones existentes en la literatura respecto de la versión dinámica de la tercera ley de la termodinámica, dado que se obtiene una demostración novedosa de la validez de esta ley para una familia general de máquinas térmicas. Por último, se proponen experimentos en sistemas de iones atrapados para simular procesos de transporte de energía y transiciones de fase en materiales magnéticos.

Abstract:
This thesis studies foundations of thermodynamics in quantum linear systems. A general theory is developed to study periodic processes in harmonic networks that are connected to bosonic reservoirs. It is shown how the usual thermodynamical laws emerge from the deterministic dynamics of the system. Furthermore, the obtained results are employed to study thermodynamical processes in non-equilibrium regimes which are far from the thermodynamical limit. The developed formalism is exact and does not require some approximations that are commonly used in the literature (the weak coupling and Markovian limits). This feature allows to understand what are the consequences of using these approximations, and to establish precisely when they can be employed, which is useful in other models where an exact solution is not available. This development also clarifies some confusions existing in the literature regarding the dynamical version of the third law of thermodynamics, since it is possible to obtain a novel proof of its validity for a general family of thermal machines. Finally, some experiments with trapped ions are proposed to simulate energy transport processes and phase transitions in magnetic materials.

Poisson, Mariano. "Emergencia de tubos de flujo en la atmósfera solar: su impacto desde la fotósfera hasta la corona" (2017-03-22). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
La distribución fotosférica del campo magnético provee información sobre el proceso de formación en el interior solar de los tubos de flujo que dan origen a las regiones activas (RAs), así como de los efectos presentes durante su tránsito por la zona convectiva. Estudiamos la emergencia de RAs para determinar como la torsión del campo en los tubos de flujo afecta la evolución de las polaridades magnéticas fotosféricas observadas en magnetogramas longitudinales. Una de las manifestaciones observables de la torsión de los tubos de flujo que emergen atravesando la fotósfera, es la presencia de las llamadas "lenguas magnéticas". Estas son producidas por la proyección en la dirección de la visual de la componente azimutal del campo del tubo de flujo. Caracterizamos la evolución de las lenguas magnéticas en un conjunto de 187 RAs bipolares observadas a lo largo del Ciclo Solar 23 y el comienzo del Ciclo 24. Usando magnetogramas de estas RAs, determinamos y estudiamos la evolución de una serie de parámetros, como el ángulo de tilt, la orientación de la línea de inversión de polaridad (LIP), su flujo magnético, al igual que el tamaño y la forma de las polaridades y sus lenguas. Desarrollamos un procedimiento para identificar la LIP y usamos su inclinación como un indicador del signo de la helicidad magné- tica. Comparamos este método con la estimación de la helicidad obtenida a partir de extrapolaciones libres de fuerzas del campo coronal. También desarrollamos modelos analíticos de tubos de flujo toroidales, con torsión uniforme y no uniforme, para describir la evolución de los parámetros de las RAs afectados por la presencia de lenguas magnéticas intensas. Finalmente, encontramos que las lenguas modifican significativamente la determinación del ángulo de tilt durante la fase de emergencia y probamos diferentes métodos para reducir este efecto. Los resultados de este trabajo contribuyen a la comprensión de cómo la helicidad de los tubos en emergencia determinan la evolución del flujo magnético fotosférico observado y la formación de las RAs; por otra parte, condicionan a los modelos de generación del campo en el interior solar.

Abstract:
The photospheric magnetic-field distribution provides information about the generation in the solar interior of the flux tubes that originate the ARs, and the effects present during their transit through the convective zone. We study the emergence of ARs to determine how the twist of the magnetic field in these flux-tubes affect the evolution of the photospheric magnetic polarities observed in longitudinal magnetograms. One of the manifestations of these twisted flux-tubes, observed as they emerge through the photosphere, are the so called "magnetic tongues". They are produced by the line of sight projection of the azimuthal component of the magnetic field in the flux-tubes. We characterize the evolution of the magnetic tongues in a set of 187 bipolar ARs observed during the Solar Cycle 23 and the beginning of Cycle 24. Using magnetograms of these ARs we determine and study the evolution of a series of parameters, such as the tilt angle, the polarity inversion line (PIL) orientation, their magnetic flux, as well the size and the shape of the polarities and their tongues. We develop a procedure to identify the PIL and we use its inclination as a proxy of the magnetic helicity sign. We compare this method with the helicity estimation obtained from coronal force-free field extrapolations. We also develop analitical models of toroidal flux-tubes, with uniform and non-uniform twist, to describe the evolution of the AR parameters affected by the presence of strong magnetic tongues. Finally, we find that the tongues modify significantly the determination of the tilt angle during the emergence phase and we test several methods to reduce this effect. The results of this work contribute to the understanding of how the helicity of the emerging flux-tubes determines the evolution of the photospheric magnetic flux and the formation of ARs; moreover, they provide constraints to models of the generation of the magnetic field in the solar interior.

Ibarra, Jose Gervasio. "Estudios microbiológicos relacionados con el mejoramiento de cultivos vegetales en zonas desfavorables" (2017-03-22). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
El desarrollo de estrategias para incrementar la producción agrícola es de relevancia debido a la importancia de los vegetales en la alimentación humana. Entre estas estrategias se incluyen la expansión de la frontera agrícola a zonas menos aptas, como los ambientes fríos o áridos, pero es necesario que las plantas puedan resistir y prosperar en esas condiciones. El uso de cultivos transgénicos resistentes a la sequía constituye una buena alternativa que puede ser mejorada con el uso de bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPB), que puedan desarrollarse en condiciones de estrés, manteniendo sus actividades. El objetivo de este trabajo consistió en el análisis de cepas bacterianas aisladas de suelos, con diferentes regímenes hídricos, y de Pseudomonas extremaustralis, procedente de un ambiente extremo, en cuanto a su potencialidad para ser utilizadas como promotoras de crecimiento vegetal. Además se analizó la influencia de cultivos de maíz genéticamente modificados (GM) resistentes a la sequía sobre la composición de las comunidades bacterianas del suelo por técnicas secuenciación masiva. Las características de PGP en P. extremaustralis se analizaron en comparación con P. protegens Pf-5, una conocida PGPB. P. extremaustralis presentó una buena capacidad de solubilización y mineralización de fósforo, tanto a 28°C como en frio. El perfil de ácidos orgánicos, responsables de la solubilización de fosfato inorgánico, fue diferente al de P. protegens Pf-5. Estas diferencias se correlacionaron con la ausencia del gen gad responsable de la producción de 2-ceto-gluconato, en el genoma de P. extremaustralis. Esta bacteria también fue capaz de producir ácido indol acético (AIA) y posee genes relacionados a la resistencia a ácido fusárico y otros que la capacitan para resistir la desecación. Posee también la ruta metabólica completa para la síntesis y liberación de pioverdinas y se observó un efecto del regulador global anaeróbico Anr sobre la producción de estos compuestos. Ensayos de quimiotaxis mostraron que P. extremaustralis es atraída por exudados radiculares de plantas de trigo y es capaz de colonizar raíces de trigo y maíz de forma estable e incrementar el peso seco de vástago de plantas de trigo, mostrando que además de sus características como PGPB es capaz de interactuar con vegetales. También se analizaron características de PGP en aislamientos bacterianos obtenidos a partir de suelos de la provincia de Buenos Aires con distinto régimen de lluvias. Se obtuvieron 19 cepas bacterianas capaces de solubilizar fósforo, 3 de las cuales mostraron una alta capacidad de solubilización. Se encontraron 22 aislamientos positivos para la producción de AIA. Se observó un efecto positivo sobre el crecimiento de plantas de maíz en un sistema axénico autotrófico de 2 de las cepas, IIM-Man4 e IIA-Man30, indicando que pueden ser buenas candidatas como PGPB. Para analizar si existe un impacto de plantas GM resistentes a la sequía sobre la comunidad bacteriana del suelo se realizaron experimentos en macetas con suelo de dos localidades Río Cuarto(RC) e Inés Indart (II) en cámaras de cultivo con condiciones controladas, utilizando cultivares de maíz portadores del gen Hahb4 que confiere resistencia a sequía y salinidad. Las plantas fueron sometidas a dos tratamientos hídricos: alta y baja irrigación. Se analizó la diversidad bacteriana de las muestras de suelo mediante la secuenciación de amplicones del gen que codifica el 16S rRNA. Los suelos analizados fueron diferentes en cuanto a la α diversidad. En II no hubo diferencias en β diversidad, mientras que en RC se encontraron diferencias al utilizar los índices cuantitativos (Bray Curtis y Weighted UniFrac) al comparar el tipo de planta. La composición de los grupos mayoritarios fue similar, siendo las Proteobacterias el más representado en ambos suelos con alrededor del 30%, seguido por Acidobacterias con alrededor del 17% y Planctomycetes y Verrucomicrobia representando aproximadamente un 10% del total cada uno. En todas las muestras el género predominante fue Acidobacterium con 14 a 20 % de los registros (lecturas). La mayoría de los géneros presentó una abundancia relativa de 0,01-0,1 %. Se realizó un análisis para determinar que géneros bacterianos son afectados por cada condición de riego. Se detectaron 10 géneros en II y 16 géneros en RC que estuvieron significativamente (p<0,05) más representados en la condición de sequía con respecto a buena irrigación; siendo Chromatium, perteneciente a las Gamma Proteobacterias, el que mayor proporción de cambio mostró en II y Amycolatopsis, perteneciente al grupo de las Actinobacterias, y Nevskia, dentro de las Gamma Proteobacterias, en RC. También se observaron 29 géneros que mostraron diferencias significativas en relación al tipo de planta en II y 61 géneros en suelo de RC. Los tratamientos tuvieron menos efecto en II en comparación con RC. En II no se observaron diferencias significativas ni con el régimen de irrigación ni con el tipo de planta y hubo un menor número de géneros afectados. EN RC se observó un efecto significativo del tipo de planta pero no de la irrigación.

Abstract:
Due to the continuous human population growth, food production may be insufficient in the coming years, so it is necessary to implement strategies to increase crop production. These strategies include expanding the agricultural frontier to less suitable areas, such as cold or arid environments. To reach this goal it is necessary that plants can withstand and thrive in these conditions. The use of genetically modified (GM) crops resistant to drought can be a good option, as well as the use of plant growth promoting bacteria (PGPB) that can grow under stress conditions, maintaining their plant-beneficial traits. The objective of this study was to analyze bacterial strains isolated from environments under different rainfall regimes and cold, in relation to their potential as PGPB under unfavorable conditions. We also assessed the influence of drought-tolerant GM maize on the composition of the soil bacterial communities, using high throughput sequencing techniques. Pseudomonas extremaustralis isolated from an extreme environment (Antarctica) was analyzed for PGP traits in comparison with P. protegens Pf-5, a well known PGPB. P. extremaustralis presented a good solubilization and mineralization capacity of phosphate in comparison to P. protegens Pf-5, both at 28°C and under cold conditions. The profile of organic acids, responsible for the inorganic phosphate solubilization, was different from that of P. protegens Pf-5. These differences were correlated with genetic differences between both genomes, including lack of the gad gene in P. extremaustralis genome, related to 2-ketogluconate production. P. extremaustralis was also able to produce indole acetic acid (IAA); possesses genes encoding fusaric acid resistance and genes that enable it to withstand desiccation. It is, also a good siderophore producer, posses a complete genetic pathway to produce and release pyoverdine. We observed that pyoverdine production was influenced by the global anaerobic regulator Anr. Chemotaxis and colonization assays showed that P. extremaustralis was attracted to wheat root exudates and was able to colonize wheat and maize roots forming stable colonies in root surface, improving the dry weight of the stem in wheat plants. In addition, different characteristics related to the ability to promote plant growth in bacterial isolates obtained from soils with different rainfall regimes were analyzed. We found 19 isolates able to solubilizing inorganic phosphate, three of which showed a high solubilizing capacity and 22 isolates that were positive for IAA production, some of which reached high production (up to 60 μg / ml). Two strains, IIM-Man4 and IIA-Man30, showed a positive effect on the growth of maize plants in an autotrophic axenic system. The results indicate that P. extremaustralis, as some of the isolated bacterial strains, could be good candidates for their analysis in experimental plots subjected to stress conditions. Another expanding strategy to improve crop yield involves the use of GM plants. However, the evaluation of the impact of these organisms on the soil communities has not been deeply analyzed yet. We evaluated the effect of drought tolerant GM corn plants carrying the Hahb4 gene, on soil microbial community. Experiments were carried out in pots with soil from two locations Río Cuarto (RC) and Inés Indart (II) in culture chambers under controlled conditions. The plants were subjected to two soil irrigation regimes. Bacterial diversity of the soil community was analyzed using global amplicon sequencing techniques of the gene encoding the 16S rRNA. Soils were different in terms of α diversity. In II there were not differences in β diversity, while in RC differences were found when comparing the type of plant using the quantitative index (Bray Curtis and Weighted UniFrac). The composition of the major groups was similar, with Proteobacterias being more represented in both soils with about 30%, followed by Acidobacterias with around 17% and Planctomycetes and Verrucomicrobia representing approximately 10% of the total. In all the samples the genus Acidobacterium was predominant with 14 to 19% of the records (readings). Most genera had a relative abundance of 0.01-0.1%. Analysis of bacterial genera affected by irrigation conditions was performed. Ten genera in II and 16 genera in RC were detected that were significantly (p <0.05) more represented in drought conditions in comparison with good irrigation; being Chromatium belonging to GammaProteobacteria that showed the highest proportion of change in II soil, and Amycolatopsis belonging to Actinobacterias and Nevskia within the GammaProteobacteria in RC. We also observed 29 genera that showed significant differences in relation to the type of plant in II and 61 genera in RC soil. Treatments had less effect on II as compared to RC. In II, no significant differences were observed either with the irrigation regime or the type of plant and there were fewer affected genera. The analysis of bacterial community of RC soils showed a significant effect of the type of plant but not of irrigation regimes.

Fidanza Romani, Nerina Andrea. "Efectos de interferencia en la producción del bosón de Higgs en el LHC" (2017-03-22). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
En esta Tesis se estudiaron los efectos de la interferencia entre la se~nal correspondiente a un bosón de Higgs decayendo a dos fotones en el LHC, y su respectivo background continuo de QCD. En primer lugar, se completó el cálculo de esta interferencia a orden O(α 2 S) para la producción inclusiva de un bosón de Higgs, incluyendo los canales de producción qg y qq que representan hasta un 35% de la contribución dominante del subproceso partónico gg. En particular, se estudió el efecto que tiene dicha interferencia en la posición aparente de la resonancia del bosón de Higgs en el espectro de masa invariante de los dos fotones. Luego, se analizó el caso correspondiente a la producción de un bosón de Higgs en asociaci ón con dos jets, un proceso que recibe contribuciones importantes tanto del mecanismo de fusión de gluones, como de la fusión de bosones vectoriales. Nuevamente se estudió el corrimiento del pico de la distribución en masa invariante del par de fotones, encontrando que este es más peque~no que el de la muestra inclusiva. Debido a esto, y teniendo en cuenta que este corrimiento puede ser utilizado para restringir el ancho total de decaimiento del bosón de Higgs, se propuso utilizar el canal de H(-->ϒϒ) + 2 jets como referencia para medir el corrimiento en la masa invariante inclusiva. Finalmente se estudió el efecto de la interferencia en el espectro de impulso transverso qT del bosón de Higgs. Para poder proveer predicciones confiables para este observable, y en particular en la región de impulso transverso peque~no, se realizó la denominada resumaci ón de qT , que consiste en la suma a todo orden en teoría de perturbaciones de las contribuciones dominantes en el límite qT --> 0. Dicha resumación permite la cancelación de divergencias que de otro modo arruinan la convergencia de las predicciones perturbativas para el observable mencionado.

Abstract:
In this Thesis we studied the effects of the signal-background interference for the Higgs diphoton decay channel at the LHC. In the first place, we present a complete O(α 2 S) computation of the interference in the inclusive Higgs production, including the qg and qq production channels, which amount up to 35% of the dominant gg partonic subprocess. In particular, the effects of the interference on the position of the resonance peak of the Higgs boson in the diphoton invariant mass spectrum was studied. Later, we analized the production of a Higgs boson plus two jets channel, a process which receives important contributions, both from the gluon fusion mechanism, as well as from the vector boson fusion mechanism. Once again, we studied the apparent shift in the position of the diphoton invariant mass peak generated by the interference contributions, finding it to be much smaller than the shift in the inclusive sample. For this reason, and considering that this shift may be used to measure, or bound, the Higgs decay width, we proposed using this channel as a reference mass for measuring the inclusive mass shift. Finally, we studied the interference effects on the transverse momentum qT spectrum of the Higgs boson. In order to provide reliable predictions of this observable, and in particular in the low transverse momentum region, we carried out the so-called qT resummation, which consists on summing to all orders in perturbation theory the dominant contributions in the qT --> 0 limit. This resummation allows the cancellation of divergences which would otherwise ruin the convergence of the perturbative predictions for the said observable.

Alvarez, Agustín. "Métodos robustos en correlación canónica funcional" (2017-03-22). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
En diversas aplicaciones, resulta de interés poder medir la asociación entre dos características que se observan sobre los individuos de una población. Por otra parte, muchas veces estas características se registran sobre un período de tiempo o corresponden a imágenes. Por esta razón, conviene considerarlos como realizaciones de un proceso estocástico en lugar de discretizarlos y estudiarlos como realizaciones de datos multivariados. Un método ampliamente utilizado para lograr este objetivo es el análisis de correlación canónica funcional. Leurgans et al. (1993) prueban que la extensión natural de los estimadores utilizados en el caso multivariado al funcional no resulta consistente para la primera correlación canónica. Por esta razón, dichos autores proponen estimadores que penalizan la rugosidad de las direcciones y prueban que resultan consistentes. Por otro lado, He et al. (2003) dan condiciones que garantizan la buena definición de las correlaciones y direcciones canónicas para elementos aleatorios (X; Y )^t a valores en el espacio de Hilbert L²(0, 1) x L² (0, 1). Los trabajos mencionados consideran como medida de asociación la correlación de Pearson. Sin embargo, es bien sabido, que esta medida es muy sensible a la presencia de datos atípicos. Con el fin de lidiar con este problema, en el caso multivariado, Branco et al. (2005) y Alfons et al. (2016) proponen estimadores utilizando un enfoque de projection-pursuit, es decir, maximizando funcionales de asociación robustos de proyecciones de los datos. En esta tesis, consideramos espacios de Hilbert separables H1 y H2 y elementos aleatorios (X, Y )^t Є H = H1 x H2 y medidas de asociación bivariadas robustas. Para mostrar que la extensión natural del caso multivariado al caso funcional falla cuando se utiliza la extensión de los estimadores de projection-pursuit de Branco et al. (2005) al caso funcional, extendemos el resultado de Leurgans et al. (1993) al caso de medidas de asociación generales. Por otra parte, para proponer estimadores robustos y consistentes consideramos un enfoque que combina projection-pursuit con el método de Sieves que aproxima el espacio infinito-dimensional H por subespacios de dimensión finita que crecen con el tamaño de muestra. Bajo condiciones de regularidad, obtenemos que los estimadores de las primeras direcciones y de la primera correlación canónica son consistentes al funcional asociado. Para identificar que representa dicho funcional, se muestra la consistencia Fisher de éstos cuando se utilizan medidas de asociación que cumplan ciertas condiciones. En particular, las medidas de correlación robustas de uso habitual permiten obtener estimadores consistentes a la cantidad de interés en el caso de procesos Gaussianos o de procesos elípticos. Mediante un estudio de simulación, se compara el comportamiento de los estimadores robustos con los estimadores basados en la correlación de Pearson, para muestras finitas Gaussianas y contaminadas. Se proponen asimismo un procedimiento de convalidación cruzada robusta para elegir las dimensiones de los subespacios aproximantes y métodos para la detección de datos atípicos. Finalmente, se ilustra en un conjunto de datos reales las ventajas de los estimadores robustos ya que permiten identificar los datos atípicos y proveen estimaciones confiables.

Abstract:
In many applications, measuring the association between two individual features is an important issue. Besides, in many practical situations data are recorded over a period of time or may correspond to images. In these situations, it is preferable to consider them as samples of an stochastic process instead of working with the discretized trajectories as multivariate data samples. A technique widely used to study the dependence between the two functions recorded for a sample of subjects is the functional canonical correlation analysis. Leurgans et al. (1993) demonstrated the need for regularization in functional canonical correlation analysis, since the natural extension of the multivariate estimators are not consistent. Leurgans et al. (1993) also derived the consistency of the estimators obtained penalizing the roughness. These results are complemented with those obtained in He et al. (2003) who provide conditions ensuring the existence and proper definition of the canonical directions and correlations when the random element belongs to L² (0, 1) x L² (0; 1). The aforementioned papers consider as association measure the Pearson correlation. However, it is well known that the Pearson correlation is not robust, being sensitive to outliers and this sensitivity is inherited by the canonical directions and correlations. In the multivariate case, a robust approach was given by Branco et al. (2005) and Alfons et al. (2016) who proposed estimators using projection-pursuit, that is, maximizing a robust bivariate association measure over the projected data. In this thesis, we consider separable Hilbert spaces H1 and H2 and random elements (X, Y ) Є H = H1 x H2 as well as robust bivariate measures of association. To show that the natural extension from the multivariate case to the functional case fails when using the projection-pursuit estimators of Branco et al. (2005), we generalize the result of Leurgans et al. (1993) to the case of general measures of association. On the other hand, to obtain robust and consistent estimators in a functional framework, we consider an approach that com6 bines projection-pursuit with Sieves which approximate the infinite-dimensional space H by means of finite-dimensional linear spaces growing with the sample size. Under regularity conditions, consistency results for the first canonical correlation and directions are derived. An important point to highlight is what the functional related to the proposed estimators represent, at least in some situations. For that purpose, Fisher consistency is obtained when the bivariate measure of association may be transformed to a Fisher-consistent bivariate association functional. In particular, the usual robust correlations allow to obtain consistent estimators of the quantities of interest when (X, Y )^t is a Gaussian or an elliptical process. Through a simulation study, we compare the performance of the robust proposals with the estimators based on the Pearson correlation, for clean and contaminated data. Furthermore, a robust cross-validation procedure is also proposed to select the dimension of the approximating linear spaces and outlier detection rules are studied. Finally, we illustrate on a real data set the advantages of the robust estimators which allow identify outliers and provide reliable estimates.

Nuevo, Federico Alberto. "Modelado semiempírico de estructuras de la corona solar" (2017-03-21). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
La corona solar está constituida por un plasma tenue y caliente, caracterizado por una conductividad eléctrica muy elevada. Así, el campo magnético que la atraviesa, generado por los movimientos convectivos del plasma del interior solar, se encuentra congelado a la materia y determina su carácter altamente estructurado e inhomogéneo. Esta tesis contribuye a la comprensión de la estructura 3D de la corona y aporta resultados de relevancia a la investigación de dos problemas aún abiertos en la física solar: el calentamiento del plasma coronal y el origen del viento solar lento. Se aborda el desarrollo de modelos semiempíricos de estructuras coronales de diversa escala espacial y temporal. A escala global, se estudia la estructura termodinámica 3D de la corona quiescente y su evolución en el entorno del último mínimo. A escala local, se realiza un análisis similar de los arcos magnéticos en regiones coronales activas y se estudia la topología de su campo magnético y su posible conexión con el viento solar lento. También desarrollamos un método para estimar la masa evacuada por las eyecciones coronales de masa y se lo aplica a casos particulares.

Abstract:
The solar corona is constituted by a low density and hot plasma, characterized by its very high electric conductivity. The magnetic field that permeates the corona, generated by the convective motions at the solar interior, is frozen to the plasma and determines its highly structured and inhomogeneous characteristics. This thesis contributes to the understanding of 3D structure of the solar corona, in particular to two still open problems in solar physics research: the heating of the coronal plasma and the origin of the slow solar wind. We develop semiempirical models of coronal structures in several spatio-temporal scales. In a global scale, we study the 3D thermodynamic structure of the quiescent solar corona and its evolution around the last solar minimum. In a local scale, we perform a similar analysis of magnetic loops in coronal active regions and study the topology of its magnetic field and its possible connection with the slow solar wind. We also design a method to estimate the mass evacuated by coronal mass ejections and apply it to particular events.

Kazlauskas, Nadia. "Alteraciones sexo-específicas en sociabilidad y neuroinflamación en un modelo en ratón de autismo" (2017-03-17). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
El autismo es un desorden del desarrollo neural caracterizado por impedimentos en la interacción social, habilidades comunicativas reducidas y la presencia de comportamientos estereotipados o repetitivos. Estos síntomas típicamente aparecen durante los primeros años de vida, y pueden afectar hasta a 1 en 38 niños, con una incidencia entre tres y cuatro veces mayor en varones que en mujeres. Actualmente no se conoce una única causa del desorden, sino que se proponen múltiples agentes etiológicos. Estudios postmortem realizados en humanos han establecido un nexo entre autismo y neuroinflamación. El objetivo general de esta tesis fue dilucidar el rol de la respuesta inflamatoria del sistema nervioso central, particularmente la activación glial, en el desarrollo del autismo. Para ello utilizamos el modelo de administración prenatal de Ácido Valproico (VPA) en ratón. Encontramos que la exposición al VPA produce una disminución en la sociabilidad de los ratones macho adultos, pero no así de los ratones hembra. Además, las hembras VPA presentan micro y astrogliosis en el cerebelo, y una respuesta inflamatoria periférica exacerbada ante la administración de un estímulo inflamatorio. Sin embargo, dichas alteraciones no se encuentran presentes en los machos. Dado que los síntomas del autismo aparecen de manera temprana durante la infancia, caracterizamos el estado inflamatorio periférico y central en el período postnatal y evidenciamos signos de alteraciones gliales tempranas en cerebelo e hipocampo entre el día postnatal (P) 21 y P35. Con el fin de evaluar el efecto directo de la inflamación postnatal en los niveles de sociabilidad de los animales, administramos un estímulo inflamatorio a lo largo de dicho período crítico. Observamos que la inflamación postnatal afecta diferencialmente la interacción social en los ratones VPA, dependiendo del sexo de los mismos. Mientras las hembras ven reducidos sus niveles de sociabilidad, los machos restauran sus niveles normales. Al estudiar los mecanismos moleculares mediante los cuales se encuentra actuando el VPA, encontramos una disminución en los niveles de acetilación de histonas en el cerebelo de animales P14. Dado que este fenómeno precede al período postnatal crítico, sugerimos que las alteraciones neuroinflamatorias observadas en el modelo podrían estar siendo guiadas por un mecanismo epigenético. Los resultados aquí presentados evidencian efectos sexo-específicos del VPA sobre la sociabilidad y el estado inflamatorio de los animales, tanto central como periférico. Además, se demuestran efectos diferenciales de la inflamación postnatal sobre los comportamientos sociales de machos y hembras. Dado que la mayor parte de la investigación en modelos animales de autismo ha sido desarrollada en animales macho, consideramos que este trabajo puede ayudar en la comprensión de los síntomas particulares observados en las niñas autistas, y adicionalmente aportar evidencias sobre posibles mecanismos de resiliencia dentro de la población femenina.

Abstract:
Autism is a neurodevelopmental disorder characterized by impediments in social interaction, reduced communicative skills and the presence of stereotyped or repetitive behaviors. These symptoms typically appear during the first years of childhood, and can affect 1 in 38 children. Remarkably, incidence is three to four times higher in boys than in girls. Although many factors have been implicated in this disorder, the exact underlying causes are still unclear. Postmortem studies performed in humans have established a link between autism and neuroinflammation. The general aim of this thesis was to elucidate the role of the central nervous system inflammatory response, glial activation in particular, in autism development. To do this, we used the Valproic Acid (VPA) prenatal administration mouse model. We found that VPA exposure produces decreased sociability in adult male mice, but not in females. Besides, we have found that adult female mice show increased micro and astroglial cell density in the cerebellum, and an exacerbated peripheral inflammatory response upon the administration of an inflammatory stimulus. However, these alterations are not present in male mice. Given that autism symptoms appear early in childhood, we characterized the peripheral and neuroinflammatory state along the postnatal period and found early signs of glial activation in the cerebellum and hippocampus between postnatal day (P) 21 and P35. To further explore the direct effect of postnatal inflammation on sociability, we administered an inflammatory stimulus during this critical period. We found that eliciting postnatal inflammation produces distinct behavioral outcomes depending on sex. While female mice show reduced sociability, male mice restore their normal social levels. When studying the molecular mechanisms behind VPA effects, we found a decrease in histone acetylation levels in the cerebellum of P14 animals. Given that this phenomenon precedes the postnatal critical period, we suggest that the neuroinflammatory alterations present in our model could be guided by an epigenetic mechanism. The results presented here evidentiate VPA sex-specific effects on mice sociability and on the peripheral and neuroinflammatory state. Additionally, we have proven differential effects of postnatal inflammation on social behavior in male and female VPA mice. Given that most of the research on animal models of autism has been conducted in male subjects, we consider that this work could help understand the particular symptoms observed in autistic girls, and also contribute with evidences of possible resiliency mechanisms in the female population.

Merlotti Ippólito, Antonela. "Clusterina Fucosilada: una nueva glicoforma de clusterina capaz de interactuar con células dendríticas y de modular su funcionalidad" (2017-03-16). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
Clusterina es una glicoproteína de 70 kDa, secretada por diferentes tipos celulares y presente en casi todos los tejidos y fluidos corporales. Nuestro grupo de investigación demostró anteriormente que la clusterina presente en el semen se une a la molécula DC-SIGN, un receptor expresado por las células dendríticas (CDs), inhibiendo su interacción con el HIV. Esta propiedad no es compartida por la clusterina sérica debido a que clusterina del plasma seminal expresa un patrón inusual de glicosilación, caracterizado por la presencia de abundantes motivos fucosilados que le confieren la habilidad de unirse a DC-SIGN. De esta forma, la clusterina fucosilada presente en el semen representa una nueva glicoforma con propiedades biológicas diferentes a la clusterina sérica, la cual se encuentra glicosilada principalmente con motivos sialidados. Clusterina fue la primera chaperona extracelular descripta. La principal propiedad de las chaperonas extracelulares es su capacidad de interactuar con proteínas estresadas previniendo su agregación e inhibiendo el desarrollo de las enfermedades por depósito de proteínas. Posteriormente, los complejos chaperona- proteína son endocitados por diferentes tipos celulares y degradados. En la presente tesis demostramos que clusterina fucosilada aislada del plasma seminal, de igual forma que su contraparte sérica, actúa como chaperona extracelular interactuando con proteínas estresadas y previniendo su agregación. Demostramos la capacidad de clusterina fucosilada de dirigir proteínas estresadas hacia DC-SIGN presente en CDs, promoviendo la endocitosis de las mismas y su posterior degradación. Este proceso podría modular la función de las CDs y favorecer la presentación de los péptidos derivados de estas proteínas estresadas a los linfocitos T. En este sentido, demostramos que la unión de clusterina fucosilada a las CDs a través de DC-SIGN ejerce un importante efecto modulatorio ya que es capaz de estimular la expansión células T CD4+FOXP3+CD25+ promoviendo la tolerancia inmunológica. Estos hallazgos sugieren que clusterina fucosilada presente en el semen podría promover la tolerancia hacia antígenos paternos y de esta forma, la tolerancia materno-fetal. Numerosos trabajos demuestran que la producción de clusterina se encuentra incrementada en diferentes tumores malignos. Más aún, la producción exagerada de clusterina suele asociarse a una mayor agresividad tumoral y a un peor pronóstico. Sin embargo, la naturaleza de esta asociación no ha sido aún definida. En una segunda parte de la tesis, nos preguntamos si la clusterina producida por tumores podría expresar, tal como lo hace la clusterina seminal, un patrón de glicosilación que le permitiese interactuar con DC-SIGN y, de este modo, modular la funcionalidad de las CDs promoviendo la tolerancia hacia antígenos tumorales. Para contestar esta pregunta, realizamos una serie de ensayos utilizando muestras de tumores de mama de tipo Luminal. Los principales hallazgos luego de realizar estos ensayos fueron los siguientes: a) Clusterina presente en los tumores mamarios presenta motivos fucosilados; b) es capaz de unirse a DC-SIGN; c) DC-SIGN es expresado por células mieloides intratumorales. Estos resultados sugieren que clusterina fucosilada podría actuar como un mecanismo de escape tumoral a la respuesta inmune.

Abstract:
Clusterin is a secreted glycoprotein of 80 kDa present in almost all tissues and body fluids. Our group previously showed that semen clusterin binds to DC-SIGN, a C-type lectin receptor present on dendritic cells (DCs), inhibiting the interaction of HIV. This activity was dependent on fucosylated Lewis X and Lewis Y type glycans that confer clusterin the ability to bind with high affinity to DC-SIGN. Interestingly, in contrast with seminal plasma clusterin, serum clusterin does not interact with DC-SIGN. Clusterin was the first extracellular chaperone described. Extracellular chaperones bind to stress-damaged proteins, preventing the formation and deposition of insoluble aggregates and promoting the clearance of extracellular stressed proteins by receptor-mediated endocytosis followed by lysosomal degradation. Failure of these mechanisms contributes to the development of the so-called protein deposition diseases. In this thesis, we showed that fucosylated clusterin from seminal plasma, as its serum counterpart, acts as an extracellular chaperone interacting with stressed proteins and preventing their aggregation. We proved that fucosylated clusterin targets stressed proteins to DC-SIGN present on DCs, promoting their endocytosis and degradation. This process could modulate DC function favoring the presentation of stressed protein derived peptides to T lymphocytes. We demonstrated that fucosylated clusterin binding to DCSIGN on DCs promotes the expansion of CD4+FOXP3+CD25+ T-cells. These findings suggest that fucosylated clusterin present in semen could promote tolerance to paternal antigens favoring fetomaternal tolerance. Several works have shown that clusterin production is increased in malignant tumors. Moreover, the over-expression of clusterin is associated with more aggressive tumors and bad prognosis. Nevertheless, the nature of this association has not been defined. In the second part of this thesis, we analyzed the properties of clusterin expressed on Luminal breast cancer samples. The main results were the following: a) clusterin produced by breast tumors bears fucosylated motifs; b) it is able to bind to DCSIGN; c) DC-SIGN is expressed by intra-tumoral macrophages. We propose that fucosylated clusterin could be a novel mechanism of tumor escape from the immune response.

Inda, María Carolina. "Caracterización de distintas fuentes de cAMP en la señalización del GPCR CRHR1" (2017-03-15). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
Los receptores acoplados a proteína G (GPCRs) son los mediadores de las respuestas celulares a una gran cantidad de estímulos, así como también el blanco de muchas drogas terapéuticas. El rol clásico de los GPCRs es acoplar la unión de ligandos a la activación de proteínas G heterotriméricas, que a su vez regulan a múltiples proteínas efectoras. Recientemente se ha demostrado que los modos de señalización de los GPCR son mucho más complejos, involucrando también mecanismos independientes de proteínas G y señalización dependiente de la internalización del receptor. La hormona liberadora de corticotropina (CRH) ejerce un rol clave en la respuesta integrada al estrés. Además de regular la activación del eje hipotálamo-pituitario-adrenal (HPA), CRH está ampliamente distribuida en el sistema nervioso central, donde funciona como un neuromodulador, integrando aspectos comportamentales y afectivos de la respuesta a estrés. Se ha demostrado que la desregulación de la acción de CRH a través de su receptor de alta afinidad, CRHR1, se encuentra involucrada en el desarrollo de estadios patológicos asociados al estrés como ansiedad y depresión. CRHR1 es un GPCR de clase B, que al activarse principalmente se acopla a proteína Gs y lleva a un aumento del segundo mensajero AMP cíclico (cAMP) y la activación de múltiples vías de señalización. Es de particular interés la fosforilación de la MAPK ERK1/2, que induce la transcripción de Pomc para activar el eje HPA en corticotrofos, y se dispara en estructuras del cerebro asociadas a aspectos comportamentales de la respuesta a estrés frente a la estimulación con CRH. Habíamos descripto previamente que CRHR1 activa mecanismos de señalización dependientes de proteína G y otros dependientes de la endocitosis del receptor. Estos dos componentes de respuesta pueden evidenciarse como dos fases diferentes de activación de ERK1/2 en la línea celular hipocampal murina HT22 transfectada establemente con CRHR1 (HT22-CRHR1). En este trabajo, nos focalizamos en la respuesta de cAMP mediada por CRHR1, utilizando métodos clásicos de biología molecular en combinación con biosensores basados en la transferencia de energía resonante de Förster (FRET) para estudiar por visualización dinámica de célula única los mecanismos de señalización de CRH. En primer lugar demostramos que al estimular CRHR1, el aumento en los niveles de cAMP no sólo está mediado por las adenilil ciclasas transmembrana (tmACs) sino también por una adenilil ciclasa soluble (sAC) en las células HT22-CRHR1. sAC es una fuente atípica de cAMP ya que es insensible a proteína G y es regulada por calcio y bicarbonato. Además, se ha reportado que sAC está presente en distintas localizaciones subcelulares, formando microdominios de señalización. La respuesta de cAMP a CRH también se encontró mediada tanto por tmAC como por sAC en la línea celular derivada de corticotrofos AtT20, pero no así en las células 3T3L1-CRHR1. Sin embargo, observamos que tanto en células HT22-CRHR1 como en AtT20, sAC no participa en la señalización de otros ligandos de GPCRs, como isoproterenol o PACAP38, respectivamente. Estos resultados indican que el rol de sAC en la transducción de señales de un GPCR depende del contexto celular y del receptor involucrado. La estimulación con CRH genera un aumento en los niveles de calcio intracelular, y al bloquear la respuesta de calcio se observó un patrón de cAMP y ERK1/2 en respuesta a CRH similar al que se obtiene al bloquear sAC. Esto sugiere que calcio es el activador de sAC río abajo de CRHR1. Luego, nos propusimos caracterizar si ambas fuentes de cAMP contribuyen a un pool común de cAMP o si pueden identificarse roles particulares para cada adenilil ciclasa en la respuesta. Observamos que tanto tmACs como sAC participan en la fase aguda de activación de ERK1/2, pero que en la fase sostenida de fosfo-ERK1/2, dependiente de la internalización de CRHR1, sólo sAC está involucrada. Más aún, demostramos que el CRHR1 continúa generando cAMP desde estaciones endocíticas, y que es sAC la responsable de esta producción una vez internalizado CRHR1. En conclusión, a través de la caracterización de los mecanismos moleculares activados por CRHR1, se hallaron nuevas evidencias que refuerzan el modelo emergente de señalización por GPCR en el que la respuesta de cAMP no ocurre exclusivamente a nivel de la membrana plasmática y donde sAC representa una fuente alternativa de cAMP regulada por GPCRs.

Abstract:
G protein–coupled receptors (GPCRs) are the mediators of cellular responses to a wide variety of stimuli, as well as the target of many therapeutic drugs. The classical role of GPCRs is to couple the binding of ligands to the activation of specific heterotrimeric G proteins, leading to the regulation of downstream effector proteins. Recently, it has been demonstrated that GPCR signaling is much more complex, including G protein–independent mechanisms and receptor internalization dependent signaling. Corticotropin-releasing hormone (CRH) plays a critical role in the integrated stress response. Besides being the driver of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis, CRH is widely distributed in the central nervous system, where it functions as a neuromodulator, integrating affective and behavioral aspects of the stress response. It has been demonstrated that the dysregulation of CRH action through its high-affinity type 1 receptor (CRHR1) is crucial in the pathogenesis of stress-related affective disorders. CRHR1 is a class B GPCR that, upon ligand activation, signals mainly by Gs coupling, leading to the increase of the second messenger cyclic AMP (cAMP) and the activation of multiple signaling cascades. Of particular interest is the phosphorylation of the MAPK ERK1/2, which is involved in the induction of Pomc transcription to activate the HPA axis in pituitary corticotrophs, and that is activated in specific brain structures related to behavioral aspects of the stress response upon CRH stimulation. We have previously described that CRHR1 activates G protein-dependent and receptor endocytosis-dependent mechanisms. These two components of the response can be evidenced as two distinct phases of ERK1/2 activation in the mouse hippocampal cell HT22 stably transfected with CRHR1 (HT22-CRHR1). In this work, we focused on the cAMP response of CRHR1, using classical cell biology tools in combination with Förster resonance energy transfer (FRET)–based biosensors, to study CRH signaling mechanisms at the single cell level by live imaging. First, we demonstrated that upon CRHR1 stimulation, cAMP level increase is not only mediated by transmembrane adenylyl cyclases (tmACs), but also by a soluble adenylyl cyclase (sAC) in HT22-CRHR1 cells. sAC is an atypical cAMP source, insensitive to G protein but regulated by bicarbonate and calcium. In addition, it has been reported that sAC is localized in different intracellular locations, generating particular signaling microdomains. cAMP response to CRH was also found mediated by both tmACs and sAC in the corticotroph-derived cell line AtT20, but sAC was not involved in the response in 3T3L1-CRHR1 cells. However, we determined that in HT22-CRHR1 cells as well as AtT20 cells, sAC does not participate in the signaling pathway of other GPCR ligands such as isoproterenol or PACAP38, respectively. These results indicate that the role of sAC in the signal transduction of a GPCR depends on the cellular context and the receptor involved. CRH stimulation leads to a rise in intracellular calcium levels, and when the calcium response is blocked the cAMP and ERK1/2 pattern in response to CRH is similar to the one observed when sAC is blocked. This suggests that calcium is the activator of sAC downstream CRHR1. Then, we aimed to characterize if both cAMP sources contribute to a common cAMP pool or if particular roles for each type of adenylyl cyclase may be identified in the response. We observed that both tmACs and sAC participate in the acute activation of ERK1/2, but in the sustained phospho-ERK1/2 phase only sAC is involved. Moreover, we demonstrated that CRHR1 continues to generate cAMP from endocytic stations, and that sAC is the enzyme responsible for this production once CRHR1 is internalized. In conclusion, by characterizing the molecular mechanisms activated by CRHR1, we found new evidences that strengthen the emerging model of GPCR signaling in which the cAMP response does not occur exclusively at the plasma membrane and introducing the notion of sAC as an alternative source of cAMP.

Willemyns, Cintia Teresita. "Estudios sobre el espectro de los nucleones excitados usando la expansión en 1/Nc de la cromodinámica cuántica" (2017-03-14). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
En el presente trabajo se investigan los estados excitados de bariones no extraños en el marco de la expansión en la inversa del número de colores (Nc) de la Cromodinámica Cuántica (QCD). En particular, se busca obtener una mejor comprensión teórica de la fenomenología de los bariones excitados de manera independiente de modelos particulares y también conectar el análisis que se obtiene en términos de operadores efectivos en la expansión 1/Nc con una imagen dinámica que explique los valores de los coeficientes de la expansión. También se trabaja en la dirección de extender el análisis que usa la expansión en 1/Nc al caso en el que tenemos mezcla de configuraciones de spin-sabor. Para alcanzar estos objetivos se estudia el espectro de masas de los bariones excitados de paridad negativa realizando la conexión (matching) entre una extensa clase de modelos de quarks no relativistas, con interacciones efectivas entre quarks tanto dependientes como independientes del sabor, y la base de operadores de spin-sabor que se utiliza habitualmente en la expansión 1/Nc. Los resultados obtenidos son expresiones analíticas para los coeficientes libres que acompañan a cada uno de los operadores que aparecen a un cierto orden en potencias de 1/Nc. Estos coeficientes se expresan en función de integrales radiales que dependen de la forma y la magnitud relativa de las interacciones tensorial, spin-spin y spin-órbita del modelo y que se dejan sin especificar para mantener la generalidad de las expresiones. A partir de este matching se obtienen relaciones nuevas entre las masas bariónicas y los ángulos de mezcla. Estas relaciones son independientes de los parámetros y permiten discriminar entre distintas estructuras de spin-sabor de las interacciones quark-quark. Se analiza cómo esta parametrización general de las matrices de masa depende de los ángulos de mezcla y qué restricciones se imponen al considerar las suposiciones recién mencionadas sobre la interacción efectiva entre quarks. Los resultados hallados indican que, dentro de las incertezas experimentales, los valores para los ángulos de mezcla determinados por un reciente ajuste global a las masas y a los decaimientos no excluyen ninguna de las dos posibilidades más extremas para la dependencia o independencia del sabor de la interacción entre quarks originada por el intercambio de un mesón o gluón respectivamente. Por otro lado, se realiza un análisis del espectro de masas de los bariones excitados de paridad positiva utilizando la base de operadores de spin-sabor de la expansión 1/Nc. Se analiza por primera vez el espectro incluyendo la mezcla de configuraciones. En el límite de Nc grande los bariones excitados sin extrañeza se agrupan en representaciones irreducibles de la simetría contraída SU(4)c. Por medio del cálculo explícito del espectro de masas encontramos que esta estructura se conserva. El estudio de los autoestados demuestra que las mezclas son más sencillas de lo que se esperaría en un modelo de quarks y está de acuerdo con la simetría que se espera el límite del número de colores grande.

Abstract:
In this thesis we study the non-strange excited baryons in the 1/Nc expansion of Quantum Chromodynamics, with Nc the number of colors. In particular, we seek to obtain a better theoretical understanding of baryon phenomenology, less dependent on the particular details of models, and to connect the analysis obtained in terms of effective operators in the 1/Nc expansion with a dynamical picture that can help to understand the numerical values of the coeficients in the 1/Nc expansion. We also aim to extend the 1/Nc analysis by considering configuration mixing in the spin- flavor space. For this purpose, we study the mass spectrum of excited baryons with negative parity by matching a large class of non-relativistic quark models, with both flavor dependent and flavor independent effective quark-quark interactions, to the usual spin-flavor operator basis of the 1/Nc expansion. We obtain analytic expressions for the coeficients of each operator that appears in the expansion at a given order in 1/Nc. The coeficients of the 1/Nc operators can be expressed in terms of radial integrals that depend on the shape and relative strength of the spin-spin, spin-orbit and tensor interactions of the model, which are left unspecified. From this matching, we obtain several new parameter-free relations between the masses and the mixing angles that can discriminate between different spin-flavor structures of the effective quark-quark interaction. We analyze how a general parametrization of the mass matrix depends on the mixing angles and is constrained by the assumptions on the effective quark-quark interaction mentioned above. We find that, within the present experimental uncertainties, consistency with the best values of the mixing angles as determined by a recent global fit to masses and decays does not exclude either of the two most extreme possibilities of flavor dependent (independent) quark-quark interactions, as generated by meson (gluon) exchange interactions. We also perform an analysis of the mass spectrum of excited baryons with positive parity using the spin-flavor operator basis of the 1/Nc expansion. We analize the spectrum considering configuration mixing for the first time. In the large Nc limit, non-strange excited baryons are members of irreducible representations of a contracted SU(4)c symmetry. By calculating the mass spectrum explicitly, we find that this structure is still conserved when configuration mixing is taken into account. The analysis of the eigenstates shows that the mixings are simpler than what is expected from quark models and they satisfy the structure predicted in the large Nc limit.

Salles, Angeles. "Dinámica, localización y activación de NF-kappa B durante la consolidación de la memoria en ratón" (2017-03-13). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
NF-kappa B es un factor de transcripción cuya activación es necesaria para la consolidación de la memoria a largo plazo en varias especies. Este factor de transcripción se activa y se transloca al núcleo de las células en una ventana temporal específica durante la consolidación. NF-kappa B tiene una amplia distribución en el sistema nervioso, con una fuerte presencia en dendritas y terminales sinápticas. Esta tesis se centra en la activación, localización y dinámica de NF-kappa B en tareas de aprendizaje que se adquieren con un solo ensayo, la evitación inhibitoria (IA) y una tarea adquirida en el mismo contexto pero de signo opuesto. Los ratones son entrenados de dos modos diferentes; ya sea recibiendo o no un estímulo eléctrico al entrar en un compartimiento oscuro (aversivo con choque eléctrico vs. apetitivo sin choque). Cuarenta y ocho horas después el desempeño de los animales es evaluado. Durante la sesión de evaluación, las latencias de entrada al compartimiento oscuro (independientemente del tipo de entrenamiento) fueron significativamente diferentes al día de entrenamiento y a las latencias de un grupo control que en el día del entrenamiento recibe un choque no relacionado con el contexto. Además, la actividad nuclear de NF-kappa B se vió aumentada durante la consolidación de ambas tareas comparando con animales control y naïve. La inhibición de NF-kappa B con sulfasalazina inyectada en el hipocampo, amígdala o el núcleo accumbens inmediatamente luego del entrenamiento produjo un deterioro en la retención de la memoria en ambas versiones de la tarea. Los resultados sugieren que en ratón, NF-kappa B es un paso molecular crítico en diferentes áreas del cerebro para la consolidación de la memoria de largo término en una tarea de evitación inhibitoria y en una versión “apetitiva” de la misma. La activación de este factor de transcripción en el núcleo de las células del hipocampo ha sido descrita a exhaustivamente. La presencia del factor de transcripción en la sinapsis nos llevó a investigar un posible rol local en la sinapsis, activación y dinámica en este sitio. En este trabajo se describen los cambios en la localización sináptica de NF-kappa B y de su actividad, durante la consolidación de la memoria a largo plazo, tanto de la tarea aversiva como apetitiva asociada al IA. La comparación de la actividad sinaptosomal y nuclear de NF-kappa B indican diferentes dinámicas para ambas localizaciones. Además, se identifican dos fracciones de NF-kappa B sinaptosomal, una que se obtiene soluble en el contenido sinaptosomal (fracción libre) y la otra se encuentra fuertemente unida a las membranas sinaptosomales. Durante las primeras etapas de la consolidación la fracción libre se activa, la fracción asociada a membrana aumenta mientras que la cantidad de la fracción libre disminuye. Estos resultados sugieren que la activación sináptica de NF-kappa B y su translocación a membranas son parte de la consolidación de la memoria a largo plazo en ratones. Existen evidencias que demuestran que NF-kappa B se activa a través de la actividad del receptor de NMDA. Tomando en cuenta este dato se apuntó a disociar la señal eléctrica que llega al núcleo de la señal de transducción molecular local en la sinapsis para estudiar la función sináptica local del NF-kappa B. Para abordar este objetivo se trabajó con péptidos que impiden la interacción de PSD-95 (proteína de andamiaje postsináptico) con el receptor de NMDA. En este trabajo se muestra que la inyección intra-hipocampo de este péptido interfiere de forma reversible con la consolidación de la memoria de Evitación Inhibitoria (IA). Los resultados presentados en esta tesis aportan datos cruciales para entender la función sináptica local del NF-kappa B durante la consolidación de la memoria, tanto para las tareas de aprendizaje aversivas como apetitivas.

Abstract:
NF-kappa B is a transcription factor whose activation has been shown to be necessary for long-term memory consolidation in several species. This transcription factor is activated and translocates to the nucleus of cells in a specific temporal window during consolidation. NF-kappa B has a wide distribution in the nervous system, with a well-reported presence in dendrites and synaptic terminals. This thesis focuses on the activation, localization and dynamics of NF-kappa B in a one trial learning task associated to the inhibitory avoidance (IA) setting. Mice were trained either receiving or not a footshock when entering a dark compartment (aversive vs “appetitive” learning). Forty eight hours after training, latencies to step-through regardless of its training condition were significantly different from training day and from testing latencies of a control group that only receives a shock unrelated to context. Moreover, nuclear NF-kappa B DNA-binding activity was augmented in the aversive and the appetitive tasks when compared with control and naïve animals. NF-kappa B inhibition by Sulfasalazine injected either in the Hippocampus, Amygdala or Nucleus Accumbens immediately after training was able to impair retention in both training versions. The results suggest that NF-kappa B is a critical molecular step, in different brain areas on memory consolidation. The activation of NF-kappa B in the nucleus has been thoroughly described of hippocampal cells but the presence of the transcription factor at the synapse led us to investigate a possible local role, activation and dynamics at this site. Here I report changes in synaptosomal NF-kappa B synaptic localization and activity, during long-term memory consolidation of both the aversive and appetitive learning tasks associated to the IA. Activity comparison of synaptosomal and nuclear NF-kappa B, indicate different dynamics for both localizations. In this work two pools of synaptosomal NF-kappa B are identified, one obtained with the synaptoplasm (free fraction) and the second bound to the synaptosomal membranes. During the early steps of consolidation the first pool is activated, as the membrane associated transcription factor fraction increases and concomitantly the free fraction decreases. These results suggest that the activation of synaptic NF-kappa B and its translocation to membranes are part of the consolidation of long-term memory in mice. It has been reported that NF-kappa B is activated through NMDA receptor activity. Taking this data into account, I aimed to dissociate the electrical signal that reaches the nucleus of the local molecular transduction signal at the synapse, to study the local synaptic function of NF-kappa B. To address this I worked with peptides that impede the interaction of PSD-95 (postsynaptic scaffold protein) with the NMDA receptor. This work shows that the intra-hippocampus injection of this peptide reversibly interferes with the consolidation of memory in the aversive version of task IA. The results presented in this thesis lay valuable groundwork for future investigation of the local synaptic role of NF-kappa B during memory consolidation, both for aversive and appetitive learning tasks.

Radusky, Leandro Gabriel. "Herramientas bioinformáticas para el análisis estructural de proteínas a escala genómica" (2017-03-10). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
El desarrollo de herramientas computacionales para el cálculo y análisis de datos se encuentra actualmente en constante expansión en diferentes campos de la ciencia, particularmente en el campo de las ciencias de la vida, donde la cantidad de datos disponibles, generados por nuevas técnicas experimentales convierte en fundamental la implementación de técnicas computacionales para el análisis y manejo de datos y su transformación en conocimiento. En este sentido, focalizándose en el campo de la bioinformática estructural de proteínas y la quimioinformática, nos hemos concentrado en la generación de herramientas y aplicación de las mismas en problemas relacionados con la salud humana. El presente trabajo de tesis tiene como primer objetivo proponer nuevos procedimientos para el descubrimiento de blancos proteicos relevantes en organismos bacterianos, usando como caso de estudio Mycobacterium tuberculosis . El segundo objetivo de esta tesis es el de, seleccionado el blanco proteico dentro de un genoma de interés, estudiar cuáles son las características que debiera cumplir una molécula para tener buenas probabilidades unirse a dicho blanco y a partir de la misma proponer posibles ligandos derivados de bases de datos de compuestos. El tercer objetivo de esta tesis es poder comprender y predecir cuáles serán los efectos en la función de una proteína determinada (potencialmente cualquiera que sea de interés del usuario) de mutaciones no sinónimas que se produzcan en su secuencia. Los tres objetivos han sido abordados desde un punto de vista computacional y todos los métodos desarrollados pueden considerarse herramientas i nsilico. Más allá de su aplicación en organismos o proteínas puntuales como casos de estudio, todos los desarrollos pueden ser extendidos y reutilizados de manera directa y automática sobre otros organismos o proteínas. Los resultados obtenidos han sido validados contra la literatura existente, permitiendo reproducir resultados experimentales y/o manualmente curados de una manera automática, lo que supone una reducción de tiempo y recursos en los procesos en los que estas herramientas están involucradas.

Abstract:
The development of computational tool for data calculation and analysis is actually in constant expansion through the different fields of science, particularly in the field of the life sciences, where the amount of available data produced by novel experimental techniques makes indispensable the implementation of computational techniques to handle and analyze the data and its transformation into knowledge. In this sense, focusing in the field of the protein's structural bioinformatics and the cheminformatics, we concentrated our efforts in building tools and apply them in problems related to human health. The present thesis work has as first objective to propose novel procedures to discover relevant protein targets in bacterial organisms, using as case of study Mycobacterium tuberculosis . The second objective of this thesis is to, once selected the protein target within a genome, to study which are the properties that a molecule has to fulfill to have good chances of binding to this target, and based in it to propose possible ligands derived from a compound database. The third propound objective is to comprehend and predict which will be the effects in the protein function (potentially any protein of user interest) of nonsynonymous mutations produced in their sequence. All the three objectives has been addressed from a computational point of view and all the developed methods can be considered in-silico tools. Besides of its application in punctual organisms or protein targets as cases of study, all this developments can be extended and reused in a direct manner over other organisms/proteins. The obtained results has been validated against the existent literature, allowing to reproduce experimental and/or manually curated results in an automatic way, which supposes a saving of time and resources in the processes where this tools are involved.

Zufiaurre, Emmanuel. "Aves granívoras en agroecosistemas templados: su relación con el uso de lotes agrícolas y ganaderos y las características del entorno" (2017-03-09). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
Se analizó la relación entre la abundancia de aves granívoras con el uso de la tierra en los lotes y las características de su entorno en agroecosistemas de la Región Pampeana incluida en la provincia de Buenos Aires (Argentina), durante aquellos períodos del año en que los lotes agrícolas se encuentran en rastrojo. Se realizaron dos muestreos en primavera-verano y dos en otoño, totalizando 196 lotes agrícolas y 196 ganaderos, provenientes de 25 sitios diferentes distribuidos en el área de estudio (225000km2). En cada lote se estableció una transecta de 700x100m para registrar las aves, acumulando un total de 5880min (98h) de observación. La caracterización del ensamble de aves terrestres permitió detectar que el ensamble usa diferencialmente los lotes, con una mayor riqueza específica en lotes bajo uso ganadero, aportada fundamentalmente por las aves insectívoras. Las granívoras no mostraron un uso diferencial de los lotes a nivel gremial, aunque algunas especies de este gremio trófico registraron un marcado uso diferencial por los rastrojos, como en el caso de Zenaida auriculata, que en otoño representó por sí sola el 27% del ensamble y mostró en este período una abundancia en los rastrojos 236% mayor que en los lotes bajo uso ganadero. Los análisis llevados a cabo mediante modelos lineales generalizados mixtos permitieron detectar que la relación entre la abundancia de las especies de aves granívoras y las características del lote se pueden agrupar en un patrón general en el cual, en primavera-verano las respuestas de las aves estuvieron asociadas con sus respectivos requerimientos de nidificación, mientras que en otoño las respuestas de las aves se asocian mayormente con sus requerimientos de alimentación y refugio. Finalmente, se detectó que la identidad de los rastrojos (y no tan sólo el uso agrícola al cual se afecta el suelo) influye sobre la riqueza y abundancia de aves granívoras que pueden encontrarse en un determinado lote. En efecto, las curvas de rarefacción de acumulación de especies granívoras en rastrojos de girasol fue superior a los de soja. Al mismo tiempo, la abundancia de algunas granívoras no paseriformes estuvo relacionada tanto con la identidad del rastrojo como en su interacción con la biomasa de semillas en ellos. Por lo general, este tipo de relaciones fue más evidente en otoño (rastrojos de cultivos de cosecha gruesa: soja, maíz, girasol) que en primavera- verano(rastrojos de cultivos de cosecha fina: trigo, cebada). Este conjunto de hallazgos permite extraer a modo de conclusiones que 1) los lotes bajo uso ganadero retienen una mayor fracción de la riqueza del ensamble de aves terrestres en comparación con los lotes en rastrojo, aunque algunas especies particulares como Z. auriculata resultan marcadamente más abundantes en éste último tipo de lotes, 2) que los patrones de uso de los lotes por las especies de aves granívoras cambian estacionalmente según sus requerimientos específicos en cada período y según los cambios estacionales en la oferta de recursos y 3) que la identidad del cultivo que se encuentra en estado de rastrojo y la biomasa de semillas caídas resultan claves para sostener la abundancia de poblaciones de aves granívoras, particularmente de algunas especies no paseriformes que son consideradas potencialmente perjudiciales para la agricultura (Myiopsitta monachus, Z. auriculata, Patagioenas picazuro y P. maculosa). Esta última situación contribuye a mantener poblaciones de estas especies en períodos en que los cultivos se encuentran en rastrojo, pero que luego pueden afectar a los cultivos cuando éstos se encuentran en estadíos vulnerables al daño por dichas especies.

Abstract:
The relationship between the abundance of granivorous birds with land-use in a certain plot and the characteristics of surroundings field was analyzed in agroecosystems of the Pampean Region, included in Buenos Aires province (Argentina), during those periods of the year when crop fields remain as stubbles. Two samplings in spring-summer and another two in autumn were carried out, totaling 196 crop fields and 196 livestock paddocks from 25 different sites distributed in the study area (225000km2). At each plot, a transect of 700x100m was established in order to record bird species, accumulating a total of 5880min (98h) of observation. The characterization of the landbird assemblage allowed to detect that the assemblage uses fields differentially according to its land use, with a higher bird richness in livestock paddocks, mainly provided by insectivorous birds. Granivorous birds did not show a differential use of fields at guild level, even though some species of this trophic guild registered a marked differential use for stubbles, such as Zenaida auriculata, which in autumn represented 27% of the assemblage and showed in this period an abundance in stubbles 236% higher than in livestock paddocks. The analyses carried out using generalized linear mixed models detected that the relationship between the abundance of granivorous bird species and the field characteristics can be grouped in a general pattern in which, in spring-summer bird responses were associated with their nesting requirements, whereas in autumn bird responses were mainly associated with their food and refuge requirements. Finally, it was detected that the identity of a particular stubble (and not only cropland use) influences the richness and abundance of granivorous birds that can be found in a particular field. In fact, the species accumulation curve of granivorous species in sunflower stubbles was higher than in soybeans stubbles. Moreover, the abundance of some non-passerine granivorous birds was related with both to the stubble identity and to its interaction with the spilled seed biomass in them. In general, these relationships were more evident in autumn (stubbles of soybean, corn, sunflower) than in spring-summer (stubbles of wheat, barley). These results allow us to conclude that 1) livestock paddocks support greater bird richness than stubble fields, although particular species such as Z. auriculata are markedly more abundant in stubble fields, 2) patterns of field use by granivorous bird species change seasonally according to their specific requirements and to seasonal changes in the supply of resources as well, and 3) the identity of the crop stubble and the biomass of spilled seeds are key to sustaining the abundance of granivorous bird populations, particularly for some non-passerine granivorous birds species that are considered to be potentially harmful to crops (Myiopsitta monachus, Z. auriculata, Patagioenas picazuro and P. maculosa). The maintenance of abundances of these species during periods in which crops remain as stubbles could contribute then to infringe crop damage at further stages of the crop.

Cynowiec, Esteban. "Análisis epistemológico de la construcción y utilización de modelos animales para el estudio de alteraciones psiquíatricas humanas" (2017-03-09). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
Los modelos animales son una herramienta fundamental dentro de las ciencias biomédicas en general y para las neurociencias en particular. Sin embargo su utilización para el estudio de alteraciones psiquiátricas humanas genera cierta controversia dentro de la misma comunidad científica. Con el objetivo de comprender e intentar caracterizar esta problemática, en el presente trabajo analizamos y discutimos epistemológicamente desde la Filosofía de las Neurociencias los problemas, límites y desafíos de la utilización de animales de laboratorio como modelos para el estudio de alteraciones psiquiátricas humanas. Para realizar esto desarrollamos una estructura de análisis que nos permitiera estudiar el proceso de modelización animal de estas psicopatologías a partir de las relaciones y supuestos metodológicos, epistemológicos y semánticos que sostienen cada paso de la modelización. Finalmente, para poner a prueba la utilidad epistémica de nuestra herramienta la aplicamos al análisis de cada paso de la modelización animal de la esquizofrenia en particular y, en general, a otras cuatro de las psicopatologías más prevalentes en la población. De este análisis concluimos que, tanto la clínica como la investigación neurocientífica, no conceptualizan de igual forma a las alteraciones psiquiátricas, y por tanto los modelos animales para su estudio no representan las características fundamentales y definitorias de ellas. Esto lleva a que las conclusiones y conocimientos que se extraen de dichos modelos resulten cuestionables epistemológicamente y planteen dudas sobre su utilidad clínica. En función de esto proponemos que debería hacerse una revisión de la metodología de modelización de las alteraciones psiquiátricas poniendo el foco aquella fenomenología definitoria de cada una de las psicopatologías estudiada teniendo en cuenta los avances en el conocimiento con los que hoy cuentan las neurociencias.

Abstract:
Animal models are a fundamental tool within the biomedical sciences in general and in neurosciences in particular. However, its use for the study of human psychiatric disorders generates some controversy within the same scientific community. In order to understand and try to characterize this problem, in this paper we analyze and discuss epistemologically the problems, limits and challenges of the use of laboratory animals as models for the study of human psychiatric disorders from the philosophy of neuroscience. To do this we developed a structure of analysis that allowed us to study the process of animal modeling of these psychopathologies from the relationships and methodological, epistemological and semantic assumptions that support each step of modeling. Finally, to test the epistemic utility of our tool we apply it to the analysis of each step of the animal modeling of schizophrenia in particular and, in general, to four other of the most prevalent psychopathologies in the population. From this analysis we conclude that both clinical and neuroscientific research do not conceptualize psychiatric disorders in the same way, and therefore the animal models for their study do not represent the fundamental and defining characteristics of them, and this leads to the conclusions and knowledge extracted from these models are questionable epistemologically and raise doubts about their clinical utility. Based on this, we propose that a review of the modeling methodology of psychiatric disorders should be done, placing the focus of the same on the defining phenomenology of each of the psychopathologies studied, taking into account the knowledge advances with which neurosciences nowadays.

Pire, Taihú Aguará Nahuel. "Localización y mapeo simultáneos mediante el uso de un sistema de visión estéreo" (2017-03-02). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
Para que un robot móvil pueda navegar o realizar tareas de manera autónoma, este debe conocer su pose (posición y orientación) y contar con una representación del entorno (mapa) en el que se encuentra. En entornos donde no se cuenta con un mapa previo y el robot no cuenta con información externa que le permita conocer su pose, debe realizar dichas tareas de manera simultánea. El problema de localizar a un robot y construir un mapa del entorno simultaneamente se denomina SLAM por las siglas en inglés de Simultaneous Localization and Mapping. En esta tesis se presenta un método basado en visión estéreo para abordar el problema de SLAM. El método, denominado S-PTAM por el acrónimo en inglés de Stereo Parallel Tracking and Mapping, fue desarrollado de manera tal que sea capaz de correr en tiempo real en ambientes de grandes dimensiones permitiendo estimar de forma precisa la pose del robot a medida que construye un mapa del ambiente en un sistema de coordenadas global. Para tener un desempeño óptimo, S-PTAM desacopla las tareas de localización y mapeo presentes en el problema de SLAM en dos hilos de ejecución independientes. Esto permite aprovechar el poder computacional de los procesadores de múltiples núcleos. Además de los módulos de localización y mapeo, se propone un módulo de detección y cierre de ciclos que permite reconocer lugares previamente visitados por el robot. Los ciclos detectados son utilizados para realizar una corrección tanto del mapa como de la trayectoria estimada, reduciendo efectivamente el error acumulado por el método hasta el momento. S-PTAM trabaja sobre las características visuales extraídas de las imágenes provistas por la cámara estéreo. Para determinar qué extractor de características es el más adecuado en términos de precisión, robustez y costo computacional se presenta una comparación de los detectores y descriptores binarios más relevantes de la literatura. Finalmente, se presentan experimentos con datasets públicos que permiten validar la precisión y la performance del método propuesto. Como resultado se obtuvo que S-PTAM es uno de los métodos de SLAM más precisos del estado del arte. S-PTAM fue publicado como software libre para facilitar su uso y comparación con otros métodos de SLAM.

Abstract:
In order to allow a mobile robot navigate and perform tasks autonomously, it must know its pose (position and orientation) and have a representation of the environment (map). In environments where the robot does not have a previous map and no external information is provided to know its pose, it is necessary to perform both tasks simultaneously. The problem of localizing a robot and building a map of the environment simultaneously is called SLAM; this stands for Simultaneous Localization and Mapping. In this thesis, a system based on stereo vision to address the problem of SLAM is presented. The method, called S-PTAM as an acronym for Stereo Parallel Tracking and Mapping, was developed. This method is intended to run in real-time for long trajectories, allowing to estimate the pose accurately as it builds a sparse map of the environment on a global coordinate system. For optimal performance, S-PTAM decouples localization and mapping tasks of the SLAM problem into two independent threads, allowing us to take advantage of multicore processors. Besides the localization and the mapping modules, a loop closure module that can recognize places previously visited by the robot is proposed. The detected loops are used to refine the map and the estimated trajectory, effectively reducing the accumulated error of the method so far. S-PTAMworks on the visual features extracted from the images provided by the stereo camera. To determine which feature extractor is the most suitable in terms of accuracy, a comparison in terms of robustness and computational cost of the most relevant detectors and binary descriptors in the literature is performed. Finally, experiments with public datasets for validating the accuracy and performance of the proposed method are presented. As a result S-PTAM is one of the most accurate SLAM methods of the state of the art. S-PTAM was released as free software to ease its use and to allow comparison with other SLAM methods.

Juiz, Natalia Anahí. "Factores genéticos del hospedero asociados a la enfermedad de Chagas: transmisión vertical y cardiopatía chagásica crónica" (2017-03-01). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
La enfermedad de Chagas es producto de una compleja interacción entre factores ambientales, del parásito Trypanosoma cruzi y del hospedero. En el marco de esta Tesis nos hemos enfocado en describir el rol que estos últimos juegan en dos escenarios de alto impacto en salud pública como son la transmisión congénita y la cardiopatía chagásica crónica. La transmisión congénita es parcialmente responsable de la urbanización del Chagas, que puede perpetuarse en sucesivas generaciones. Aún no han sido esclarecidos los mecanismos que la placenta ofrece en defensa contra la infección, así como tampoco por qué sólo una proporción de niños nacidos de madres infectadas adquieren Chagas congénito. Con el objetivo de describir la respuesta genética del microambiente placentario producido frente a la infección, hemos realizado un estudio de genómica funcional a través de un microarreglo en modelo murino C57BL/6J, comparando placentas de animales no infectados e infectados por dos cepas de T. cruzi: K98, no letal y miotrópica y VD, aislada de un caso humano de infección congénita. Nuestro análisis de redes biológicas sugiere que el microambiente placentario ejerce una fuerte respuesta inmune en detrimento del metabolismo celular modulada por la cepa parasitaria. Más aún, las diferencias encontradas entre ambas cepas podrían ser el resultado de un tropismo placentario observado en VD. Por otra parte, en el marco de esta Tesis se han evaluado polimorfismos de nucleótido simples (SNPs) en genes que codifican para enzimas de expresión placentaria como marcadores genéticos de susceptibilidad a esta transmisión. Para analizar dicha asociación hemos realizado un estudio del tipo caso-control comparando dos grupos de niños con y sin infección congénita nacidos de madres seropositivas. Para la genotipificación de las muestras de ADN humano, hemos diseñado técnicas de análisis de curvas de disociación de alta resolución para análisis de SNPs y de electroforesis capilar para análisis de microsatélites. Los resultados obtenidos del estudio de 11 sitios sugieren un papel importante en la infección congénita por parte de los polimorfismos en los genes de las proteínas MMP2 y ADAM12, implicadas en procesos de remodelación de la matriz extracelular y en la respuesta inmune. El último objetivo de este trabajo ha sido evaluar polimorfismos en los genes CCR2 y CCR5 como posibles marcadores genéticos de susceptibilidad a desarrollar la cardiopatía chagásica crónica en poblaciones originarias de Argentina. En particular, hemos encontrado que individuos de la etnia wichi, con menor prevalencia de problemas cardíacos, no presentan una de las mutaciones en CCR5, que es factor de riesgo en poblaciones no-wichi.

Abstract:
Chagas disease is caused by a complex interaction of environmental factors, Trypanosoma cruzi parasite and host. As part of this Thesis we have focused on describing the role that host factors play in two scenarios of high public health impact as congenital transmission and chronic Chagas cardiomyopathy. Congenital transmission is partially responsible for the urbanization of Chagas, which can remain in the following generations. Until now, it has not been elucidated the mechanisms that the placenta provides as defense against infection, nor why only a proportion of children born to infected mothers acquire congenital Chagas. In order to describe the genetic response of the placental environment produced during infection, we performed a study of functional genomics using a microarray approach in a C57BL/6J murine model, comparing placentas from uninfected and infected animals by two strains of T. cruzi: K98, a non-lethal myotropic strain and VD, isolated from a human case of congenital infection. The analysis of biological networks suggests that the placenta environment exerts a strong immune response to the detriment of cell metabolism modulated by the parasitic strain. Moreover, the differences between the two strains could be the result of a stronger placental tropism in the VD strain. Moreover, in the framework of this Thesis we have evaluated single nucleotide polymorphisms (SNPs) in genes coding for enzymes of placental expression as genetic markers of susceptibility to vertical transmission. To analyze the association we performed a case-control study comparing two groups of children with and without congenital infection born to seropositive mothers. In order to genotype human DNA samples, we have designed techniques of high resolution melting analyses for SNPs discrimination and capillary electrophoresis for analysis of microsatellites. The results of the 11 loci studied suggest an important role in congenital infection by human polymorphisms in genes coding for MMP2 and ADAM12 proteins, involved in extracellular matrix remodeling processes and in immune response. The last aim of this research was to evaluate polymorphisms in CCR2 and CCR5 genes as potential genetic markers of susceptibility to develop chronic Chagas cardiomyopathy in populations from Argentina. In particular, we have found that individuals belonging to the wichi ethnia, with lower prevalence of heart problems, do not exhibit one of the mutations in CCR5, a risk factor in non-wichi populations.

Genevois, Carolina Elizabeth. "Matrices vegetales y subproductos como base para la elaboración de alimentos e ingredientes funcionales" (2017-02-23). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
La calabaza (Cucurbita moschata Duchesne ex-Poiret) fue utilizada para formular un snack fortificado con hierro y Lactobacillus casei ATCC-393. Se determinó que el 55% del hierro resultó bioaccesible a nivel intestinal, y que su presencia y el almacenamiento afectaron tanto la viabilidad del probiótico, >10 7 UFC/g de calabaza durante 14 días a 8°C, como su tolerancia a la digestión gastrointestinal in vitro (DGI). El producto fortificado obtuvo buena aceptabilidad global y el agregado de hierro no fue percibido. Los subproductos del proceso anterior, pulpa y cáscara de calabaza, fueron satisfactoriamente utilizados como sustrato-soporte de Lactobacillus casei presentando un recuento viable >10 8 UFC/g. La supervivencia del probiótico luego de la estabilización y de la DGI fue >74% durante 28 días de almacenamiento a temperatura ambiente. En general, las propiedades físico-químicas y funcionales del polvo de calabaza (PC) no se vieron afectadas por la presencia del probiótico. El nuevo ingrediente a base de PC conteniendo L. casei fue testeado como suplemento dietario en dos bebidas comerciales. Se observó un incremento de la viscosidad y un porcentaje de supervivencia >78% del probiótico después de la DGI. Además, se redujo la velocidad de inactivación del probiótico a 63°C respecto del suplemento con células libres. Las bebidas con el PC conteniendo L. casei fueron bien calificadas en cuanto a aroma, textura y aceptabilidad global. Por otro lado, el PC conteniendo L. casei fue testeado como ingrediente alimentario incorporándolo a la formulación de un postre de origen no lácteo. Se obtuvo un postre con un recuento de probióticos de 10 9 UFC/mL, mostrando además un efecto potenciador del color, la firmeza y la capacidad de retención de agua, confirmando su potencial aplicación como ingrediente en la industria alimentaria. En conclusión, esta tesis presenta evidencia sobre la potencial utilización de tejido vegetal de calabaza, Cucurbita moschata Duchesne ex-Poiret, para la fortificación con hierro y L. casei ATCC-393, obteniendo un producto con buenas características nutricionales y organolépticas; y la utilización de los subproductos como sustrato y soporte del probiótico para la obtención de un nuevo ingrediente con mayor resistencia a factores de estrés tecnológicos y biológicos, buenas propiedades funcionales, y con alto contenido en fibra dietaria.

Abstract:
The pumpkin (Cucurbita moschata Duchesne ex Poiret) was used to formulate a ready to eat snack fortified with iron and Lactobacillus casei ATCC-393. It was determined that 55% of the iron was bioaccessible in the intestine, and that the iron presence and the storage time affected the viability of the probiotic, >10 7 CFU/g pumpkin for 14 days at 8 °C, and their tolerance to in vitro gastrointestinal digestion (GID). The fortified product presented a good overall acceptability and the addition of iron was not perceived. The byproducts obtained from the previous process, pumpkin pulp and peel were successfully used as substrate-support for the Lactobacillus casei, showing a viable count >10 8 CFU/g. The probiotic survival after the stabilization and the GID was >74% for 28 days of storage at room temperature. In general, the physicochemical and functional properties of pumpkin powder (PP) were not affected by the presence of the probiotic. The new ingredient based on PP containing L. casei was tested as a dietary supplement in two commercial beverages. The viscosity increased and the survival percentage of the probiotic was >78% after GID. Furthermore, the inactivation rate of the probiotic as a supplement was reduced at 63 °C respect to the free cells. The beverages supplemented with PP containing L. casei were well qualified in terms of flavor, texture and overall acceptability. On the other hand, the PP containing L. casei was tested as a food ingredient in the formulation of a non-dairy dessert. The dessert had a probiotic count of 10 9 CFU/mL, showing besides a potentiating effect of color, firmness and water retention capacity, confirming its potential application as an ingredient in the food industry. To conclude, this thesis presents evidence of the potential use of a vegetal tissue, Cucurbita moschata Duchesne ex-Poiret pumpkin, for the fortification with iron and L. casei ATCC-393, obtaining a final product with good nutritional and organoleptic characteristics; and the use of the byproducts as substrate and support of the probiotic to obtain a new ingredient with higher resistance to technological and biological stress factors, good functional properties, and rich in dietary fiber.

Callicó Fortunato, Roberta Glenda. "Aplicación de los otolitos en el estudio de la interconectividad de stocks pesqueros de mugílidos de zonas costeras de la provincia de Buenos Aires, Argentina y de la costa valenciana, España" (2017-02-20). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
El objetivo de esta tesis fue determinar los stocks de mugílidos presentes en la costa Atlántica sudoccidental (25◦30’S - 40◦32’S) y en la costa Mediterránea de la Comunidad Valenciana (38◦08’N - 40◦38’N) y su interconectividad, utilizando la morfología, morfometría y composición química de los otolitos sagittae (cuerpos policristalinos compuestos por carbonato de calcio alojados en el oído interno del pez). Se analizó la morfología del sagitta de 9 especies de mugílidos, lo que permitió diferenciarlos y generar una clave de identiﬁcación especiﬁca. Asimismo, se propusieron patrones morfológicos del otolito a nivel de familia y géneros. Dado que los otolitos varían a lo largo del desa- rrollo de los peces, se identiﬁcaron patrones ontogene´ticos en relación al crecimiento del pez para Mugil liza, Mugil cephalus y Liza ramada, pudiendo describirse las relaciones biométricas (longitud estándar vs largo-ancho del otolito). En relación a la identiﬁcación de stocks pesqueros, mediante el uso de índices morfométricos (circularidad, rectangularidad, aspecto de radio, porcentaje del oto- lito ocupado por el sulcus, elipticidad y factor de forma) y la microquímica del otolito (relaciones Sr/Ca y Ba/Ca) se identiﬁcaron diferentes patrones de comportamiento y de uso de hábitats de M. liza y M. cephalus. Para M. cephalus fue posible identiﬁcar cuatro patrones comportamentales con uso diferencial de ambientes marinos, estuarinos y de agua dulce, mientras que para M. liza se identiﬁcaron solo tres. M. cephalus presentó al menos dos stocks pesqueros en la costa Mediterránea Valenciana, mientras que M. liza no presentó diferencias en la microquímica que permita reconocer más de un stock en costa del Océano Atlántico sudoccidental. En este contexto, los otolitos resulta- ron ser una herramienta complementaria importante para el estudio de la biología y ecología de los mugílidos, para el reconocimiento de sus desplazamientos, uso de hábitat e identiﬁcación de stocks pesqueros; permitiendo así contar con elementos para realizar un manejo apropiado de las especies y las áreas que utilizan.

Abstract:
The aim of this thesis was to identify mugilid stocks in the Southwestern Atlantic coast (25°30'S - 40°32'S) and in the Mediterranean coast of the Valencia Community (38°08'N - 40°38'N), and their connectivity using the morphology, morphometry and chemical composition of sagittae otoliths (complex carbonate structures located in the inner ear of the fish). Morphology of sagittal for 9 Mugilidae species was analyzed; thus, being able to differentiate them and generating an identifi- cation key for the species. Moreover, morphological patterns for family and genera were proposed. Given that otoliths vary along fish growth, ontogenetic patterns were identified for Mugil liza, Mugil cephalus and Liza ramada, describing, also, their biometric relations (standard fish length vs length-width of the otolith). In regard to the identification of fish stocks, by means of morphometrical indices (circularity, rectangularity, aspect ratio, percentage occupied by the sulcus, ellipticity and form factor) and otolith microchemistry (Sr/Ca and Ba/Ca ratios), different behavioral patterns related to habitat use of Mugil liza and Mugil cephalus we identified. For M. cephalus four behavioral patterns could be identified with differential use of marine, estuarine and freshwater environments; while for M. liza only three could be recognized. M. cephalus showed at least two fish stocks in the Valencian Mediterranean coast, whereas M. liza did not show michochemical differences that allowed recognizing more than one fish stock in the Southwestern Atlantic coast. In this context, otoliths turned out to be an important complementary tool to study the biology and ecology of mugilids, recognizing movements, habitat use and stock identification; allowing to generate proper management strategies for the species and the preferred used areas.

Holgado, María Pía. "Estudio de la deleción de tres genes inmunomoduladores del genoma de MVA: efecto sobre su inmunogenicidad" (2017-02-10). Tesis doctoral. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.

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Resumen:
El virus Vaccinia Ankara modificado (MVA, del inglés Modified Vaccinia Ankara) es un vector viral atenuado que aún conserva numerosos genes inmunomoduladores en su genoma. Nuestro grupo reportó anteriormente la optimización de este vector luego de eliminar el gen viral C12L, el cual codifica para la proteína de unión a IL-18. En este trabajo se analizó la inmunogenicidad del vector MVA al cual se le delecionaron de manera simultánea los genes A44L, relacionado con la síntesis de esteroides, y A46R, un inhibidor de la señalización mediada por receptores Toll (MVAΔA44L-A46R); o también incluyendo la deleción del gen C12L, previamente descripto (MVAΔC12L/ΔA44L-A46R). Para ello, se evaluó la respuesta celular T contra epítopes de Vaccinia tanto en bazo como en ganglios inguinales, drenantes al sitio de inoculación, en ratones de la cepa C57BL/6. Se observó que la magnitud de la respuesta adaptativa, tanto en la etapa aguda como de memoria, fue mayor en los animales inmunizados con los vectores delecionados en relación a aquellos que recibieron el vector de la cepa salvaje (MVAwt). Asimismo, el vector MVAΔC12L/ΔA44L-A46R indujo una respuesta celular T específica de memoria de mayor calidad, caracterizada tanto por la bifuncionalidad de las células T-CD8+ (expresión simultánea de CD107a/b e IFN-γ) como por la capacidad de proliferación específica de las células T-CD4+ y CD8+. Al estudiar la respuesta innata generada por el MVAΔC12L/ΔA44L-A46R, se observó que este vector indujo una mayor producción de citoquinas relacionadas con la generación de una respuesta celular T, tales como IL-12 e IFN-γ, así como mediadores pro inflamatorios y antivirales como IL-1β e IFN-β. En conclusión, este estudio describe por primera vez que la deleción simultánea de los genes inmunomoduladores del genoma de MVA, cuyas funciones se encuentran inter-relacionadas, tales como A44L, A46R y C12L constituye una metodología adecuada para incrementar la inmunogenicidad del vector generando de esta manera una mayor respuesta inmune tanto innata como adaptativa. Esto convierte al vector MVA en una herramienta útil y versátil para ser utilizada en el campo del desarrollo de vacunas.

Abstract:
Modified Vaccinia Ankara virus (MVA) is an attenuated vector that still retains many immunomodulatory genes in its genome. Our group previously reported the optimization of this viral vector after removing the C12L gene, coding for the IL-18 binding protein. In this work, we analyzed the immunogenicity of MVA vectors harboring the simultaneous deletion of A44L gene, related to steroid synthesis, and A46R, a TLR-signaling inhibitor (MVAΔA44L-A46R); or also including a deletion of C12L (MVAΔC12L/ΔA44L-A46R), previously described. For this, T-cell responses against Vaccinia virus epitopes were evaluated in C57BL/6 mice in spleen and inguinal lymph-nodes, draining to the site of inoculation. The results showed that the magnitude of the adaptive response, in both the acute and memory phases, was higher in mice immunized with the deleted vectors in relation to those that received the MVAwt. Furthermore, MVAΔC12L/ΔA44L-A46R induced specific memory T cell responses of higher quality, characterized by the CD8 T-cell bifunctionality (simultaneous expression of CD107a/b and IFN-γ) and the specific proliferation capacity of CD4+ and CD8+ T-cells. The study of innate immune responses generated by the MVAΔC12L/ΔA44L-A46R indicated that this vector induced an increased production of cytokines associated with the generation of a specific Tcell response, such as IL-12 and IFN-γ and also, pro inflammatory and antiviral mediators like IL-1β and IFN-β. In summary, this study describes for the first time that the simultaneous deletion of immunomodulatory genes from MVA genome, whose functions are inter-related, such as A44L, A46R and C12L is an appropriate methodology to enhance the immunogenicity of the vector, enhancing both innate and adaptive immune responses. This type of strategies converts MVA vector in a useful and versatile tool to be used in the vaccine development field.

http://digital.bl.fcen.uba.ar

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