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Estudio de la interacción entre el ganado doméstico y la fauna silvestres como información básica para el control de enfermedades compartidas

  • Triguero Ocaña, Roxana
La transmisión de enfermedades compartidas en la interfaz silvestre/doméstico tiene una gran repercusión a nivel socioeconómico y epidemiológico. El estudio de la interacción entre los diferentes reservorios de patógenos se hace cada vez más necesario para comprender el proceso de transmisión de éstos, y así poder diseñar y aplicar medidas efectivas para minimizar el riesgo de interacción. En este sentido, existen diversas metodologías en la actualidad con las cuales estudiar las interacciones entre estos reservorios, cada una con sus ventajas e inconvenientes. Sin embargo, su uso preferente (o el uso combinado de ellas) va a depender de las condiciones específicas de cada caso de estudio (a saber, escenario epidemiológico, objetivos y especies involucradas). En este contexto, el objetivo general de esta Tesis Doctoral fue estudiar el uso potencial, el valor práctico y la complementariedad de la información recogida mediante distintas metodologías para estudiar interacciones entre fauna silvestre y ganado, con el fin de aportar información práctica para el control de patógenos compartidos. Esto se llevó a cabo en el contexto específico de la interfaz entre ungulados silvestres (ciervo, gamo y jabalí)/ungulados domésticos (ganado y cerdo Ibérico) en el centro y sur de España, como escenario de riesgo para la transmisión de patógenos como la tuberculosis bovina o la peste porcina africana. Primero revisamos las diferentes metodologías existentes en la actualidad con las cuales estudiar las interacciones entre animales (Capítulo 1). Nos centramos en su capacidad para cuantificar interacciones o medir potenciales interacciones, y en las características que las hacen más adecuadas para cada caso de estudio. Esta revisión reveló que las distintas metodologías se benefician unas de otras en su capacidad para cuantificar interacciones o para describir los factores asociados con el proceso de interacción. La metodología a elegir dependerá de las características ecológicas, físicas y socioeconómicas de cada caso de estudio. Posteriormente calibramos la información obtenida mediante distintas metodologías para así obtener información precisa del proceso de interacción (Capítulo 2). Primero calibramos los parámetros registrados mediante tecnología de proximidad (a saber, la intensidad de señal en relación a la distancia y el éxito de recepción registrando interacciones) respecto a distintos factores físicos y la combinación de ellos (Capítulo 2.1). En segundo lugar, valoramos el potencial de las cámaras de fototrampeo colocadas en cuadrículas regulares para registrar interacciones interespecíficas y su patrón espacio-temporal, como un enfoque alternativo al uso tradicional de esta metodología (Capítulo 2.2). Es necesario calibrar los parámetros obtenidos mediante tecnología de proximidad de acuerdo con las características específicas de cada área de estudio, lo cual proporcionaría un rango de posibles errores sobre el cual interpretar de más precisas del proceso de interacción. Mediante la información recopilada mediante cámaras de fototrampeo en cuadriculas regulares pudimos detectar los distintos tipos de interacción de un área concreta y su patrón espacial, sin embargo, no pudimos registrar ni la frecuencia de interacción ni su patrón temporal mediante esta aproximación. Finalmente llevamos a cabo el estudio de la interacción en varios escenarios epidemiológicos mediante el uso de distintas aproximaciones (frecuencia de interacción, caracterización del patrón espacio-temporal de las interacciones, redes dinámicas de interacción) y metodologías, concretamente, tecnología GPS (Capítulo 3) y detectores de proximidad (Capítulo 4). Estos últimos capítulos se centraron en el estudio de las interacciones a elevada resolución espacio-temporal en diferentes interfaces, y en la caracterización de la red de interacciones y el papel de cada especie dentro de la misma. Los resultados mostraron que los recursos limitantes o estacionales pueden actuar como atrayentes tanto para la fauna silvestre como para los domésticos, lo que incrementa el riesgo de interacción entre ambos grupos y el potencial de transmisión de patógenos en estas zonas. En base a la frecuencia de interacciones observadas, destacamos que tanto el ciervo como el gamo podrían estar desempeñando un papel más relevante del que tradicionalmente se le asigna en la transmisión y mantenimiento de enfermedades compartidas con el ganado doméstico en ambientes Mediterráneos. Los resultados de esta Tesis resaltan la necesidad de implementar la metodología más adecuada para estudiar las interacciones en la interfaz silvestre/doméstico de acuerdo con las características específicas del estudio, las especies involucradas y el patógeno de interés. Además, las diferentes metodologías se benefician unas de otras en su uso combinado, por ejemplo, mediante el uso simultáneo de tecnología GPS y detectores de proximidad podemos registrar interacciones directas e indirectas y conocer la localización geográfica de las mismas. La información precisa sobre las interacciones interespecíficas y su patrón espacio-temporal es crucial para desarrollar medidas de manejo centradas en cada escenario particular y enfocadas al control eficiente de patógenos compartidos en la interfaz silvestre/doméstico.
Proyecto:


La competencia emocional en la educación infantil: como se construye como se manifiesta

  • Fontana, Katia
Il presente lavoro indaga come si manifestano e come si costruiscono le competenze emotive all'interno della scuola dell'infanzia (3 - 6 anni) per individuare strategie efficaci per educare alle emozioni. Si vuole cogliere il senso che gli insegnanti attribuiscono a questa competenza e osservare se abbiano individuato all'interno della giornata scolastica dei momenti concreti in cui trattarla. L'assunto di base è che le emozioni, come la cognizione, si possono educare e costruire, e si inserisce nella cornice epistemologica costruttivista. Ossia, si ritiene che sin dalla scuola dell'infanzia, l'insegnante puó accompagnare i bambini alla scoperta e alla conoscenza delle emozioni per aiutarli a capire e gestire le proprie. La ricerca in un primo momento considera l'insegnamento delle competenze nella scuola dell'infanzia in Italia e in Spagna, per poi approfondire l'insegnamento delle competenze emotive nella scuola dell'infanzia in Castilla-La Mancha, Spagna. La panoramica sulle diverse prospettive teoriche relative ai concetti di competenza e di competenze emotive, ha aiutato a scegliere gli apporti teorici di riferimento. Si sono considerate, fra altre, l'intelligenza razionale emotiva di Albert Ellis, l'Intelligenza Emotiva di Salovey e Mayer, cosí come quella di David Goleman, il costrutto di competenze emotive di Carolyn Saarni, per scegliere, infine, il fondamento teorico dell'educazione emotiva sviluppato da Rafael Bisquerra, piú adatto all'ambito scolastico. Uno studio approfondito è stato poi fatto relativamente alla legislazione spagnola, in Castilla-La Mancha, Spagna, in quanto il Decreto 67 del 2007 (Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha, 2007) prevede che l'insegnamento della competenza emotiva venga svolto in modo puntuale all'interno del curriculum. In esso tale competenza viene articolata in sviluppo della coscienza, dell'autocontrollo, dell'autostima e dell'interazione positiva con gli altri. La presente ricerca usa un metodo di tipo qualitativo, basato sulla Grounded Theory costruttivista di Kathy Charmaz, e si sviluppa attraverso lo studio di caso. Come conseguenza delle caratteristiche di un lavoro con la Grounded Theory, la scrittura della tesi si svolge durante il processo di raccolta e analisi dei dati e non alla fine come avviene per la maggior parte delle tesi. Per la raccolta delle informazioni si sono usati l'osservazione diretta, l'intervista semi-strutturata, la scrittura di memo e l'analisi legislativa. Alla fine, si è rilevata la necessitá di elaborare uno strumento di tipo quantitativo per rilevare le percezioni di un gruppo di studenti universitari. Il questionario di opinione (pre- e post-test) è stato costruito dalla ricercatrice e validato da due professori di psicologia dell'Universitá de La Laguna (Spagna). Le conclusioni a cui è pervenuta l'indagine si sono mosse dagli obiettivi iniziali, orientati a individuare strategie efficaci per lo sviluppo delle competenze emotive, verso l'importanza che la formazione degli insegnanti riveste rispetto alla conoscenza e gestione del proprio benessere emotivo per poter essere efficace all'interno della scuola dell'infanzia nell'insegnamento delle abilitá emotive. Essa costituisce la core category della teoria sviluppatasi dall'integrazione dei dati raccolti attraverso l'osservazione sul campo, le interviste alle insegnanti e il questionario d'opinione, assieme alla comparazione con la letteratura esistente. Si auspica la creazione di corsi di formazione all'interno del percorso universitario per diventare insegnanti che portino i futuri docenti a una maggiore consapevolezza rispetto al funzionamento e alla gestione della propria sfera emotiva, che li dotino di strategie utili ed efficaci per l'insegnamento delle competenze relative e che permettano loro, attraverso una collaborazione tra mondo della scuola e universitá, di inserire nuove forme didattico-metodologiche nei contesti lavorativi. Parole chiave: competenze emotive, educare alle emozioni, scuola dell'infanzia, curricolo, strategie ponte, coscienza riflessiva, benessere della persona.
Proyecto:


Multifunctional hydrogels based on carbon nanomaterials

  • Martín Pacheco, Ana
The unique properties of graphene and graphene derivatives make them suitable for developing versatile materials for many different applications, from engineering to biological issues. In this context, the aim of this thesis is to design new smart materials based on graphene derivatives able to respond to external stimuli to be used in sensing and soft robotic applications attending to their features. The first chapter provides an overview of nanotechnology and carbon nanomaterials which deals mainly with graphene and graphene derivatives as precursors for the preparation of smart materials. The response of these smart materials to both chemical and physical stimuli are described. The second chapter is based on the preparation of graphene and graphene quantum dots following environmentally friendly methodologies. Firstly, an overview about the synthesis, properties and applications of both nanomaterials is provided. Secondly, the use of the mechanochemical approach, previously developed in our research group for the preparation of graphene, is described and the characterisation of the obtained nanomaterial is discussed. Finally, a modification of this method is described and applied to the preparation of graphene quantum dots. The structural and photoluminescent properties of the obtained nanomaterial are provided. Moreover, the reusability of the obtained by-product is considered and discussed. Both approaches permit stable dispersions of graphene and graphene quantum dots to be obtained in aqueous solutions, which is relevant for the development of the following chapters. The third chapter details the work developed using polyacrylamide-based hydrogels. Firstly, an overview describing important concepts about hydrogels and hydrogels which incorporate carbon nanomaterials on their structure is provided, mostly focusing on hydrogels based on graphene derivatives. Afterwards, the synthesis and characterisation of hydrogels is described and discussed, incorporating the graphene derivatives in two different manners. A comparison of the features of graphene, graphene oxide and graphene quantum dot-based hydrogels is performed in order to ascertain the structural role of the graphene derivatives into the polymeric network. The fourth chapter describes the use of graphene quantum dots as smart materials which response to chemical stimuli. Firstly, the stability of the photoluminescent properties of graphene quantum dots is studied in different media. Secondly, the incorporation of graphene quantum dots into cationic hydrogels is described in order to develop new materials for sensing applications. Synthesis and further characterisation are provided. Finally, the use of the graphene quantum dot-based hydrogel as a sensor for polyaromatic compounds in water media is described. The last chapter is based on the use of hydrogels in soft robotic applications. Firstly, an overview about the materials and methods commonly used in this field is provided, digging down on hydrogels as responsive materials used in the design of soft actuators. Secondly, the response to an electric field of the cationic hydrogels, previously described in chapter 4, is studied in different media (water, ionic liquid and ambient-air conditions) and incorporating graphene into the hydrogel. Attending to the response obtained, the use of these hydrogels in the development of grippers and modulable soft fingertips is discussed. In addition, the design of hydrogels following three-dimensional printing methodologies is considered.
Proyecto:


Adaptaciones morfológicas del pie causadas por la práctica deportiva realizada con y sin calzado

  • Sánchez Ramírez, Celso Antonio
El pie corresponde al único segmento corporal que tiene contacto con el suelo, convirtiéndose de esta manera en una palanca rígida transmisora de fuerzas y en una estructura flexible capaz de acomodarse a las irregularidades del terreno, contribuyendo con esto a la estabilidad de la marcha. Conocer su morfología permite aumentar el conocimiento que se tiene de su funcionamiento durante la práctica deportiva, siendo interesante además saber cómo se comporta el pie cuando se prescinde de calzado. El objetivo general de la presente Tesis Doctoral fue ampliar el conocimiento científico existente acerca de la morfología del pie de sujetos chilenos y el apoyo plantar en relación con la práctica deportiva a pie descalzo. En el Estudio I se realizó en una muestra de n=145 (19,36 ±1,76 años; 1,68 ±0,09 m y 67,04 ±12,00 kg). En el Estudio II se midió a 209 sujetos, cuya edad, estatura, peso e IMC fue de 20,4 ±3,4 años; 1,68 ±0,09 m; 67,6 ±12,4 kg y 23,77 ±3,0 kg·m-2, respectivamente. El Estudio III fue llevado a cabo en una muestra de 169 sujetos deportistas universitarios de selección de 23,27 ±4,03 años; 71,00 ±13,00 kg; 1,71 ±0,09 m e IMC de 24,29 ±3,24 kg·m-2. El Estudio IV se llevó a cabo en una muestra de 42 sujetos de ambos sexos (20,74 ±2,73 años; 71,47 ±8,78 kg; 1,72 ±0,07 m y 24,23 ±2,42 kg·m-2 de IMC), quienes fueron divididos en Shod Group (SHGr) (n=20) y Barefoot Group (BFGr) (n=22). Por otra parte, el Estudio V se realizó con 29 sujetos de 20,0 ±1,5 años; 71,1 ±10,5 kg; 1,72 ± 0,07 m e IMC de 24,1 ± 2,5 kg·m-2, divididos en SHGr (n=12) y BFGr (n=17). En el Estudio VI la muestra se conformó por 28 sujetos de 20,0 ±1,5 años; 70,9 ±10,4 kg; 1,7 ±0,1 m e IMC de 24,1 ±2,5 kg·m-², divididos en dos grupos, SHGr (n=12) y BFGr (n=16). La morfología del pie fue evaluada a través de antropometría directa (Estudios III, IV y V), del estudio de la huella plantar, obtenida desde fotopodoscopía (Estudios I, II y III) y desde baropodoscopía (Estudios IV, V y VI), método que permitió obtener registro de presiones y superficies de apoyo en estática y dinámica. La determinación del arco plantar a través del estudio de la huella plantar se analizó empleando el índice de Hernández Corvo (IHC) (Estudio I) y el Arch Index (AI) (Estudios I, II, III, IV, V y VI). Hubo diferencias significativas entre AI e IHC en los resultados y clasificación del arco plantar (Estudio I). En el Estudio II, se encontró que los hombres presentaron mayor prevalencia de pie plano y que hubo correlación positiva entre AI e IMC en ambos sexos. Se reportó que alrededor de un tercio de la muestra presentaron asimetrías en el arco plantar. Del Estudio III se obtuvo que AI de mujeres presenta valores similares a otros trabajos, ubicados entre 0,13 y 0,24 para pie izquierdo y 0,17 y 0,24 para pie derecho. Se aprecia que la prevalencia de pies planos fue mayor en hombres y la prevalencia de pies cavos fue mayor en mujeres. Se establecen valores normativos de proporciones corporales del pie. En el Estudio IV, el pie no dominante del BFGr disminuyó la altura de su arco plantar, además, la carrera descalza produjo en el pie no dominante menores aumentos en los valores de presión plantar y menores disminuciones en la superficie de apoyo plantar que el correr con calzado. En el Estudio V, el no uso de calzado produjo efectos significativos sobre todas las variables. La superficie máxima del apoyo aumentó luego del protocolo de efecto agudo y crónico en BFGr. El porcentaje de sujetos con pie normal aumentó en BFGr y con pie plano aumentó en SGr. En el Estudio VI no se observaron asimetrías entre pies y no se observaron cambios significativos luego del protocolo de efecto agudo en ninguna variable. Por el contrario, el no uso de calzado produjo efectos significativos en todas las variables, pero sólo en la evaluación de efecto crónico. La superficie de apoyo plantar dinámico aumentó en ambos grupos, pero en BFGr el aumento fue significativamente mayor. La presión máxima del apoyo disminuyó significativamente en BFGr. El IHC y el AI demostraron ser métodos distintos, pero AI se sugiere emplear por su consistencia al utilizar áreas de apoyo plantar y al excluir el área de apoyo de los dedos. Se demostró dimorfismo sexual en la antropometría del pie. Asimismo, fue posible concluir que las modificaciones morfológicas del pie y del apoyo plantar se producen principalmente luego de un período de adaptación a la carrera a pie descalza de ocho semanas.
Proyecto:


Análisis de la función de los receptores Notch en la activación proinflamatoria del macrófago

  • López López, Susana
Macrophage activation by Toll receptors is one of the early and essential events in the development of a defense response against pathogens. Increasing evidence indicates the involvement of Notch signaling in the control of macrophage polarization and inflammation, but the factors and pathways controlling NOTCH signaling during this process have not been completely delineated yet. For these reasons, in this work we have focused on the characterization of the molecular events that take place in NOTCH signaling in TLR activated macrophages, identifying the ligands and proteases implicated in the process, and especially, we have studied the role of NOTCH3 and NOTCH4 in the proinflammatory gene expression of macrophages. Our results reveal that Delta1 and Delta4 are the main ligands inducing Notch signaling in macrophage, whereas Jagged1 is unable to activate this process. Moreover, ADAM10 is the main ADAM protease implicated in NOTCH processing and activation in macrophages activated through TLRs. We also observe that furin, the enzyme that proteolytically cuts Notch receptors and originates mature forms, is induced by Toll receptor signaling in a NOTCH dependent way, affecting ADAM10 processing and NOTCH signaling. We have also shown that NOTCH3 is the only Notch receptor present in the membrane of resting differentiated macrophages and that TLR4 activation induces a rapid and transient increase of NOTCH3 expression level followed by a gradual fall in its expression, coinciding with a dramatic increase in the expression of Notch1, Notch2 and Notch4. Accordingly, NOTCH3 accumulation in the nucleus preceded that of NOTCH1. We also observed a crosstalk between NOTCH3 and NOTCH1 in the course of macrophage activation by TLR4. In macrophages that lack Notch1 expression, the levels of NOTCH3 are more elevated, whereas the contrary occurs when constitutively active Notch1 is expressed. Thus, Notch1 seems to modulate NOTCH3 activation after macrophage activation. On the other hand, we have observed that although NOTCH1, 2 and 3 contribute to the increased NOTCH signaling observed in macrophages after TLR4 activation, there is a significant and specific role for NOTCH3 receptor in the activation of NF-betaB and in proinflammatory macrophage activation. In fact, BMDM derived from Notch3 knockout mice or peritoneal macrophages transfected with specific siARN of Notch3 failed to activate proinflammatory cytokines. Apparently, NOTCH3 regulates this process by increasing the phosphorylation of p65 by p38 MAP kinase, which in turn produces an increase in the expression of a subset of genes regulated by NF-betaB such as iNOS, IFN-beta and TNF-alfa. On the other hand, we have demonstrated that NOTCH4, unlike the rest of Notch receptors, inhibits Notch signaling pathway in macrophages activated through TLR4, and does so by inhibiting the induction of the expression of Notch1 and of the enzymes involved in its processing. In this study, we found that macrophages overexpressing Notch4 have a lower production of proinflammatory cytokines. Notch4 decreased STAT1 and NF-kappaB dependent transcription in response to LPS or IFN-gamma, inhibiting in this way the expression of IRF-1, IL6 e IL12. This effect was dependent on an increase of STAT3 Tyr phosphorylation and a decrease of STAT1 phosphorylation. These results suggest that Notch4 negatively regulates the inflammatory response to TLR4 or IFN-gamma in macrophages. Finally, we identified Tspan33 as a new Notch target gene in macrophages, as its expression is clearly diminished in macrophages lacking Notch1 and Notch2, but it is enhanced after overexpression of a constitutively active intracellular domain of NOTCH1. Tspan33 expression increases in response to TLR signaling, and this overexpression is enhanced by IFN-gamma. TSPAN33 favors NOTCH processing at the membrane by modulating ADAM10 and/or Presenilin1 activity, thus increasing NOTCH signaling in activated macrophages, and in this way Tspan33 favors TLR-induced proinflammatory gene expression. In summary, we have demonstrated the role of the different Notch receptors in the proinflammatory activation of macrophage, and we have identified and characterized some proteins involved in the regulation of their activation. Our results allow a better understanding of the regulation/modulation of the inflammatory response.
Proyecto:


Characterization of tick metabolism in response to pathogen infection

  • Espinosa Prados, Pedro José
The obligate intracellular pathogen, Anaplasma phagocytophilum, is the causative agent of life-threatening diseases: granulocytic anaplasmosis in humans and tick-borne fever in animals. In the USA, Europe, Africa and Asia it is an emerging tick-borne pathogen, and every year the number of cases increases. A. phagocytophilum has evolved to use common strategies to establish infection in both vertebrate hosts and tick vectors. Understanding tick-pathogen interactions will help to identify the molecules involved and to develop novel strategies for the control of this pathogen. Chapter I: General introduction. Chapter I is made up of two review papers [Cabezas-Cruz, A., Espinosa, P. J., Alberdi, P., and de la Fuente, J. (2019). Tick-pathogen interactions: the metabolic perspective. Trends Parasitol. 1838, 1-13. doi:10.1016/j.pt.2019.01.006.] and [Alberdi, P., Espinosa, P. J., Cabezas-Cruz, A., and de la Fuente, J. (2016). Anaplasma phagocytophilum manipulates host cell apoptosis by different mechanisms to establish infection. Vet. Sci. 3, 1-11. doi:10.3390/vetsci3030015.] that constitute an introduction for this thesis by reviewing the current understanding of tick metabolism modulation by tick-borne pathogens with focus in the model intracellular bacterium Anaplasma phagocytophilum, and how this bacterium uses different mechanisms to inhibit apoptosis for infection of both vertebrate and invertebrate hosts. This chapter describes how ticks react to pathogens by activating different mechanisms to limit infection, while different pathogens have developed similar strategies to manipulate tick innate immune responses and apoptosis to facilitate infection, multiplication and transmission. Chapter II: Manipulation of metabolic and oxidative stress responses in tick cells infected with Anaplasma phagocytophilum. Chapter II describes how tick cells increase the synthesis of phosphoenolpyruvate (PEP) from tyrosine, a carbon source, to control A. phagocytophilum infection levels [Cabezas- Cruz, A., Espinosa, P. J., Obregón, D. A., Alberdi, P., and de la Fuente, J. (2017). Ixodes scapularis tick cells control Anaplasma phagocytophilum infection by increasing the synthesis of phosphoenolpyruvate from tyrosine. Front. Cell. Infect. Microbiol. 7, 1-16. doi:10.3389/fcimb.2017.00375]. We explored the development of novel strategies for the control of human granulocytic anaplasmosis by targeting some of the enzymes involved in the tyrosine/OAA/PEPCK-M/PEP node. Chapter II also focuses on the important role played by heat shock proteins (Hsp) in tick-pathogen interactions [Espinosa, P. J., Alberdi, P., Villar, M., Cabezas-Cruz, A., and de la Fuente, J. (2018). "Heat Shock proteins in vector-pathogen interactions: The Anaplasma phagocytophilum model," in Heat Shock Proteins in Veterinary Medicine and Sciences (Springer International), 375- 398. doi:10.1007/978-3-319-73377-7]. The results indicated that at the transcript and protein levels, tick and bacterial Hsp are regulated in response to A. phagocytophilum infection in the tick vector Ixodes scapularis. Finally, the role of oxidative stress during A. phagocytophilum infection of ticks was characterised through the function of different pathways involved in ROS production [Espinosa P. J., Alberdi P., Villar M., Cabezas- Cruz A. and de la Fuente J. The redox metabolic pathways function to limit Anaplasma phagocytophilum infection and mutiplication while preserving fitness in tick vector cells. Submitted]. The results revealed that tick cells increase mitochondrial ROS production to limit infection, whereas A. phagocytophilum inhibits alternative ROS production pathways and apoptosis to preserve cell fitness and facilitate infection. Chapter III: alfa-Gal synthesis and its role in tick-host and tick-pathogen interactions. Chapter II despicts the molecular basis of endogenous alfa-Gal synthesis in ticks [Cabezas- Cruz, A., Espinosa, P. J., Alberdi, P., Šimo, L., Valdés, J. J., Mateos-Hernández, L., Contreras M., Villar Rayo M. and de la Fuente J. (2018). Tick galactosyltransferases are involved in alfa-Gal synthesis and play a role during Anaplasma phagocytophilum infection and Ixodes scapularis tick vector development. Sci. Rep. 8, 1-18. doi:10.1038/s41598- 018-32664-z]. The results suggest that tick galactosyltranferases are involved in vector development, tick-pathogen interactions and possibly the etiology of alfa-Gal syndrome in humans. We hypothesized that the enzymatic activity of b4galt7, a4galt-1 and a4galt-2 is critical for tick feeding. Knockdown using RNAi of the genes encoding for galactosyltransferases was lethal in feeding ticks within 2-3 days from attachment to rabbits. In addition, alfa-Gal production was also found to affect A. phagocytophilum, higher levels of alfa-Gal were associated with lower bacterial infections.
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La epidemia de gripe de 1918 en la provincia de Ciudad Real

  • García-Consuegra García Consuegra, Mariano José
En 1918, cuando medio mundo se desangraba por una guerra que parecía no tener fin, la aparición de la pandemia de gripal resucitó el miedo a un enemigo invisible imposible de vencer por la medicina convencional. Además de su extensión universal, será la extrema letalidad centrada en los adultos jóvenes de ambos sexos y el rápido contagio, algunas de las características que hacen de este episodio histórico un tema recurrente en campos como la medicina, la demografía, la historia social, etc. En España las deficiencias legislativas y organizativas en materia benéfico-sanitaria quedaron al descubierto desbordadas por una invasión desconcertante y letal que afectó a toda la colectividad. La provincia de Ciudad Real constituía el arquetipo de una sociedad provinciana, con altas tasas de analfabetismo, desigual reparto de la riqueza y una estructura económica limitada al sector primario, donde la aparición de la mal llamada gripe española se confundió con las oleadas de infecciones estacionales que sufría una provincia con abundantes patologías todavía endémicas. La alta incidencia registrada en el periodo 1918-1919 durante el que llegó a enfermar el 20% y que se saldó con una tasa de mortalidad superior a la media española, la convierte en un punto de inflexión en el proceso de transición demográfica iniciado unas décadas antes erigiéndose en la crisis demográfica porcentualmente más importante del siglo XX. Incluimos en nuestra investigación algunos aspectos como la historia de las epidemias, la expansión de la pandemia a escala internacional o los sucesivos brotes epidémicos que componen la primera parte del estudio bajo el título de Una epidemia sin fronteras. La segunda parte se denomina La gripe española en Ciudad Real, donde se describe la provincia desde la geografía física y de la humana, la respuesta de los distintos actores, la cronología del contagio, las cifras de morbilidad, el coste demográfico, el debate científico, etc., con apartados dedicados al estudio comparativo interprovincial, a la especulación farmacéutica, al urbanismo o a la etnografía. Otras de las novedades que aporta es la revalorización de las fuentes primarias con la consulta a una quincena de registros civiles con el estudio de más de 12.000 inscripciones de fallecidos; que avanza a nivel local superando el complicadísimo acceso a los archivos municipales, a las memorias de las juntas de sanidad, a la documentación relacionada con la beneficencia; o a nivel provincial y nacional consultando los archivos existentes de instituciones de beneficencia, civiles y eclesiásticas, de las disposiciones legislativas, de las respuestas de colectivos específicos como médicos o religiosos; y que se completa con la revisión bibliográfica y la consulta a diferentes hemerotecas, constituyendo un valioso volumen documental de gran interés.
Proyecto:


Laser-based spectroscopy and fluorescence microscopy of metal-organic frameworks and their composites: relevance to photonics and photocatalysis

  • Caballero Mancebo, Elena
Metal-organic frameworks (MOFs) are hybrid porous materials formed by coordination bonding between organic ligands and metal ions or clusters. Their rich and tuneable structural and photodynamical properties make them ideal materials in cutting-edge devices in photonics, catalysis and medicine. The aim of this Ph.D. thesis is to elucidate the photophysical properties of selected MOFs using fast and ultrafast time-resolved spectroscopic techniques and fluorescence lifetime imaging microscopy. First, a brief overview of the photophysical behaviour of the MOFs is explained, remarking the relevance of the materials composition and structure on their resulting photoproperties. In addition, some photo-applications of these materials are also shown. The results of the research carried out first show studies on how the interaction of Nile Red (NR) with the 2D M-ITQ-R family of MOFs affects its photophysical behaviour. When NR is encapsulated within the Al-ITQ-HB (R = HB, heptane benzoic acid), its photodynamics is affected by two MOF environments characterized by different polarities: a) when it is closed to the metal centres they undergo an intramolecular charge transfer reaction in ~1 ps from its locally excited state, while b) when it is close to the apolar linkers, the energy barrier for this reaction is higher and the reaction does not take place. The study of single crystals under the confocal fluorescence microscope reveals a homogenous distribution of the emitters within the composites, and it confirms the encapsulation of NR molecules within the material. The adsorption of NR molecules on Al-ITQ-HB surface favours efficient energy transfer processes between neighbouring dye molecules. This photoevent is affected by NR concentration, varying from ~2 to ~0.5 ns when the concentration is largely increased. This photoreaction becomes faster when the length of the alkyl chain of the MOF linker decreases in the NR@Al-ITQ-EB composite (R = EB, ethyl benzoic acid). This is explained in terms of a higher polarity of this material and translated in stronger dye-dye interactions. Finally, when the substituent group is changed in the linker, Al-ITQ-AB composites (R = AB, amino benzoic acid), the energy transfer is inhibited due to an electron transfer from the amino group of the linkers to the adsorbed dye molecules. We also studied the effect of the metal cluster nature on the photobehaviors of the formed composites, by replacing the Al atoms by Zr ones. This exchange leads to a slower photodynamics due to a higher organic content in the MOF. These results show how changes in the structure of the 2D-MOF affect the photobehavior of organic molecules, opening possibilities for research on the photoinduced processes in relevant molecules supported on this 2D-MOF family and their application in photocatalysis and photonics. Secondly, the effect of the topology of the framework on the photophysical properties of the MOFs was studied in two Ce-based MOFs. Both, Ce-NU-1000 and Ce-CAU-24-TBAPy, have the same linkers and metal clusters, but present different structures, resulting in different cluster orientations, and different distances and angles between the linkers. The studies show the presence of charge transfer reactions between the ligands and the metal clusters, as well as within the linker itself. Ce-NU-1000 MOF exhibits excimer formation, contrary to Ce-CAU-24-TBAPy. Furthermore, e--h+recombination times in Ce-CAU-24-TBAPy (1.6 and 13.4 μs) are longer than those of Ce-NU-1000 (0.6 and 4.9 μs), which suggests different structural configurations of the e--acceptor metal clusters. Single crystals fluorescence microscopy of Ce-CAU-24-TBAPy shows the presence of defects within its framework. In addition to these promising results for the application of these materials in photocatalysis, the potential of Ce-CAU-24-TBAPy as explosive sensor was tested, revealing a high selectivity for nitroaromatic molecules. The obtained knowledge from the previous studies and the analysis of the state-of-the-art led to the participation in the writing of a review article about the photophysics of MOFs. The review also shows that the strong interaction of MOFs with light makes them very versatile materials, with applications in a variety of scientific and technological fields, such as medicine or optoelectronics. Finally, the photoionization of a Zr-based MOF, as well as its behaviour under the laser trapping microscope, was studied during a 3-months stay at the group of Prof. Hiroshi Miyasaka at the University of Osaka (Japan).
Proyecto:


Estimación del rendimiento en cultivos de grano bajo estrés hídrico mediante el uso de series temporales de imágenes de satélite

  • Campoy Urrea, Jaime
La presente Tesis Doctoral se centra en el desarrollo y evaluación de una metodología operativa que permita la modelización del rendimiento final en los cultivos de grano desarrollados en parcelas comerciales bajo una amplia variedad de condiciones ambientales, y de manejo de agua y nutrientes. Dado que unos de los principales factores que limitan las producciones de los cultivos a nivel mundial es la escasez de agua, existe un especial interés en evaluar dicha metodología en cultivos que se desarrollan en condiciones de déficit hídrico. Para ello, se propone el desarrollo y evaluación del modelo MYRS (Mapping Yield Remote Sensing-based) basado en la integración de los datos meteorológicos y las medidas de reflectividad de la cubierta vegetal derivadas de las imágenes de satélite en las bases de los modelos de crecimiento de cultivo (CGMs) para la estimación de cada una de las componentes, biomasa seca total acumulada (B) e índice de cosecha (HI), que conforman el rendimiento final (Y) de los cultivos, y además, incluyendo el impacto del estrés hídrico en cada una de estas componentes. Un aspecto innovador del modelo propuesto es la inclusión de una metodología operativa basada en medidas de teledetección para la modelización del índice de cosecha (HI) en cultivos de trigo desarrollados en parcelas comerciales gestionadas en una amplia variedad de manejos de agua y nutrientes. Los resultados obtenidos revelan el desempeño del modelo MYRS para modelizar con precisión el rendimiento final y sus componentes (biomasa total acumulada e índice de cosecha) en cultivos desarrollados en distintos ambientes y sometidos a distintos grados de estrés hídrico. Aunque las series temporales de imágenes multiespectrales de satélite son capaces de recoger parcialmente el efecto del estrés hídrico sobre la cubierta vegetal, como la reducción en el ritmo de crecimiento de la cubierta y/o aceleración de la senescencia, el impacto del estrés hídrico que reduce el ritmo de transpiración requiere de la estimación del coeficiente de estrés hídrico (Ksw),que es modelado a través del balance diario de agua en el suelo explorado por las raíces siguiendo la metodología descrita en FAO-56 (Allen et al., 1998) y asistido por teledetección. Los resultados muestran que la inclusión de Ksw en la estimación de las variables acumuladas (APAR, T, Kt·Kst) es indispensable para conseguir modelar con precisión la acumulación de biomasa y el índice de cosecha en aquellos cultivos sometidos a condiciones de déficit hídrico. Los resultados conseguidos en la modelización de la distribución espacial del rendimiento final de los cultivos y sus componentes, indican la capacidad del modelo MYRS para reproducir con precisión la variabilidad intraparcelaria tanto en cultivos sometidos a estrés hídrico como manejados en condiciones óptimas de agua. Además, se abre la posibilidad de elaborar mapas de distribución espacial del rendimiento final de manera operativa, que sirven para la caracterización del potencial productivo de la parcela, y que constituyen una herramienta indispensable para la implementación de una agricultura de precisión que permita un manejo diferencial. Por otro lado, la aplicación del modelo MYRS en extensas áreas, permite comparar la evolución de los cultivos en diferentes campañas a escala comarcal y cuantificar los posibles daños en la producción final producidos por el efecto de una sequía prolongada. A partir de los resultados y análisis realizados se concluye que el modelo propuesto MYRS (Mapping Yield Remote Sensing-based) es una herramienta operativa valiosa y validada que permite la modelización del rendimiento final en cultivos de grano desarrollados en parcelas comerciales bajo un amplio rango de condiciones ambientales, y para diferentes manejos de agua y grados de estrés hídrico. Además, el modelo propuesto presenta una aplicabilidad que abarca desde la escala intraparcelaria, lo que posibilita el estudio de la distribución espacial del potencial productivo de la parcela, así como a escala de parcela y para extensas áreas, lo que permite la monitorización de la evolución del cultivo a escala de comarca y la posibilidad de cuantificar los daños producidos en el rendimiento final debido al impacto de la sequía.
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