Resumen: 

Microorganisms live in aqueous environments and their interaction among them
and with the fluid becomes a key feature to understand the transport of chemical
substances, energy and momentum in many biological, medical and engineering
phenomena. Microorganism suspensions are intrinsically out of equilibrium,
since they put/consume energy to/from the system and their collective behaviour
emerges from their dynamic self-organization. Such collective behaviour
has inspired researchers to deepen the understanding of the physics of motility
to engineer complex emergent behaviours in model systems that promise advances
in technological applications. I will present a computational study of a
model of self-propelled microswimmer suspensions that allows us to identify the
basic role that the hydrodynamic coupling through the embedding solvent has
in the collective behaviour of such systems. Such a fundamental understanding
will help us to identify new routes to design micro-robots that can imitate
micro-organisms. Motivated by recent experimental results, we have focused
on a simplified geometry, where the self-propelled particles move in a quasi-2D
geometry. The results show that our simulations can reproduce several regimes
of emerging collective behaviour , from isotropic to aligned suspensions; with
qualitatively different distributions of cluster-sizes depending on the symmetry
of the induced active stresses that characterize the active suspension. Specifically,
we have reproduced the living clusters observed by experimentalists for
both artificial active colloids and for some types of bacteria.
I will also show some results of spherical squirmers in 3D, where we have
observed that such systems can generate coordinate behaviours like swimming in
the same direction or create giant density fluctuations induced by the emergence
of a percolating dynamic cluster. We found that the key factor to produce these
collective motions (CM) is the hydrodynamic signature of the micro-swimmers.
In order to identify the intrinsic nature of the measured emergent CM, and rule
out finite size effects, we have had to carry out a systematic finite size analysis,
reaching large simulation boxes. The intrinsic non-equilibrium nature of the
systems, and their tendency to develop long range correlations require the use
of large scale suspensions, involving millions of swimmers, where we were able
to explore the evolution of the suspensions over long time windows to avoid
the dynamic slowing down that we have identified in active suspensions. To do
such studies it is important to have high performance computing; in our case we
had access to the MareNostrum Supercomputer at Barcelona Supercomputing
Center (BSC) and also through the Partnership for Advanced Computing in
Europe (PRACE)

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Categoría: Histórico

Procedencia: Facultad de Medicina, UNAM

Resumen:

La nanotecnología ha cautivado la atención de la comunidad científica por las notables propiedades de los materiales en escala nanométrica. Los sistemas biológicos cuentan también con nanopartículas con funciones específicas que, a diferencia de los nanomateriales no biológicos, son naturalmente biocompatibles. Una de las nanopartículas biológicas más interesantes son los virus. Al ser agentes patogénicos, suelen ser vistos con cierta desconfianza. Sin embargo, podemos aprovechar en nuestro beneficio las propiedades que los hacen patógenos. Una manera de evitar la patogenicidad de los virus es mediante el
uso de las cápsides virales sin su material genético, también conocidas como partículas tipo virus (VLPs). Estas VLPs pueden utilizarse como vectores para fármacos, genes o proteínas que deben ser entregados en células específicas.
La ventaja de estos vectores es que no requieren de un proceso infeccioso. En nuestro grupo de trabajo hemos desarrollado métodos para ensamblar VLPs in vitro, generadas a partir de la proteína recombinante VP2 del Parvovirus B19 (B19V). Actualmente estamos haciendo ingeniería de proteínas de estas partículas para convertirlas en una herramienta biotecnológica y biomédica.

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Categoría: Histórico

Procedencia: Facultad de Ciencias en Física y Matemáticas, Universidad Autónoma de Chiapas

Resumen: 

Discutiremos sobre diferentes formalismos teóricos que han sido construidos en las últimas décadas para el estudio del problema de la movilidad de una partícula en superficies curvadas, con principal énfasis en superficies cuya curvatura Gaussiana es diferente de cero. Empezaremos discutiendo sobre los trabajos iniciales de Saffman y Delbrück, pasando por los estudios experimentales y teóricos realizados durante la última década, y finalizando con el trabajo más reciente que estamos desarrollando. En resumen, dicho trabajo consiste en la determinación de la función de Green para la ecuación de Stokes en superficies curvadas generales, estableciendo de esta manera la base de un marco teórico general para estudiar la movilidad y diffusion en dichas
superficies. Cabe mencionar que este tema juega un papel muy importante, por ejemplo, en la descripción teórica de la difusión lateral de proteínas en membranas biológicas

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Categoría: Histórico

Procedecnia : Facultad de medicina, UASLP

La alteración de una o varias proteínas es el elemento común de las enfermedades neurodegenerativas que ha llevado a identificarlas como proteinopatías, entre las que se encuentran la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson. Años y hasta décadas después del inicio de la proteinopatía es cuando el daño neuronal devastador da lugar a los síntomas característicos de cada enfermedad. El diagnóstico definitivo, que puede realizarse solo postmortem, se basa en evidencia de severa pérdida neuronal y en la presencia de agregados de proteínas, entre ellas Tau y α-sinucleína en Alzheimer y Parkinson, respectivamente. Existe una gran necesidad, por tanto, de diagnosticar estas enfermedades de manera temprana, así como de dilucidar los mecanismos de agregación y propagación proteica para diseñar tratamientos adecuados. Basados en la hipótesis de que las enfermedades neurodegenerativas son proteinopatías sistémicas, decidimos buscarlas en tejidos extraneuronales. En este seminario se presentará evidencia de la expresión de mARN de diferentes isoformas de la proteína Tau, así como de la presencia de la proteína tau fosforilada en piel de pacientes con Alzheimer y de α-sinucleína en pacientes con Parkinson. Se mostrará la distribución de Tau en fibroblastos humanos en cultivo y, además, como una herramienta diagnóstica potencial, se mostrará la expresión de proteína Tau en células de la mucosa oral de pacientes con Alzheimer y sujetos sanos.

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Categoría: Histórico

Procedencia: FC-UASLP

Resumen: 

La espectroscopía Raman cuenta con ciertas características que permiten considerarla como un método alternativo para diversas aplicaciones biomédicas. Es una técnica relativamente rápida, no requiere de preparación previa de la muestra, es no destructiva, el agua no interfiere, además de que proporciona información a nivel molecular. Si nos basamos en el hecho de que en una muestra biológica las enfermedades modifican considerablemente la composición molecular de la misma y estos cambios se ven reflejados en los espectros Raman. Luego, los resultados pueden ser asociados con condiciones patológicas y si los cambios espectrales son lo suficiente específicos para un biomarcador en particular, estos cambios podrían ser usados como para el diagnóstico de una enfermedad. En este seminario, se mostrarán los resultados del uso de ésta técnica para aplicaciones médicas (enfermedades de la piel) y biológicas (enfermedades en plantas).

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Categoría: Histórico

Ponente: Dr. Alexander de Luna
Procedencia: Langebio-Cinvestav Irapuato

Resumen: 

La restricción dietética --la limitación de calorías u otros nutrientes específicos de la dieta-- incrementa la longevidad de organismos modelo desde levaduras hasta mamíferos. Además, ésta retrasa la aparición de enfermedades crónicas en modelos primates. Sin embargo, aún no se cuenta con información exhaustiva sobre los procesos celulares y los mecanismos moleculares que subyacen este fenómeno. En este seminario presentaré la implementación de un ensayo genético masivo para identificar efectos de restricción dietética en la levadura Saccharomyces cerevisiae. Con éste, hemos logrado caracterizar el tiempo de vida cronológica de alrededor de 4,000 mutantes knockout crecidas y envejecidas bajo diferentes condiciones de dieta. Así, hemos logrado identificar un grupo de mutantes cuyo tiempo de vida es altamente sensible a la dieta: procesos celulares como la autofagia, la función mitocondrial y el ciclo celular son determinantes para la extensión del tiempo de vida por restricción dietética. Además, nuestros análisis de blancos de regulación revelaron un número importante de nuevos factores de transcripción y vías regulatorias asociados con el fenómeno. Nuestros análisis de genómica funcional ofrecen una visión global de la supervivencia en células de levadura y sugieren mecanismos de envejecimiento en otros organismos, incluyendo humanos.

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Categoría: Histórico

Ponente: Dra. Ana Paulina Barba
Procedencia: División de Biología Molecular, IPICYT

Resumen: 

En los próximos 10-20 años las políticas agronómicas serán determinadas por el incremento global de la población y el continuo decremento de las tierras cultivables debido a los efectos del cambio climático. Aunado a esto, la salud y bienestar de las generaciones futuras dependerá de la disponibilidad de alimentos nutritivos que reduzcan la malnutrición y las enfermedades relacionadas con una alimentación deficiente. Se prevé que las cosechas como maíz, trigo, arroz, no serán capaces de cubrir estos requerimientos, por lo que es necesario explorar cultivos alternativos con el potencial de complementar y cubrir la demanda de alimentos.
Quizá el mejor ejemplo de un sistema sostenible es la fotosíntesis, mecanismo que forma la base de vida en la tierra y ha sido identificado como una clave para mejorar la productividad de las cultivos. Las plantas con metabolismo C4 son 50% más eficientes que las plantas C3 de aquí que el enfoque actual en el mejoramiento de plantas es a través de la modificación de las vías fotosintéticas C3 a C4.
El amaranto es una planta altamente productiva que presenta fotosíntesis C4 del tipo NAD-ME. La planta se adapta bien a diversos ambientes adversos y requiere poco agua para su crecimiento. Además el amaranto produce semillas comestibles de alta calidad nutritiva y nutraceútica, Sin embargo, poco se conoce sobre los mecanismos de adaptabilidad fotosintética de la planta de amaranto, por lo que es de gran interés conocer la partición de enzimas fotosintéticas en la hoja y su regulación. Platicaremos sobre los estudios que hemos realizado sobre la partición celular utilizando el sistema “leaf rolling” y el análisis de transcritos empleando tecnologías de alto-rendimiento. Esto permitirá identificar novedoso componentes del metabolismo C4 en hojas de amaranto, blancos que podrán extrapolarse a otros cultivos para mejorar su producción.
También describiremos como la identificación de biopéptidos encriptados en las semillas de amaranto ha dado como resultado el incremento en el interés por la semilla como alimento funcional. Hablaremos de las propiedades cáncer-preventivas, anti-hipertensivas y anti-diabeticas.
En conclusión, el estudio integral de la planta de amaranto es de gran interés para poder explotarla en la generación de conocimiento que nos permitan mejorar variedades o determinar blancos (genes, proteínas) que puedan ser introducidos en los programas de mejoramiento de cosechas tradicionales. Sus semillas son una fuente prometedora de alimento funcional que ayudará a prevenir y mejorar la salud de la población afectada por enfermedades metabólicas. Todo esto fundamenta que el amaranto es un cultivo alterno que puede ser explotado para asegurar la Soberanía Alimentaria en todo el mundo.

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Categoría: Histórico

Ponente: Ing. Miguel Waldo
Procedencia: Shulman

Abstract 

In this work was to investigate the effect of the surface passivation of titanium dioxide
(TiO2) pigments on the photodegradation performance of linear low density polyethylene
(LLDPE) used in outdoor applications. To do so a, commercial LLDPE containing four
different TiO2 pigments, classified by different levels of Al2O3-SiO2 coatings, were
studied. Specimens were exposed on an ultraviolet (UV) weathering chamber. The
selected exposure condition used was similar to real outdoor exposure at 160 kLy range.
The physical and chemical degradations of the filled LLDPE were monitored at periodic
intervals. Progression of degradation on the LLDPE surfaces was characterized by Atomic
Force Microscopy (AFM) in terms of changes in surface roughness and morphology and
by Universal Mechanical Analysis (UMA) in terms of percentage of retention in elongation
and stress at break of exposed plastic samples. The observed physical changes were
correlated to the chemical changes in carbonyl peak measured by ATR-FTIR as a function
of UV exposure time. LLDPE samples showed less degradation when filled with TiO2
pigment with the highest Al2O3/SiO2 coating content compared to lower coating
contents. It was observed that both the Al2O3 and SiO2 concentration strongly affected
the UV degradation of LLDPE. Finally, when used in combination with the conventional
hindered amine light stabilizer (HALS), Chimassorb® 944, the four different TiO2 pigments
revealed strong synergistic effect during the photodegradation of the LLDPE composites.
The resultant capacity of photostabilization was again higher when TiO2 pigment with the
highest Al2O3-SiO2 coating content was used.

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Categoría: Histórico

Ponente: Prof. Robert Leheny
Procedente: Universidad Johns Hopkins.

Abstract:

Complex fluids are soft materials that possess liquid-like
properties but that differ from simple liquids due to internal structure on
the nanometer or micrometer scale. Particles suspended in a complex fluid can
be subject to a variety of interactions including electromagnetic, elastic,
entropic, and interfacial forces. The study of these forces has provided
understanding of fundamental problems in soft-matter physics as well as new
avenues for applications. This talk will describe our work with ferromagnetic
particles, including wire-shaped and disk-shaped colloids, as probes of
complex-fluid behavior in several related systems. The magnetic properties of
these colloids enable us to apply robust and precisely controlled forces and
torques to them within the fluid environment. The first part of the talk will
discuss the behavior of particles in liquid crystals where we find the
particles are subject to unique, anistropic forces engendered by their
disruption of the liquid-crystal order. We will describe efforts to
characterize these forces and to control them as a means to manipulate and
organize the particles. The second part of the talk will discuss experiments
employing the particles as microrheological probes of soft materials with
strongly nonlinear mechanical response including shear-thinning wormlike
micelle solutions and protein layers at fluid interfaces.

Viernes 18 de agosto 2016
13 HR auditorio del IF

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Categoría: Histórico

Ponente: Dr. Marco Heinen
Procedencia: Universidad de Guanajuato

Resumen:

Porous media can host complex fluids confined to a non-integer (fractal) dimensional con-figuration space. An example of high application relevance is reservoir rock containing oil, water, natural gas, or multiphase mixtures thereof. The fractal structure of the void space of porous media, and the diffusion of single particles through its pores are well-studied problems. However, dense fluid phases of strongly interacting particles in fractal confinement have not yet received the same attention and remain mostly unexplored until today. In recent work we have introduced statistical mechanical methods to compute the equilibrium correlations among dense, disordered phases of mesoscopic particles in fractal confinement. In our Monte Carlo simulations of a fractal lattice liquid, we study the 1.67659-dimensional analogue of the integer-dimensional hard sphere liquid, the most well-studied standard model of liquid state theory. Our simulation results compare well with the predictions of the Percus-Yevick integral equation, analytically continued from integer to non-integer dimension and solved
numerically by a spectral method. In this seminar we will also briefly comment on the expected (non-)existence of phase transitions in fractal confinement, and about an extension to fractal multiphase fluid dynamics, based on lattice gas automata.

Viernes 27 de mayo 2016, 13 hr
Auditorio del IF

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Categoría: Histórico