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La disponibilidad de nitrógeno es uno de los factores más importantes que limita el crecimiento y desarrollo de las plantas. La interacción simbiótica entre leguminosas y bacterias del suelo fijadoras de nitrógeno pertenecientes a la familia Rhizobiaceae resulta en la formación de un nuevo órgano, denominado nódulo, donde la bacteria fija el nitrógeno atmosférico (FBN) a formas reducidas que pueden ser incorporadas al metabolismo de la planta. El establecimiento de la simbiosis requiere una reprogramación de la expresión génica de las células de la raíz que involucra cambios a nivel transcripcional y postranscripcional. Dentro de estos últimos se encuentra la distribución dinámica de los mRNAs en distintos complejos ribonucleoproteicos (RNPs) citoplasmáticos, principalmente los polisomas, los cuerpos de procesamiento (P-bodies o PBs) y los gránulos de estrés (Stress Granules o SGs). En esta tesis doctoral se desarrolló una técnica de purificación de complejos RNPs en la planta leguminosa M. truncatula, que permita caracterizar el movimiento de RNAs entre los diferentes complejos RNP citoplasmáticos durante la simbiosis. La expresión de las proteínas DCP1 y RBP47 fusionadas al tag FLAG permitió co-inmunopurificar el RNA asociado a PBs y SGs, respectivamente. La cuantificación de mRNAs de genes involucrados en la vía de señalización del Nod Factor (NF) mostró que existe una regulación postranscripcional de los genes de la vía del NF en M. truncatula que depende de la movilización dinámica de RNAs entre los polisomas, los SGs y los PBs. Por otra parte, la expresión de las fusiones RBP47-RFP y DCP1-YFP permitieron visualizar la dinámica y colocalización de los RNPs in vivo en tejido foliar de N. benthamiana y de raíces de M. truncatula. En el segundo capítulo, se analizaron las características de los mRNAs que presentaban un cambio en la eficiencia traduccional en respuesta a la inoculación con rizobios. La longitud de los mRNAs, el contenido GC, y la estructura secundaria, tanto de sus secuencias no traducidas como de las codificantes, están correlacionadas con la eficiencia traduccional, sugiriendo que estos parámetros influyen en la asociación de los transcriptos a los polisomas en el contexto de la reprogramación génica y la modulación de su traducción durante la simbiosis. En el tercer capítulo, se muestra que las redes transcripcionales que operan en la simbiosis son diferentes a las que participan en la selección de aquellas cepas más eficientes en la simbiosis. Estas diferencias involucran elementos de regulación que actúan tanto a nivel transcripcional como postranscripcional. Los resultados obtenidos en este trabajo de tesis han arrojado luz sobre la dinámica citoplasmática de los mRNAs y han permitido caracterizar los elementos regulatorios del DNA y del RNA asociados a la simbiosis fijadora de nitrógeno, sentando las bases para futuros proyectos de investigación y desarrollo que permitan optimizar la fijación de nitrógeno en leguminosas de interés agronómico.

Tesis (Doctor en Física)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física, 2009.

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2013

Desde sus comienzos, la espectroscopia ha jugado un rol fundamental en nuestra comprensión de la estructura electrónica de la materia. Sin embargo, el modelado teórico de propiedades ópticas representa todavía un enorme desafío; los métodos mas robustos en la descripción de estados excitados suelen ser computacionalmente prohibitivos mientras que las predicciones arrojadas por las técnicas mas accesibles con frecuencia se encuentran muy alejadas de los valores experimentales. En este escenario, como pieza fundamental del presente trabajo de tesis se desarrolló una novedosa implementación de la teoría del funcional de la densidad dependiente del tiempo (TDDFT) incluyendo efectos del entorno molecular a través de un Hamiltoniano híbrido cuántico-clásico (QM-MM). Esta implementación se realizó en el marco del programa de código libre LIO; la herramienta omnipresente a lo largo de esta tesis. La descripción propuesta permitió la reproducción cuantitativa de resultados espectroscópicos de sistemas moleculares inmersos en entornos diversos como matrices proteicas o solventes de distinta naturaleza. Asimismo, se analizaron las ventajas computacionales asociadas a diferentes niveles de paralelización del código y en particular, a la migración parcial del cómputo a placas de procesamiento gráfico (GPU). El esquema presentado resultó una herramienta fundamental en la elucidación de mecanismos de reacción de relevancia fisiológica entre especies derivadas de dos importantes moléculas se~nalizadoras como el ácido sulfhídrico (H2S) y el óxido nítrico (NO). La formulación implementada durante la primer parte de esta tesis fue modificada posteriormente para permitir el tratamiento de sistemas cuánticos abiertos con el objetivo de estudiar el fenómeno de transporte electrónico molecular. Este proceso subyacente a toda la química redox ha despertado gran interés a lo largo de la historia. En particular, en las últimas dos décadas el potencial de las moléculas como componentes electrónicos en miniatura ha causado un enorme revuelo en las comunidades científica, tecnológica e industrial. A diferencia de las aproximaciones tradicionales, basadas típicamente en el formalismo de funciones de Green de no equilibrio (NEGF) en combinación con la teoría del funcional de la densidad (DFT), el esquema presentado permite la descripción de estados no estacionarios abriendo las puertas al estudio de efectos transientes o acoplamientos con campos externos dependientes del tiempo. Esta metodología |cuyo costo computacional es comparable al de un cálculo TDDFT estándar| es, hasta el alcance de nuestro conocimiento, la primer implementación ab-initio de este tipo reportada en la literatura. De esta manera, el modelo propuesto fue sometido a una rigurosa validación estudiando la conductividad de hidrocarburos saturados e insaturados y contrastando con valores provenientes de distintos formalismos.

ErbB2 es un receptor de membrana con actividad de tirosina quinasa que se localiza en formando parches o clusters cuyo tamaño depende del nivel de expresión y grado de estimulación de la célula. Pese a no haber un ligando descripto, puede ser activado por la unión de heregulina-β1 (HRG) a su homólogo ErbB3, el cual induce la formación de heterodímeros ErbB2/3. ErbB2 se expresa en la glándula mamaria normal y su desregulación en procesos de desarrollo tumoral induce un fenotipo agresivo. El objetivo de este trabajo es describir la interacción entre ErbB2 y receptores de proteínas de matriz extracelular. Se muestra que, en contraste con lo propuesto en la literatura, ErbB2 no coexiste con β1-integrina (receptor de laminina, fibronectina y colágeno) en complejos de adhesión focal maduros. Por otro lado, ErbB2 si colocaliza con el Receptor de Dominio Discoidina 1 (DDR1), un receptor tirosina-quinasa específico para colágeno, en clusters de membrana tanto en células con altos como bajos niveles de expresión de ErbB2. Además, se ha caracterizado la interacción física de ErbB2 con DDR1 en modelos con de expresión endógena y mediante sobrexpresión de protenias recombinantes. Por otro lado, se demostró que el colágeno, pero no fibronectina, es capaz de regular la fosforilación de Akt en células tumorales mamarias. Los presentes resultados proponen a DDR1 como un novedoso regulador de la activación la vía de Akt por HRG en células tumorales mamarias.

Tesis para obtener el grado de Doctor en Ciencias Agropecuarias, de la Universidad Nacional de Córdoba, en 2017

Fil:De Pietri, Diana Elba. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Los pastizales constituyen uno de los ecosistemas más extensos del planeta y proveen de una amplia gama de bienes y servicios ambientales. En pastizales áridos y semiáridos se ha observado a nivel global un proceso caracterizado por el aumento en la densidad y cobertura de arbustos, fenómeno conocido como arbustización. Es un proceso frecuente, modulado por modificaciones en los regímenes de incendios y en eventos asociados al cambio climático, tales como sequías o precipitaciones superiores a valores normales. Aun cuando el fuego es un factor importante en la regulación del balance entre los arbustos y los pastos, la relación entre el fuego y la arbustización no sigue un patrón general. Varios estudios mostraron que la supresión del fuego favorece el avance de los arbustos sobre los pastizales, mientras que otros han encontrado un patrón opuesto, indicando un aumento de la cobertura de arbustos al aumentar la frecuencia de incendios. En esta tesis desarrollamos modelos matemáticos para estudiar las consecuencias demográficas de las variaciones en la frecuencia y tamaño de los incendios, combinadas con variaciones en la precipitación sobre las poblaciones de tres arbustos nativos dominantes de la estepa norpatagónica. Las especies que utilizamos para realizar el presente estudio poseen diferentes estrategias de regeneración post fuego. Fabiana imbricata es una semillera obligada, y S. bracteolatus y M. spinosum son rebrotantes, aunque la primera posee una estrategia mixta, y la segunda es una rebrotante obligada. Para nuestro estudio elegimos modelos matriciales estocásticos, que han sido muy usados para estudios demográficos en ambientes temporalmente variables. Para parametrizar los modelos utilizamos datos obtenidos de monitoreos y experimentos de campo e invernadero, bases de datos disponibles y fuentes bibliográficas. Estos modelos nos permitieron analizar escenarios hipotéticos que contemplan el decrecimiento gradual de la frecuencia de fuego desde un incendio al año hasta la exclusión de fuego, combinados con las variaciones en las precipitaciones de primavera y verano. Nuestros resultados aportan evidencia acerca de los efectos positivos del fuego sobre la arbustización en un ambiente semiárido de clima mediterráneo. En términos generales encontramos que las poblaciones de los tres arbustos estudiados muestran una tendencia creciente bajo una amplia gama de frecuencias de fuego. Nuestro estudio indica que F. imbricata alcanza una tasa de crecimiento máximo, que depende del tamaño de los incendios y del intervalo de retorno de fuego. Por su parte S. braceolatus y M. spinosum, aumentan su tasa de crecimiento poblacional a medida que aumenta el intervalo de retorno de fuego, alcanzando un valor aproximadamente constante (8,49% y 5,56% anual) después de un intervalo de retorno de 16 y 50 años respetivamente. Los únicos casos en que estas poblaciones muestran una tendencia decreciente son con incendios muy frecuentes (anual o bianual). Para F. imbricata, también se prevé un decrecimiento poblacional si el fuego fuera eliminado (exclusión), y con un intervalo de retorno de fuego de 75 años o más, si los incendios son chicos. En cuanto a la tasa de crecimiento poblacional de S. bracteolatus y M. spinosum, nuestros resultados muestran un patrón similar, observándose un aumento paulatino de la misma a medida que aumenta el intervalo de retorno de fuego, haciéndose asintótica a un valor constante. A partir de un intervalo de retorno de 4 años la población de S. bracteolatus muestra una tendencia creciente, haciéndose independiente de la frecuencia de fuego para intervalos de retorno mayores a14 años, alcanzando un crecimiento anual de aproximadamente 8,5. Para M. spinosum las proyecciones indican que la población tiene una dinámica creciente para todas las frecuencias analizadas, excepto para el caso de un incendio al año. La tasa de crecimiento poblacional se vuelve independiente del intervalo de retorno de fuego, estabilizándose en un valor cercano al 5,6% anual para intervalos de retorno de fuego superiores a 50 años. Las plantas que viven en ambientes con fuegos recurrentes, han adquirido a lo largo de su evolución una serie de rasgos que les permiten persistir en la comunidad. Estos rasgos tienen pues, un valor adaptativo. Los principales son la supervivencia al fuego y la capacidad de reclutamiento postfuego. Los resultados obtenidos de nuestros modelos sugieren que poseer la capacidad de rebrote permitiría a S. bracteolatus y M. spinosum sobrevivir y persistir, aún a incendios recurrentes. Asimismo, dan evidencias del alto potencial que tienen estas especies de avanzar sobre los pastizales del noroeste de la Patagonia en distintos escenarios. En nuestros modelos hemos introducido dos tipos de variabilidad: demográfica y ambiental. La primera se refiere a las distintas respuestas ante las mismas condiciones ambientales. Esta estocasticidad se ve reflejada en el modelo en funciones de distribución de probabilidades que corresponden a estos procesos, cuyos parámetros fueron estimados a partir de las respuestas individuales. En estos casos, en cada iteración del modelo, el valor que asume el elemento correspondiente de la matriz o el parámetro involucrado en su cálculo, se sortea de dicha distribución, introduciendo así la estocasticidad. La estocasticidad ambiental se refiere a la variación en las respuestas poblacionales a cambios en las condiciones ambientales (como por ejemplo la probabilidad de germinación de las semillas bajo distintos niveles de riego). Esta variabilidad se introduce en el modelo a partir de funciones que se definen en base a aquellas variables que regulan el proceso, en las que, si bien está involucrada la respuesta individual (a partir de las réplicas por nivel de análisis), su incidencia en las estimaciones está más fuertemente relacionada con la forma en que las variables ambientales influyen sobre los procesos demográficos. Usualmente, en escalas temporales acotadas, los estudios experimentales y datos de campo pueden capturar mucha de la estocasticidad demográfica, pero no tanto de la estocasticidad ambiental, debido a que estos procesos requieren de mayores escalas temporales de análisis, y muchas veces de la ocurrencia de eventos difíciles de observar. En la posibilidad de explorar distintas escalas temporales y comparar la respuesta poblacional en distintos escenarios hipotéticos de interés, radica la riqueza de la construcción y análisis de modelos matemáticos. Los estudios tendientes a conocer la dinámica de estos ambientes en diferentes condiciones de clima y de régimen de fuego son importantes en cuanto no sólo aportan información para la preservación del ecosistema, sino que también pueden contribuir a que las medidas de manejo que se tomen en cuanto a su uso sean compatibles con la conservación

Barletta, P. (2020). Dinámica de cavidades proteicas: flexibilidad y cambios conformacionales. (Tesis de doctorado). Universidad Nacional de Quilmes, Bernal, Argentina.

Tesis para obtener el grado de Doctor em Recursos Florestais e Engenharia Florestal, de la Universidade Federal de Santa Maria (Brasil), en 2006