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La aptitud papelera de una especie representa su capacidad para formar una hoja de papel con características y rendimientos aceptables. Esta capacidad depende de las particularidades físicas y químicas, intrínsecas de la materia prima y de las condiciones operativas de pulpado. Para cada grado de papel, existe una serie de requisitos que pueden cumplirse solo con determinados procesos de obtención de pulpa y con determinadas especies, o por medio de mezclas de pulpas obtenidas a partir de diferentes especies y procesos. En esta Tesis, se hará referencia al pulpado quimimecánico (CMP) de latifoliadas (angiospermas dicotiledóneas) para papel de diario. Desde los años 1980, los clones de sauces han sido estudiados de una u otra forma. Sin embargo, estos estudios no fueron sistemáticos, ni abarcaron la totalidad de las características que definen la aptitud papelera de un recurso fibroso. Se presenta en el capítulo II de Antecedentes Bibliográficos la situación actual del conocimiento de la madera de sauces en Argentina y en el mundo. El objetivo principal de la tesis fue desarrollar modelos de predicción de las propiedades de pulpas quimimecánicas del género Salix, a partir de la determinación de las características intrínsecas de la madera de 6 clones y su variabilidad.

En el presente trabajo se estudiaron las características bioquímicas de las mitocondrias de cerebro de rata durante la maduración postnatal y el efecto de la tiroideotomía neonatal sobre las mismas. Para ello primero se debió obtener una preparación de mitocondrias de cerebro de rata en satisfactorio estado de pureza, lo que se logró utilizando el método de Løvtrup y Zelander para su obtención. Las mitocondrias así obtenidas se encontraban en la conformación condensada y presentaban valores satisfactorios de P/O y C.R. con diversos sustratos oxidables. Maduración Se estudió el período de maduración comprendido entre los 5 y 30 días de vida postnatal. El contenido proteico de las mitocondrias purificadas, en base al peso de tejido fresco original, aumentó aproximadamente 4 veces entre los 5 y 30 días de edad. La actividad de SDH, expresada en base al peso de tejido fresco original, presentó un aumento de aproximadamente 5 veces entre los 5 y 30 días; mientras que la actividad específica de la misma se duplicó durante este período. Se estudió la fosforilación oxidativa utilizando piruvato+L—malato y succinato como sustratos oxidables. Con piruvato+L—malato se observó un aumento de 3 veces, tanto en el consumo de oxígeno como en el de fosfato inorgánico, entre los 5 y 30 días de edad; con succi­nato el aumento observado en ambos parámetros fué de 2 veces. Tanto los valores de P/O como los de C.R. obtenidos con ambos sustratos fueron satisfactorios desde los 5 días y permanecieron constantes durante todo el período estudiado. Esto sugiere que tanto los sistemas involucrados en el transporte de electrones como en la síntesis de ATP aumentan paralelamente y se mantienen en un óptimo grado de acoplamiento durante el período de maduración postnatal. La concentración de ubiquinona/mg de proteína mitocondrial aumentó aproximadamente 2 veces entre los 5 y 30 días de edad, produciéndose el aumento más importante entre el 10mo y 20mo día. Los niveles de los citocromos/mg de proteína mitocondrial aumentaron aproximadamente 2 veces entre los 5 y 30 días de vida postnatal. Los citocromos c+c1 y a presentaron los aumentos más importantes entre los 1O y 20 días; mientras que el citocromo b aumentó significativamente entre los 15 y 20 días de edad. El aumento de la concentración de los componentes de la cadena respiratoria permite postular un aumento de la superficie de la membrana interna de la mitocondria cerebral durante la maduración postnatal. Los resultados obtenidos, que indican que los diferentes parámetros estudiados no aumentan paralelamente, sugieren que la composición de la membrana interna de la mitocondria cerebral varía durante la maduración. Por lo tanto, el aumento observado en el metabolismo oxidativo de las mitocondrias cerebrales durante la maduración se debería a los cambios que ocurren en la composición de estos organoides, los que alcanzarían las características del animal adulto a los 20 días de vida postnatal. Hipotiroidismo Se estudió la fosforilación oxidativa en mitocondrias de cerebro de ratas normales y radiotiroidectomizadas en el momento del nacimiento, a los 30 días de edad. Cuando se utilizó piruvato+L-malato como sustrato se observó una disminución del 17 % aproximadamente, tanto en el consumo de oxígeno como en el de fosfato inorgánico, en las preparaciones provenientes de las ratas cretinas. Utilizando succinato como sustrato se obtuvieron los mismos valores de consumo de oxígeno y de fosfato inorgánico en las ratas normales y en las hipotiroideas. Con los dos sustratos utilizados no se observaron alteraciones ni en el P/O ni en el C.R. La actividad específica de SDH no fué modificada por efecto de la tiroidectomía neonatal. Según estos resultados no se producirían alteraciones fundamentales en la composición de las mitocondrias cerebrales por efecto de la tiroidectomía neonatal. Se discute, en relación con diversos resultados, la hipótesis según la cual la falta de hormona tiroidea desde el nacimiento produciría una disminución en la síntesis de proteínas, que se reflejaría en una disminuída síntesis de las diferentes membranas. Por lo tanto, esto traería como consecuencia, una disminución en el número de las mitocondrias cerebrales, sin que se produzcan alteraciones fundamentales en la composición de las mismas.

La evolución de las estrellas masivas depende fundamentalmente de su masa inicial, pero factores secundarios como la metalicidad, la eyección de materia o la interacción gravitatoria en sistemas binarios, pueden modificar radicalmente las fases evolutivas y las características del entorno estelar. Los mecanismos que favorecen la eyección de materia, tales como la rotación, las pulsaciones, la presión de radiación, y, en especial, las explosiones de supernovas, tienen importantes consecuencias sobre el medio circunestelar e interestelar, aportando grandes cantidades de energía y momento. A su vez, las abundancias químicas superficiales de una estrella masiva se ven modificadas por el enriquecimiento de elementos pesados generados en su interior, que con ayuda del mezclado convectivo externo (MCE, o “dredge up”) suben a las capas superiores favoreciendo el desarrollo de inestabilidades, las que influyen en las propiedades de los vientos estelares (Panei 2004). Un elemento importante en la descripción de la teoría de evolución estelar es la tasa de la pérdida de masa. La pérdida de materia a lo largo de la vida de una estrella puede ser muy grande y favorecer la formación de discos y envolturas. Además, la determinación de las abundancias químicas constituye otro elemento de diagnośtico y verificación de la teoría de evolución estelar. Tal es así que la extensión de la región que posee helio enriquecido puede discriminarse contemplando los procesos de mezcla en la fase de secuencia principal (por efectos de la rotación) y en la fase de supergigante roja por MCE, mientras que los cocientes de abundancias de C/N y O/N dan información de la extensión de las regiones de elementos procesados por ciclos CN y ON del ciclo CNO. Entonces, el enriquecimiento por CNO procesado será más importante en las estrellas más masivas y más luminosas (Lennon et al. 1993a). Es también de esperar que las supergigantes en la fase de post-supergigante roja tengan más intensificado el CNO procesado. Sin embargo, las anomalías de carbono y nitrógeno en las superficies de las supergigantes B están bien documentadas y dieron lugar al sistema de clasificación espectral BN y BC propuesto por Walborn (1976). Los estudios más recientes mostraron que la materia nuclear procesada, determinada por el cociente C/N, requiere de un mecanismo más eficiente de mezcla que el predicho por los modelos actuales de estrellas con rotación y pérdida de masa (Firnstein & Przybilla 2006). La correcta estimación de la composición química es importante al momento de analizar la propia evolución estelar y la dinámica del viento. El estudio de los vientos de las estrellas supergigantes está basado en la teoría de vientos impulsados por radiación, desarrollada por Castor et al. (1975), y en la cual se adopta una ley de velocidades β como aproximación a la solución hidrodinámica del fluido. El parámetro β define el gradiente de la curva de velocidad del viento y la velocidad terminal de las las partículas, que es la velocidad que éstas alcanzan a distancias muy grandes comparadas con las dimensiones del objeto. Estos dos parámetros, en conjunto con la tasa de pérdida de masa, constituyen los tres parámetros que caracterizan a un viento estelar. Esta tesis está centrada en el estudio de los vientos de las estrellas supergigantes B y su variabilidad. La importancia de entender el comportamiento de estos objetos es fundamental para comprender la evolución de las estrellas masivas en general y la evolución dinámica y química de las galaxias donde ellas se encuentran. En particular, estos objetos se ubican en las inmediaciones del salto de biestabilidad de temperatura (Lamers et al. 1995), región que divide claramente las características de los vientos estelares en dos grupos. Aquí merece destacarse que la teoría estándar sólo explica consistentemente los vientos con β ≤ 1 aunque las observaciones sugieren valores de β entre 1 y 3. Para estudiar las estrellas supergigantes B, se realizó un análisis mediante la comparación de espectros sintéticos con los observados, principalmente el de la línea Hα que, en el rango óptico, es la línea más sensible para derivar los parámetros del viento. Para modelar los perfiles observados se utilizó el código de transporte radiativo FASTWIND, desarrollado por Puls et al. (2005). En esta tesis estudiamos, por un lado, una muestra de 19 estrellas supergigantes B, cubriendo todos los subtipos espectrales, desde las más calientes (B0) hasta las más frías (B9). Este estudio permitió realizar nuevas estimaciones de los parámetros estelares y de los parámetros del viento. En tres objetos, la determinación de los parámetros del viento se ha realizado por primera vez. Analizamos la conocida relación momento-luminosidad del viento y discutimos nuestros resultados con los obtenidos por otros autores. Cabe destacar aquí que encontramos dos relaciones para describir la relación momento-luminosidad del viento de las estrellas supergigantes. Interpretamos estas relaciones en términos de los valores que adoptamos para los parámetros del viento. Por otro lado, en esta tesis nos centramos en el estudio de la variabilidad de la supergigante 55 Cyg, sobre una base de tiempo de 5 años. Esto ha sido posible gracias a una extensa campaña de observación internacional. De un trabajo detallado hemos podido modelar con FASTWIND más de 50 espectros ópticos obteniendo de manera consistente los parámetros del viento. Complementariamente, el análisis de los momentos de líneas fotosféricas permitió detectar 19 frecuencias con periodos que van de unas pocas horas a varias decenas de días. La presencia de multiperiodos y la variabilidad observada en la eyección de materia nos llevó a proponer que 55 Cyg se encuentra por segunda vez en la región del diagrama HR de las supergigantes azules, habiendo pasado ya por la etapa de supergigante roja. Discutimos además la relación del cociente entre la velocidad terminal y de escape con la temperatura efectiva de los objetos, prestando especial atención en aquellos que se encuentran en el rango de temperatura asociado con el salto de biestabilidad. Por otro lado, observando la variabilidad de los vientos estelares mediante los cambios en la forma e intensidad de los perfiles de línea de H α , buscamos posibles correlaciones con los periodos reportados en la literatura. Encontramos una relación lineal empírica entre el máximo periodo (fotométrico o espectroscópico) medido y un parámetro Qr que está asociado con la amplitud de variación de la pérdida de masa. Cabe mencionar que las estrellas supergigantes B que siguen esta relación son de tipos espectrales medios (B2-B3) y tardíos (B4-B9), mientras que las de tipos espectrales tempranos (B0-B1.5) parecen no seguir ninguna relación. La relación encontrada podría asociarse con los modos radiales extraños (que presentan los periodos más largos) y podrían desencadenar procesos de pérdida de masa. Por otro lado, cabe mencionar que el periodo máximo de 22.5 días y la amplitud de variación de la pérdida de masa encontrada en este trabajo para 55 Cyg, siguen la misma relación empírica mencionada. En base a los resultados alcanzados en esta tesis, se plantean nuevas problemáticas a estudiar, como lo es la presencia de abundancias normales de He en la superficie de las estrellas supergigantes B en la etapa posterior a supergigante roja. Esto conlleva a rever los modelos de evolución estelar, indicando que estos no sólo deberían considerar la variabilidad en la pérdida de masa a lo largo de la evolución sino que deberían incluir a las pulsaciones en forma consistente. El trabajo de tesis está diagramado en 6 capítulos; dos capítulos introductorios, un tercer capítulo donde se presenta una muestra de 19 estrellas B supergigantes, el modelado individual de cada una y un resumen de los parámetros estelares obtenidos y de las propiedades de los vientos de estas estrellas. El capítulo 4 versa sobre el estudio individual de la estrella supergigante 55 Cyg, donde se confirma la presencia de 19 modos de pulsación y se propone a las pulsaciones como un mecanismo plausible para explicar la variabilidad del viento en este objeto. En el capítulo 5 se presenta una discusión general sobre el estado evolutivo de las estrellas B supergigantes, las características de los vientos en la región de biestabilidad y se muestra una relación que vincula la amplitud de la variación de la pérdida de masa con las pulsaciones. Finalmente, en el capítulo 6 se resumen las conclusiones de este trabajo.

Tesis de Doctorado en Ciencia y Tecnología Mención Química

Primera Parte: La henificación, en sus distintas variantes, es la principal forma de conservar alfalfa pura o consociada. Existen dos formas principales de conservación del forraje: la henificación y el silaje. El primero actúa, principalmente, por deshidratación y el segundo por acidificación. La principal variable que se debe controlar en el proceso de henificar forraje, es la humedad. La reducción drástica de la humedad resulta clave una vez que el forraje ha sido cortado y conduce a la conservación de una mayor proporción del valor nutritivo original al conservar más hojas que tallos en el heno, reduciendo así la proliferación de diversos microorganismos contaminantes principalmente hongos indeseados. Para llevar a cabo esta primer etapa del trabajo, de índole aplicada, se realizó un aislamiento de cepas de Bacillus con alta capacidad esporulante, provenientes de distintas fuentes naturales como ser muestras henos de diferentes calidades y tierras de regiones cultivadas de la zona pampeana de nuestro país. De aquí se obtuvieron aproximadamente una 500 cepas del género Bacillus, las cuales fueron estudiadas en sus capacidades para controlar el crecimiento de distintas cepas fúngicas contaminantes típicos de henos y que producen grandes pérdidas de calidad de los forrajes, lo que se traduce en pérdidas económicas para el productor animal. Esto se ve reflejado luego en una disminución de la calidad de la carne y una menor producción de leche. Las cepas fúngicas que más interesaron controlar fueron Fusarium verticilloides, Aspergillus flavus, Mucor sp y Penicillium sp. Otro parámetro que se estudió para realizar una selección tentativa de las cepas que constituirán un futuro producto comercial fue su capacidad de deshidratar alfalfa. Para ello desarrollamos ensayos novedosos de deshidratación de alfalfa, que en conjunto con los ensayos de actividad antifúngica, permitieron seleccionar cuatro cepas salvajes de Bacillus. Estas cepas, se estudiaron en cuanto a su capacidad de desplazarse en medios semi-sólidos, el cual es un parámetro asociado a la capacidad de colonizar diversos nichos, que en nuestro caso sería la superficie de las hojas de alfalfa, su capacidad de esporular, el cual es un factor clave al momento de la producción industrial y por último su capacidad de formar biofilms, la cual está asociada a la producción de sustancias bio-activas. Además, se estudió la capacidad de las esporas de las cepas de Bacillus seleccionadas para llevar a cabo un ciclo de vida completo sobre el tejido vegetal: germinacióncrecimiento vegetativo-esporulación-germinación. Finalmente, las cepas seleccionadas fueron escaladas a nivel piloto en fermentadores, secuenciadas para conocer su identidad de especie exacta. Estos estudios, en conjunto, ermitirán el patentamiento, con propiedad intelectual de la UNR y el CONICET, y la formulación y registro del producto comercial por parte de BIOTAY S.A. en el SENASA. Segunda Parte: Diversas cepas de Bacillus han sido usadas como organismo modelo para el estudio en el laboratorio de numerosos aspectos biológicos y fisiológicos como ser división celular, competencia genética, formación de la espora y producción antimicrobianos. Estos estudios han considerado al bacilo como entidad individual, siendo tratados como organismos aislados y separados de su entorno. Sin embargo, en los últimos años ha resultado de fundamental interés el estudio de las bacterias como organismos de comportamiento multicelular ya que, paradójicamente, el mundo de las bacterias contiene numerosos ejemplos de este tipo de comportamiento comunitario, tales como la formación de biofilms, la formación de cuerpos fructíferos y el desplazamiento cooperativo sobre superficies. En ambientes naturales, el cooperativismo entre las células le brindaría a la población bacteriana una ventaja adaptativa muy importante. En este trabajo de Tesis, en una segunda instancia, nos hemos abocado al estudio y caracterización de uno de los comportamientos sociales de movimiento sobre superficies menos estudiados y por ende muy poco comprendido que son capaces de llevar a cabo ciertas bacterias en ambientes tanto naturales como en el laboratorio. Este tipo de movimiento es el sliding o deslizamiento, un tipo de deslizamiento independiente del flagelo. Para llevar a cabo estos estudios escogimos a Bacillus subtilis, bacilo Gram-positivo formador de esporas, como modelo de estudio. Empleamos dos cepas de Bacillus, una fue la cepa salvaje NCIB3610 relacionada con la cepa Marburg, la cual está reportada como capaz de desplazarse por medio de sliding y de swarming. El sliding es definido como una translocación “pasiva” sobre la superficie que sería impulsada por el crecimiento cooperativo de las células y facilitada por la producción de surfactante. Mientras tanto, el swarming se define como un movimiento multicelular activo y coordinando de las bacterias a través de las superficies accionado por los flagelos. La otra cepa escogida fue la cepa salvaje de origen japonés Bacillus subtillis natto (RG4365), la cual es utilizada para la preparación de una comida funcional probiótica típica nipona. Esta última cepa es totalmente inmóvil en medio líquido pero, por lo demostrado en este trabajo de Tesis, es capaz de desplazarse en medio semisólido. En una primera instancia se determinó la razón por la cual una de tales cepas era móvil en medio líquido y la otra cepa no. Se sospechaba que la cepa RG4365, no oseía flagelo. Por lo tanto se procedió, como una primera instancia evaluativa, a realizar un ensayo de tinción de flagelos a partir de células incubadas tanto en medio semi-sólidos como en medio de cultivo líquido. Este ensayo reveló que la cepa RG4365 no los poseía, mientras que la cepa NCIB3610 sí, por lo tanto se pudo determinar, en principio, que el movimiento que presenta la cepa nipona en medio semi-sólido sería del tipo sliding. Al medir la velocidad del desplazamiento sobre superficies de ambas cepas se encontró que la cepa RG4365 se movía aunque más lentamente que la cepa NCIB3610. A continuación y para confirmar nuestra presunción, se inactivó el gen hag, el cual codifica la subunidad de la flagelina en B. subtilis. Se pudo observar que ambas cepas se movían en el medio semi sólido, pero no en medio líquido, mediante sliding y a la misma velocidad. Un análisis posterior de los posibles reguladores del sliding demostró que el regulador maestro de la transcripción Spo0A era el responsable del sliding en ambas cepas salvajes. Spo0A, es el responsable de muchos de los comportamientos sociales o de adaptación de B. subtillis como ser el gatillado de la esporulación, la síntesis de ácidos grasos durante la diferenciación celular, la formación de biofilm pero no así del swarming. Se determinó mediante distintas construcciones génicas que los genes relacionados con el inicio de la esporulación no estaban implicados en el deslizamiento mientras que, AbrB, un represor de la formación de biofilm y de la expresión de genes relacionados con la adaptación a la fase estacionaria, estaba implicado parcialmente junto con Spo0A en la regulación del sliding, ambos como represores y activadores, respectivamente. Para profundizar nuestro estudio se realizó un análisis de transcriptómica donde se evaluaron los genes que se expresaron en distintas condiciones de incubación de tanto cepas salvajes como de mutantes en spo0A, en condiciones permisivas y no permisivas para el desplazamiento (sliding). Este estudio reveló que en condiciones permisivas de sliding se activaban genes relacionados con la formación de biofilm como por ejemplo tasA, epsG, bslA. También se determinó que el lipopéptido urfactina era un componente indispensable para el sliding. Además, se sobre-expresaban genes relacionados con la síntesis de ácidos grasos (AG) como ser fabF, fabHBA, fabG, no así genes relacionados con la degradación de AG, sugiriendo que se requeriría para el sliding de la síntesis de AG de novo. Mediante un análisis del perfil de AG que se realizó en distintas condiciones permisivas y no permisivas de sliding se pudo determinar que la composición de la membrana lipídica del bacilo varía pese a que la temperatura permanecía constante. Se registró una disminución de la síntesis de AG lineales y aumentó el contenido de AG ante-iso de bajo punto de fusión, que le estaría brindando a la membrana una mayor fluidez para que la célula, en ausencia de la fuerza propulsora del flagelo, pudiese desplazarse de manera comunitaria a través de superficies a 37 °C, temperatura en la cual la síntesis de AG insaturados se encuentra inhibida. Puesto que en este punto ya hemos podido determinar cuál es el regulador de respuesta responsable del deslizamiento y los genes necesarios para llevarlo a cabo, nos propusimos estudiar, si hubiese, la señal que gatillaba el movimiento. Como se mencionó en párrafos anteriores, Spo0A es el regulador de respuesta responsable del sliding, el cual es activo en su forma fosforilada (Spo0A-Pi). Este fosfato es adquirido por Spo0A a partir de una posta de fosfatos conocida como phosphorelay. El phosphorelay es un sistema de transducción de señales similar a un sistema de dos componentes pero expandido, el cual está compuesto por cinco quinasas ensoras (KinA-E). Se sabe que cualquiera de las cuatro quinasas KinA, KinB, KinC o KinD (hasta el momento no hay ningún fenotipo reportado para KinE) detectan iferentes señales ambientales, se autofosforilan a partir de ATP y luego transfieren ese grupo fosfato, en primer instancia a Spo0F, que a su vez pasa su grupo fosforilo a Spo0B, el cual transfiere el fosfato a Spo0A, volviéndola activa. Para llevar a cabo el estudio sobre cuál/es quinasa/s serían las responsables del deslizamiento, en primer lugar se evaluó la capacidad de deslizarse de las cepas mutantes en la síntesis de cada una de las quinasas y se encontró que dos de ellas estaban implicadas en el sliding, KinB y en menor grado KinC. Está reportado que las quinasas del phosphorelay se encuentran divididas en sus funciones en grupos de redundancia donde KinA y KinB son las principales quinasas asociadas a la esporulación, mientras que KinC y KinD son las principales responsables de la formación de biofilm. Ahora, en base a nuestros estudios se adiciona otra dupla o dúo regulador, KinB/KinC, sobre el comportamiento social del sliding. Recientemente se reportó que KinB a través de su segundo segmento transmembrana está asociado con los citocromos caa3 y bc, cumpliendo de esta manera, un rol en el sensado del estrés nutricional dentro de un biofilm maduro. Sin embargo, descartamos la hipótesis de que la función que cumple KinB en el sensado del estrés nutricional esté relacionada con el sliding puesto que a medida que la colonia se expande sobre el medio de cultivo fresco los requisitos nutricionales estarían satisfechos y no se lo podría equiparar con el estilo de vida de las células “compactadas y mayormente inmóviles” dentro de un biofilm en cuya parte más íntima escasearían los nutrientes y el oxígeno activando estas señales a KinB. Por otro lado, se conoce que el potasio (K+) cumple un rol inhibitorio sobre la actividad estimuladora de la formación del biofilm de KinC al interactuar con su dominio PAS-PAC. La surfactina producida durante la formación del biofilm actuaría como molécula quelante del potasio intracelular liberando, de esta manera la inhibición producida por el K+. Además, se sabe que la concentración intracelular del ion mencionado disminuye a medida que la célula alcanza la fase estacionaria. Otros estudios, analizaron las características de la formación de la colonia en un biofilm sólido de B. subtillis en medios definidos con y sin K+ y se encontró que en medios depletados del metal, las colonias (biofilms) se desarrollaron en forma de dendritas. En nuestros estudios, cuando se analizaron las características de las cepas mutantes en las quinasas se pudo apreciar, en principio como una curiosidad, que todas las mutantes en kinB formaban colonias estrelladas y con mayor predisposición a formar biofilm que la cepa salvaje. A posteriori demostramos la existencia de una estimulación del sliding dependiente de la concentración de K+ que no se presentaba en cepas deficientes en kinB. Estos resultados, nos indicaron la estimulación positiva que el potasio tiene sobre esta quinasa KinB. Con los resultados hasta aquí obtenidos, nos avocamos al estudio de la estructura de KinB y su posible relación con el potasio. Para esto, se analizaron las estructuras típicas de proteínas sensoras de potasio o que lo unen, en particular los canales de potasio presentes tanto en eucariotas como en procariotas. De este análisis surgió una posible región, que no poseen ninguna de las otras quinasas del phosphorelay, que se encuentra solapada con el sitio de unión a ATP de la quinasa KinB en la región citoplasmática, la cual posee una alta similitud con la secuencia de aminoácidos consenso de la región filtro o dominio selectivo de unión de potasio conservada en todos los canales de potasio conocidos a la fecha. A partir de este hallazgo, se realizaron diferentes mutaciones puntuales sobre el gen kinB en la región codificante para el supuesto sitio de reconocimiento de K+ que posee la quinasa KinB y se estudió su efecto sobre el sliding. Estas mutaciones deberían no afectar la capacidad de esporular, de manera de saber que la mutante en KinB es activa en esporulación, y poder evaluar qué ocurriría con la activación del sliding. Verificada esta hipótesis, es decir que los mutantes en KinB con el sitio de selectividad para potasio mutados, no activaban el sliding y eran totalmente inmóviles, pero sí esporulaban, pudimos proponer un nuevo rol de KinB, junto con KinC, como las quinasas reguladoras del movimiento social tipo sliding a través del sensado de la fluctuación de potasio intracelular en distintas regiones (centro y periferia) que se da durante la expansión (sliding) de la colonia. Nuestra hipótesis, avalada por resultados experimentales de índole genética y fisiológica no descriptos en este resumen, propone que existe una regulación espacio-temporal de las quinasas en una colonia en deslizamiento activo. En un principio, cuando la colonia está compuesta por unas pocas células, la concentración intracelular de potasio es alta y está siendo sensada por KinB, que además, es la quinasa que se expresa primero permitiendo la activación del sliding y la inhibición por potasio del biofilm dependiente de KinC. A medida que la colonia se va desarrollando, KinC se expresa a mayores niveles, pero sigue inhibida en la periferia de la colonia en expansión por la presencia del K+ pero ya no así en el centro de la colonia donde las células se encontrarían en fase logarítmica tardía y por ende las concentraciones de potasio disminuirían por la presencia de surfactina y tansportadores de K+ activos que expulsarían el catión al medio extracelular. Esto último libera a KinC de su inhibición e inicia la formación de biofilm en el centro de la comunidad bacteriana, dejando las células en expansión en los bordes de la colonia, con KinB siendo estimulada por potasio para seguir avanzando en búsqueda de nuevos nichos. A tiempos mayores de incubación, en el centro de la colonia, donde se formó el biofilm, los nutrientes comienzan a escasear, el estrés nutricional continúa aumentando hasta llegar a niveles de activación de KinA, lo cual permite la formación de cuerpos fructíferos donde finalmente las células esporulan. Los resultados de esta investigación son altamente novedosos ya que describen un mecanismo cooperativo de movilidad social, el sliding, presente no solo en Bacillus sino también en varios patógenos productores de enfermedades infecciosas relevantes (Tuberculosis, Lepra, Ántrax, etc). Hemos identificado los componentes estructurales (BslA, Fas, TasA, EPS) de la maquinaria del mismo, los genes reguladores implicados en el mismo (Spo0A Y AbrB) y su forma de regulación (phosphorelay) identificando los sensores (KinB Y KinC), la señal (potasio intracelular) y la manera en que funciona (regulación espacio-temporal a través de la unión al sitio de selectividad de KinB y la región PAS-PAC de KinC). Además nuestros resultados podrían tener una relevancia importante en la determinación del comportamiento de los Bacilli en la naturaleza, donde deben colonizar nuevos nichos desplazándose de un lugar a otro, por ejemplo en la zona de la rizósfera de las plantas. Relacionado a esto, es de amplio conocimiento el uso de B. subtilis como agente de biocontrol a través de la producción de sustancias bio-activas y su reconocido uso en la agroindustria como inoculante o promotor del crecimiento vegetal. Precisamente, el desarrollo de esta beca Doctoral se llevó a cabo en el marco de un proyecto co-financiado con la empresa BIOTAY S.A. a través de un convenio de transferencia tecnológica tipo PID, entre la UNR, la empresa BIOTAY S.A., el FONCyT y el Conicet, donde el objetivo es desarrollar un producto comercial de base biotecnológica formulado con cepas del género Bacillus autóctonas para el mejoramiento de forrajes conservados (henos) destinados a la alimentación animal.

El objetivo del presente trabajo fue analizar propiedades de no equilibrio en sistemas amorfos o sobre-enfriados obtenidos por liofilización o congelación (transición vítrea (Tg), cristalización de hielo o azúcar, propiedades de sorción) y su influencia sobre la estabilidad enzimática (β-galactosidasa). Se estudió en particular el impacto de la cristalización de la matriz sobre la capacidad protectora de azúcares en sistemas de baja humedad. La estabilidad enzimática se vio afectada por cambios moleculares independientes de Tg en matrices vítreas y por la cristalización del azúcar en estado sobreenfriado. Los azúcares no reductores trehalosa y rafinosa en estado amorfo ofrecieron mayor protección que las matrices poliméricas de Tg más elevada, lo cual sugiere un mecanismo de protección no relacionado con el estado físico del medio pero sí con interacciones intermoleculares específicas. La dependencia de la cinética de inactivación enzimática y de la cristalización de azúcar con la temperatura se pudo describir con las ecuaciones de Arrhenius, VTF y WLF, empleando los coeficientes adecuados. El uso de excipientes como azúcares, sales o polímeros permitió retrasar la cristalización de azúcares o la formación de hielo y extender el efecto protector a la zona de liquido sobreenfriado. Tanto la inactivación enzimática en matrices vitreas como el retraso de la cristalización de hielo o azúcar se asociaron con cambios microestructurales (a nivel molecular) no relacionados con cambios en el valor de Tg del sistema (nivel supramolecular). Los mecanismos por los cuales los azúcares y las sales retrasan la cristalización del azúcar, analizados por la ecuación de JMAK, serían distintos.

Los objetos de estudio de esta tesis pertenecen a dos familias de ”variedades no conmutativas”, es decir álgebras N-graduadas conexas noetherianas a las que consideramos, siguiendo la perspectiva de la geometría no conmutativa, como análogos de anillos de coordenadas homogéneas sobre ciertas variedades proyectivas. La primera familia es la de las variedades tóricas cuánticas, subálgebras graduadas de toros cuánticos. Clasificamos estas álgebras y estudiamos en detalle sus propiedades de regularidad homológica, definidas por Artin-Schelter, Zhang, Van den Bergh, etc. La segunda familia es la de las álgebras conocidas como variedades de banderas cuánticas y otras álgebras asociadas, análogos no conmutativos de las álgebras de coordenadas homogeneas de las variedades de banderas y de sus subvariedades de Schubert. Demostramos que los miembros de esta segunda familia pueden filtrarse de forma que sus álgebras graduadas asociadas son variedades tóricas cuánticas. Luego probamos que las propiedades de regularidad homológica de las álgebras de las variedades de bandera y de Schubert cuánticas se deducen de las propiedades de las variedades tóricas cuánticas.

Los objetos de estudio de esta tesis pertenecen a dos familias de ”variedades no conmutativas”, es decir álgebras N-graduadas conexas noetherianas a las que consideramos, siguiendo la perspectiva de la geometría no conmutativa, como análogos de anillos de coordenadas homogéneas sobre ciertas variedades proyectivas. La primera familia es la de las variedades tóricas cuánticas, subálgebras graduadas de toros cuánticos. Clasificamos estas álgebras y estudiamos en detalle sus propiedades de regularidad homológica, definidas por Artin-Schelter, Zhang, Van den Bergh, etc. La segunda familia es la de las álgebras conocidas como variedades de banderas cuánticas y otras álgebras asociadas, análogos no conmutativos de las álgebras de coordenadas homogeneas de las variedades de banderas y de sus subvariedades de Schubert. Demostramos que los miembros de esta segunda familia pueden filtrarse de forma que sus álgebras graduadas asociadas son variedades tóricas cuánticas. Luego probamos que las propiedades de regularidad homológica de las álgebras de las variedades de bandera y de Schubert cuánticas se deducen de las propiedades de las variedades tóricas cuánticas.

Se han estudiado propiedades de soluciones acuosas diluídas (10-1 - 7x10-3 N) de poliestirén-sulfonato de sodio. Se determinó en primer término la variación del factor de actividad del contración sodio con la concentración del polielectrolito, utilizando una celda con electrodo gotero de amalgama de sodio. Se encontró que a partir de concentraciones mayores que aproximadamente 4x10-2 N el factor de actividad permanece practicamente constante, mientras que a concentraciones menores aumenta al disminuir la concentración. Los resultados obtenidos en la zona diluída, o sea el aumento del factor de actividad al aumentar la dilución, fueron confirmados haciendo medidas con electrodos de vidrio, especiales para determinar actividades de ión sodio. De esta forma se estableció, por medio de dos métodos experimentales diferentes, que el poliestirén-sulfonato de sodio se comporta "normalmente" en lo referente a la variación del coeficiente de actividad del contraión con la concentración, es decir que tiende a la unidad a diluciones grandes, a diferencia de otros polielectrolitos, que muestran comportamientos diferentes. Se analizaron teóricamente los datos obtenidos con la celda con electrodo gotero de amalgamade sodio, a través de la teoria de Oosawa, encontrándose un acuerdo satisfactorio entre la curva calculada y la experimental, lo cual demuestra la validez del modelo de Oosawa. A partir de ese modelo se llegó a la conclusión que el polielectrolito en estudio no puede ser clasificado dentro del grupo de polielectrolitos con densidad de carga alta sobre la cadena, ni tampoco en el grupo de los que tienen densidad de carga baja, sino que deben explicarse sus propiedades con una transición de un grupo al otro al variar la concentración. También se hicieron determinaciones del factor de actividad del ión sodio en soluciones de toluén-sulfonato de sodio, pudiendo compararse de esta forma las propiedades de polielectrolitos con las de electrolitos. En el mismo rango de concentraciones se determinó el número de transporte del ión poliestirén-sulfonato, a través de experiencias de electrólisis, utilizando cloruro de sodio radioactivo. A partir de los mismos resultados experimentales se pudo determinar la llamada fracción de iones libres, la que fue comparada con la fracción de iones libres calculada a partir de datos de coeficientes de autodifusión del ión sodio en soluciones de poliestirén-sulfonato de sodio, a través de la teoría de Lifson y Jackson, obteniéndose muy buen acuerdo. Esto permitió esclarecer desde un punto de vista teórico la naturaleza de la “asociación" de contraiones dicha asociación está gobernada por la densidad de carga global sobre el poliión y no por una distribución local de cargas. Finalmente se intentó dar una explicación cualitativa de la variación del número de transporte del poliión con la concentración, pudiendo hacerlo en la parte más diluída, mientras que en 1a parte más concentrada no fué posible encontrar una explicación satisfactoria.

Las metodologías para la delimitación de zonas de manejo (ZM)dentro de lotes de producción han diferido según sus aplicaciones. Los objetivos de este trabajo fueron (i)cuantificar diferencias de propiedades de suelo y de productividad y uso de nitrógeno en trigo entre ZM definidas mediante 8 metodologías en Argiudoles representativos de la pampa ondulada (PO), y (ii)mediante una metodología seleccionada en (i)cuantificar diferencias de productividad de trigo entre ZM con diferentes niveles de nitrógeno aplicado: 0 y 160 kg N ha-1 según años y regiones. Además, (iii)integrar los rendimientos de trigo con indicadores independientes de suelo. En 3 lotes de trigo de la PO durante la campaña 2007 se delimitaron ZM de alta (A), media (M)y baja (B)productividad según mapas de rendimiento (MR), posición en el relieve, índice de verdor de cultivos, índice verde de gramíneas, antecedentes de manejo, mapa de suelo, fotointerpretación (FIS), y suma estandarizada de MR y mapas de suelos. Utilizando FIS en la campaña 2008 se delimitaron ZM en 3 lotes de la subregión PO, y en 3 lotes de las subregiones pampa austral y pampa interior. Las diferencias entre ZM en propiedades de suelo y producción de trigo fueron dependientes de los lotes. La FIS determinó mayor contenido de carbono orgánico (mayor a 6 por ciento)en la ZM A y M que en la ZM B. Al incrementarse la productividad de las ZM, los máximos rendimientos fueron logrados con menores niveles de nitrógeno disponible. Diferencias mayores entre ZM de productividad A y B se tuvieron delimitado con FIS, la ZM de productividad A superó a ZM B en los rendimientos mínimos (mayor a 44 por ciento)y máximos (mayor a 7,5 por ciento), y en eficiencia uso de nitrógeno (menor a 59 por ciento). En menor medida que la disponibilidad de nitrógeno las condiciones del año mostraron efectos sobre las diferencias de rendimientos entre ZM, con balances hídricos más favorables se incrementaron las diferencias de rendimientos entre la ZM A y ZM B en 6 por ciento. En la subregión pampa interior y pampa austral las ZM de productividad A mostraron rendimientos 53 y 56 por ciento mayores que la ZM B, siendo las diferencias de rendimiento entre ZM menos afecta por la disponibilidad de nitrógeno que en la región pampa ondulada. Esta información sugiere la importancia de elección del la metodología de delimitación según el objetivo que persiga la delimitación de zonas de manejo. La instrumentación de estrategias de diagnóstico y recomendación de necesidades de fertilización con N en trigo según ZM sería una estrategia recomendable para el uso eficiente de este nutriente, mejorando su retorno productivo y reduciendo los riesgos ambientales asociados a su sobredosificación.