Crystalline Cellulose – Atomistic Modeling Toolkit

Nature has created efficient strategies to make materials with hierarchical internal structure that often exhibit exceptional mechanical properties. One such example is found in cellulose, in fact it is eight times stronger than stainless steel and advantage is that cellulose incredibly cheap, because processing is obtained from purified wood pulp (it is environmental friendly). The most prevalent modeling technique to study the fundamental mechanical behavior of the crystalline cellulose has been Molecular Dynamics (MD). As a predictive tool, MD allows us to study the behavior of crystalline cellulose at the atomic level, and as such, it accurately predicts the crystalline structure, covalent bonds and non-bonded interactions. State-of-the-art in-situ electron microscopy and atomic force microscopy experimental techniques can provide rich information about the structure and mechanics of these materials as well. However, interpretation of this experimental data requires the combination with modeling. Current efforts are focused on the development of an atomistic simulation toolkit that will allow us to run MD simulations to study the nonlinear structural behavior of cellulose chains and their interactions in crystalline cellulose

Application of the biomization technique in the Eastern Colombian Andes

Two pollen records (Lake Fuquene and Pantano de Martos) are analyzed in order to test the usefulness of the Biomization technique to management on forest adaptation to climate change. This work focuses on Biomes and Plant Functional Types response to climate changes on specific dates (18, 14, 12.5, 8 and 6 Kyr) along the Late Quaternary, as deduced from the pollen composition. Results show different responses of vegetation to changes in past environmental conditions, which can be attributed to the different altitudes of the two study sites. While biomes in Lake Fuquene (2500 m a.s.l.) shift from Cool Grassland at 18 Kyr to Cool Mixed Forest and Cool evergreen Forest at 6 Kyr ago, no biome shift is detected in Pantano de Martos (3200 m a.s.l.) through the Late Quaternary. A look to the different Plant Functional Types taking part on the surroundings of the study sites at different ages, together with the analyses of Arboreal / Non Arboreal pollen percentages, give a detailed idea of the ecosystem response to past climate changes. This study shows the potential of the Biomization technique as a simple and powerful tool to analyze ecosystem responses at local and regional scales

Inference under constrained distribution shifts

Large-scale administrative or observational datasets are increasingly used to inform decision making. While this effort aims to ground policy in real-world evidence, challenges have arise as that selection bias and other forms of distribution shift often plague observational data. Previous attempts to provide robust inferences have given guarantees depending on a user-specified amount of possible distribution shift (e.g., the maximum KL divergence between the observed and target distributions). However, decision makers will often have additional knowledge about the target distribution which constrains the kind of shifts which are possible. To leverage such information, we proposed a framework that enables statistical inference in the presence of distribution shifts which obey user-specified constraints in the form of functions whose expectation is known under the target distribution. The output is high-probability bounds on the value an estimand takes on the target distribution. Hence, our method leverages domain knowledge in order to partially identify a wide class of estimands. We analyze the computational and statistical properties of methods to estimate these bounds, and show that our method can produce informative bounds on a variety of simulated and semisynthetic tasks

Identificación de los perfiles de expresión en el adenocarcinoma ductal de páncreas. Implicaciones clínicas

INTRODUCCIÓN: El cáncer de páncreas es la cuarta causa de muerte por cáncer en el mundo occidental, con una incidencia de 8-10 casos por 100.000 habitantes/año. A pesar de los esfuerzos científicos y el progreso significativo en la comprensión de las bases moleculares del adenocarcinoma de páncreas (ACP), la supervivencia no ha cambiado mucho en los últimos 20 años. El pronóstico de estos pacientes continúa siendo insatisfactorio debido al diagnóstico tardío, las bajas tasas de resecabilidad y la resistencia a la quimioterapia. Nuevas estrategias terapéuticas son necesarias para mejorar el pronóstico de los pacientes con ACP. La profundización en nuestro conocimiento sobre la biología molecular de esta entidad puede tener implicaciones clínicas importantes en la estratificación del riesgo de un paciente, el diagnóstico temprano e incluso el manejo terapéutico. En el ACP se han observado distintas alteraciones genéticas que incluyen la afectación de oncogenes y genes supresores como K-ras, HER-2/neu, p16, p53 y DPC4. La prevalencia de estas alteraciones aumenta según el grado de displasia de las lesiones ductales. Tratamientos cuya diana sean estas anomalías moleculares suponen una gran promesa para el tratamiento del ACP en un futuro no muy lejano. El ACP, al igual que otros tipos de cáncer, se caracteriza por múltiples cambios en la expresión génica. El conocimiento genético actual sobre el ACP se basa en perfiles de expresión de genes aislados, conociéndose poco las interrelaciones existentes entre ellos. Para poder definir el ACP en términos moleculares, es necesario llevar a cabo un análisis sistemático de la expresión génica. HIPÓTESIS La hipótesis de este trabajo supone la existencia de diferentes patrones de expresión génica en el ACP que determinarían la agresividad y la evolución de la enfermedad y que, por tanto, se podrían correlacionar con el tiempo de supervivencia. Este trabajo pretende investigar estos diferentes patrones de expresión y, al igual que en otros tipos de tumores, relacionarlos con la evolución clínica de los pacientes. OBJETIVOS: Los objetivos concretos son: 1. Caracterizar el perfil o perfiles de expresión genética presentes en el adenocarcinoma ductal pancreático 2. Clasificar los diferentes patrones de expresión obtenidos. 3. Correlacionar estos patrones con la supervivencia. El objetivo último del trabajo será la mejora en el conocimiento de las alteraciones moleculares en el ACP para contribuir al progreso de la investigación básica y clínica en el cáncer de páncreas y ayudar a mejorar su tratamiento y pronóstico. MATERIAL Y MÉTODOS: 1. Diseño del estudio: diseño de cohorte con seguimiento de los pacientes desde el momento del diagnóstico hasta su defunción o hasta el momento de realizar el análisis genético. 2. Identificación y selección de pacientes y muestras histológicas: pacientes intervenidos por cáncer de páncreas y resecados por el equipo investigador entre 1998 y 2010. El seguimiento clínico de los pacientes fue realizado por los servicios de oncología médica y cirugía digestiva mediante los controles clínicos y analíticos habituales. Sobre esta serie se localizó el material histológico en parafina disponible en el servicio de Anatomía Patológica del Hospital Clínico Universitario de Valencia y los casos fueron revisados para confirmar el diagnóstico y descartar aquellos casos con un tipo histológico tumoral diferente al adenocarcinoma. Sobre esta serie de casos se buscó y clasificó todo el material en parafina del que se disponía y se seleccionó un bloque representativo por cada caso. 3. Base de datos de casos: se confeccionó una base de datos incluyendo los siguientes parámetros: edad, sexo, tamaño del tumor, número de ganglios resecados, número de ganglios afectos, invasión vascular, invasión perineural, estatus del margen de resección, estadio y tiempo de supervivencia. 4. Microdisección láser: para obtener muestras de tejido tumoral puro o con el mínimo posible de tejido y células no tumorales se realizó microdisección del tejido tumoral. El microscopio de disección laser utilizado fue AS-LMD Laser Microdissection System (Leica Microsystems). 5. Obtención de ARN: para la optimización de los métodos para la obtención de ARN de la mejor calidad posible se probaron 2 kits diferentes de extracción de ARN, obteniéndose ARN menos degradado con High Pure FFPE RNA Micro Kit de Roche. 5.1. Comprobación de la degradación del ARN: se comprobó la calidad y cantidad de ARN de todos los casos para comprobar que eran suficientes. Para comprobar la calidad del ARN y la posible degradación del mismo se verificó en gel de agarosa y en bioanalizador. Los resultados mostraron que el ARN estaba muy degradado, como era de esperar, al no poderse identificar los picos correspondientes a los ARNs ribosómicos y detectarse que todo el ARN estaba fragmentado. 5.2. Amplificación del ARN: dado que la cantidad de ARN obtenido era insuficiente para ser analizado mediante los microchips seleccionados (“HumanHT-12 v4 Expression BeadChip Illumina), se amplificó el ARN mediante un sistema que mantiene las proporciones de cada uno de los ARNs en la muestra y permite obtener cantidad de ARN suficiente como para poder utilizar dichos chips. El kit empleado fue el kit “Sensation TM RNA Amplification kit” de Genisphere, usando un protocolo específico para muestras obtenidas de parafina en el cual se utilizaban 10ng de ARN para obtener más de 1.000 ng en total. Este extremo se comprobó en 12 muestras obteniéndose resultados totalmente fiables. 6. Análisis mediante microchips: todas las muestras seleccionadas fueron analizadas mediante el microchip HumanHT-12 v3 Expression BeadChip que utiliza el sistema DASL HT FFPE ASSAY KIT (ambos de Illumina) http://support.illumina.com/array/array_kits/humanht-12_v4_expression_beadchip_kit.ilmn. 7. Estudio estadístico: el análisis de los microarrays de expresión fue realizado mediante el paquete Beadarray para identificar la posible asociación entre los niveles de ARN de todos los genes estudiados y la supervivencia (menor o mayor de 24 meses) de los pacientes mediante diferentes estrategias: Según supervivencia mayor o menor de 24 meses. Selección de muestras con estadio 2B, y comparar según supervivencia. Comparación según afectación del margen retroperitoneal con la supervivencia. Selección de las 10 muestras de los pacientes con más supervivencia y las 10 con menos supervivencia e identificación de los genes que se relacionen con esta situación. Por último, se realizaron los estudios estadísticos específicos mediante el programa Limma, para la determinación de perfiles de expresión y estudio de los genes cuya expresión se encuentre alterada, correlación entre el perfil de expresión-periodo libre de enfermedad y supervivencia e identificación de los genes o sistemas funcionales que puedan tener una mayor relevancia. RESULTADOS 1. Datos clínicos: de los 76 pacientes que habían sido incluidos, 11 de ellos fueron excluidos por diversos motivos (material deteriorado, insuficiente cantidad tumor u otro componente tumoral asociado). Entre los 65 pacientes que fueron incluidos finalmente, la media de edad fue de 64,5 años, con un rango entre 42 y 81 años. El 63% de los pacientes eran hombres. El seguimiento medio fue de 24,7 meses con una mediana de 18 meses. Los tumores resecados tenían un tamaño medio de 3,03 cm (con un rango entre 1 y 7 cm). El número medio de adenopatías aisladas en cada pieza fue de 8,15 adenopatías, con una mediana de 10 ganglios por paciente y una media de afectación metastásica de 1,85 (con una variación entre 0 y 17). El LNR medio fue de 0,16. Se detectó invasión linfovascular en 41 casos (63%) y perineural en 45 casos (69%). El margen retroperitoneal estaba afecto en 28 casos (43%). 2. Normalización de los resultados: se ajustó el ruido de fondo y se normalizaron de los datos para permitir la comparación de los resultados entre unos microchips con otros. 3. Clustering: con estos datos hemos estudiado la posible agrupación de las muestras formando “clustering” en base a los resultados obtenidos para ver homologías y diferencias entre ellas. Para esto hemos utilizado las 4 estrategias mencionadas anteriormente. En la primera estrategia de análisis, supervivencia mayor o menor de 24 meses, se obtuvieron 36 muestras válidas para su análisis. Para la segunda estrategia (pacientes con estadio IIb) se obtuvieron 16 muestras válidas. Para la tercera comparación según la afectación del margen retroperitoneal, se obtuvieron 37 muestras válidas. Finalmente para la última estrategia, comparación de muestras de los 10 pacientes con mayor supervivencia frente a los 10 pacientes con menor supervivencia, se utilizaron 20 muestras válidas. Los resultados muestran que los niveles de ARNm de numerosos genes presentan una asociación con los niveles de supervivencia con valores de p del orden de 10-4. Sin embargo, estos valores de p se obtienen de comparar cada gen de manera independiente. Es por ello que al ajustar el valor de p para comparaciones múltiples, este valor no resulta ser significativo. DISCUSIÓN El cáncer de páncreas supone uno de los mayores retos oncológicos de la actualidad. Las peculiaridades que presenta el cáncer de páncreas para la obtención de ARN son problemas específicos y únicos de este órgano: los altos niveles de ARNasas y otras enzimas pancreáticas así como la baja celularidad neoplásica de la mayoría de estos cánceres. El contenido de ARNasas podría interferir en la extracción de ARNm pero son un producto de secreción de las células acinares, las cuales se pierden en las neoplasia por atrofia o destrucción. Las piezas de resección por ACDP están compuestas de una minoría de células epiteliales tumorales rodeadas de un estroma no neoplásico fibroso denso predominante, que contiene fibroblastos activos, vasos pequeños, células inflamatorias y componentes atróficos residuales atrapados de los órganos invadidos, una característica casi exclusiva del ACDP. La microdisección es un método que permite la purificación del componente epitelial para realizar estudios de perfiles de expresión. La extracción de ARN en tejidos parafinados supone un reto importante, ya que el ARN es muy sensible y se degrada fácilmente. Es por ello que la mayoría de estudios se realizan sobre tejido congelado. Sin embargo, el número de piezas de resección y la disponibilidad de tejido congelado pancreático a veces está limitada y requiere mucho tiempo para conseguir un tamaño muestral amplio. Por el contrario, las muestras en parafina son la herramienta común de uso en todos los laboratorios de anatomía patológica, por lo que la disponibilidad de éstas es mucho más amplia. Actualmente se disponen de kits comerciales que permiten la extracción de ARN de muestras parafinadas. Otro problema añadido es la escasa cantidad de ARN obtenido mediante microdisección. Esto puede ser solventado con métodos de amplificación, los cuales no introducen errores significativos, ya que mantienen las proporciones obtenidas. El número de estudios publicados en la literatura internacional sobre perfiles de expresión del ACDP ha crecido de forma exponencial en los últimos años. Estas publicaciones han generado un número considerable de genes diferencialmente expresados en el ACDP. Estos estudios han utilizado tejidos tumorales y sanos al completo, células ductales microdisecadas, líneas celulares y xenotransplantes. Además, no sólo se han estudiado las diferencias entre el tejido sano y tumoral sino que también se han estudiado las diferencias de expresión con el estroma y con otras entidades no neoplásicas como la pancreatitis crónica, la cual supone uno de los diagnósticos diferenciales más difíciles e importantes del ACDP. En este trabajo aunque no hemos conseguido identificar patrones de expresión que se relacionen de forma estadísticamente significativa con la supervivencia, hemos identificado una serie de genes que pudieran estar relacionados con una mayor o menor supervivencia. Entre ellos, nos parecen especialmente relevantes algunos genes como MTHFD2, OSBPL7, SYTL2, CCL24, CA 9, SHROOM2, KIAA0513, FAM134B, OPA3, PMP22, TUBB3, FOXD4, CEACAM1, GPR177, OSR1, USP47, ANKS4B, DCUN1D3, o PPFIA2, y en particular estos tres: Tenascin C, TFAP2A, Maspin, que han sido descritos en el ACDP CONCLUSIONES Los hallazgos del presente estudio muestran que existe una gran variabilidad en los perfiles de expresión génica en el ACDP, a pesar de haberse seleccionado de forma estricta las muestras y haberse obtenido sólo material tumoral mediante microdisección. Estos resultados poco alentadores podrían cuestionar la relevancia biológica de la búsqueda de perfiles de expresión en el ACDP como un método predictivo para la supervivencia de los pacientes debido a que el perfil de expresión de cada tumor en particular es muy específico. Sin embargo, podría ser un problema que tuviese más relación en la forma de clasificar los tumores, de manera que podrían existir perfiles más claros seleccionando dentro de los ACDP aquellos con mutaciones de un gen determinado, un estadio concreto, un grado de extensión tumoral determinado, etc. al igual que habría que tener en cuenta esa expresion diferencial entre la diferentes regiones de un mismo tumor. Los resultados obtenidos muestran que existe una gran diversidad entre los diferentes tumores a pesar de su homogeneidad histológica y la inclusión de un paso de selección exclusivamente de tejido tumoral para evitar el ruido que puedan producir otras células contenidas en el tumor, fundamentalmente el estroma que acompaña a este tipo de tumor. Pese a ello, la variabilidad de los tumores no ha permitido la detección de un perfil de expresión estadísticamente significativo asociado a la supervivencia en pacientes con ACDP. A diferencia de los estudios previos de perfiles de expresión en los que se utilizaba material congelado, nosotros hemos utilizado tejido parafinado, lo que abre un nuevo camino a la investigación en este campo al permitir hacer estudios retrospectivos utilizando un material de uso cotidiano en los servicios de anatomía patológica y de fácil disponibilidad y amplio número. Los resultados obtenidos muestran que no existe un perfil claro (altamente significativo) de genes cuyos niveles de ARNm en el tumor sean determinantes para poder predecir la supervivencia de los pacientes. No obstante, la identificación de genes relacionados con una mayor supervivencia aunque con valores de p inferiores a 10-4, sugiere que pueden tener alguna implicación, extremo que debería ser verificado en una muestra más amplia. Entre estos genes, algunos se han sido identificado y estudiado en otros tipos tumorales como MTHFD2, OSBPL7, SYTL2, CCL24 y CA9 que también podrían ser de gran utilidad clínica. También hemos identificado genes relacionados con la angiogénesis, el desarrollo axonal, el ciclo celular o la diferenciación celular como SHROOM2, KIAA0513, FAM134B, OPA3, PMP22, TUBB3, FOXD4, CEACAM1, GPR177, OSR1, USP47, ANKS4B, DCUN1D3 y PPFIA2. Por último, genes especialmente interesantes como la Tenascina C, TFAP2A o Maspin que parecen tener un papel importante en la carcinogénesis del ACDP podrían constituir futuras dianas tanto diagnósticas como terapéuticas

Extending the OpenCHK Model with Advanced Checkpoint Features

One of the major challenges in using extreme scale systems efficiently is to mitigate the impact of faults. Application-level checkpoint/restart (CR) methods provide the best trade-off between productivity, robustness, and performance. There are many solutions implementing CR at the application level. They all provide advanced I/O capabilities to minimize the overhead introduced by CR. Nevertheless, there is still room for improvement in terms of programmability and flexibility, because end-users must manually serialize and deserialize application state using low-level APIs, modify the flow of the application to consider restarts, or rewrite CR code whenever the backend library changes. In this work, we propose a set of compiler directives and clauses that allow users to specify CR operations in a simple way. Our approach supports the common CR features provided by all the CR libraries. However, it can also be extended to support advanced features that are only available in some CR libraries, such as differential checkpointing, the use of HDF5 format, and the possibility of using fault-tolerance-dedicated threads. The result of our evaluation revealed a high increase in programmability. On average, we reduced the number of lines of code by 71%, 94%, and 64% for FTI, SCR, and VeloC, respectively, and no additional overhead was perceived using our solution compared to using the backend libraries directly. Finally, portability is enhanced because our programming model allows the use of any backend library without changing any code

El entrenamiento experimental del psicólogo en los institutos de psicología de habla alemana

El entrenamiento experimental del psicólogo en los institutos de psicología de habla alemana / Seminario sobre construccion de tests / XVII Congreso Internacional de Psicologia / I Congreso Nacional de Psicologia en Españ

Lesson from the habitat suitability models to evaluate the environmental of Pinus nigra Arnold and Pinus sylvesris L. in the Iberian Peninsula

PREDICT POTENTIAL DISTRIBUTION. Spatial and temporal evolution of the species under different climate scenarios. Generation of habitat suitability models (HSM) high degree of uncertainty and limitations. The importance of their validation has been stressed. In this work we discuss the present potential distribution of P. sylvestris and P. nigra in the Iberian Peninsula by using MaxEnt, and evaluate the influence of the different environmental variables. Our intention is to select a set of environmental variables that explains better their current distribution, to achieve the most accurate and reliable models. Then we project them to the past climatic conditions (21 to 0 kyrs BP), to evaluate the outputs with existing palaeo-ecological data

Star Cluster collisions - a formation scenario for the Extended Globular Cluster Scl-dE1 GC1

Recent observations of the dwarf elliptical galaxy Scl-dE1 (Sc22) in the Sculptor group of galaxies revealed an extended globular cluster (Scl-dE1 GC1), which exhibits an extremely large core radius of about 21.2 pc. The authors of the discovery paper speculated on whether this object could reside in its own dark matter halo and/or if it might have formed through the merging of two or more star clusters. In this paper, we present N-body simulations to explore thoroughly this particular formation scenario. We follow the merger of two star clusters within dark matter haloes of a range of masses (as well as in the absence of a dark matter halo). In order to obtain a remnant which resembles the observed extended star cluster, we find that the star formation efficiency has to be quite high (around 33 per cent) and the dark matter halo, if present at all, has to be of very low mass, i.e. raising the mass to light ratio of the object within the body of the stellar distribution by at most a factor of a few. We also find that expansion of a single star cluster following mass loss provides another viable formation path. Finally, we show that future measurements of the velocity dispersion of this system may be able to distinguish between the various scenarios we have explored.Comment: accepted by MNRAS, 9 pages, 2 figures, 9 table

Diseño y ensamble de una celda de manufactura didáctica, para el programa de ingeniería industrial de la universidad nacional abierta y a distancia en el cead valledupar.

Este proyecto se centra en aplicar conceptos de mejora continua, gestión de calidad y la utilización de herramientas tecnológicas que agilicen más los procesos a las industrias; por tal motivo estudiantes del programa de ingeniería industrial de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD desarrollan el diseño y ensamble de una celda de manufactura que permite la selección, clasificación y aplicación de procesos industriales. Esta celda de manufactura está compuesta por una Tarjeta Arduino Mega, una banda transportadora, un sensor IR, un sensor efecto Hall y un servomotor que permite la selección y clasificación del producto. El proyecto es una herramienta didáctica que tiene como finalidad simular los procesos de mantenimiento, control de calidad, logística y automatización con Arduino a todos los estudiantes de la UNAD Valledupar, ya que después de presentado este será donado para que los futuros estudiantes de ingeniería realicen las actividades de proyecto de ingeniería y gestión de calidad, adquiriendo conocimientos previos para las practicas futuras a realizarse en el CCAV Cartagena. Para la programación de esta celda de manufactura didáctica utilizamos el material de Arduino. El cual es una plataforma de desarrollo basada en una placa electrónica de hardware libre, que incorpora un microcontrolador re-programable y una serie de pines hembra, los que permiten establecer conexiones entre el microcontrolador y los diferentes sensores y actuadores de una manera muy sencilla (principalmente con cables DuPont). Se decide diseñar con la plataforma Arduino Mega, ya que por su fácil manejo, programación y bajo costo, permite emular una celda de manufactura flexible, lo que a su vez permitirá implementar los diferentes procesos que se encuentran en la industria.Based on continuous improvement, quality management, the use of technological tools that streamline processes more to industries; students of the industrial engineering program of the National Open University and Distance University develop a manufacturing cell that allows the selection, classification and storage of matter within the industry. This manufacturing cell is composed of a conveyor belt, an IR sensor, and a Hall effect sensor; The project is a didactic tool that aims to simulate the processes of quality, logistics and industrial automation to all UNAD students, since after it is presented it will be donated so that future engineering students, so that they can carry out their internships without the need to travel to another city, since with this cell they can perfectly perform each of these processes. For the programming of the cell we use the Arduino material. which is a development platform based on a free hardware electronic board, which incorporates a re-programmable microcontroller and a series of female pins, which allow to establish connections between the microcontroller and the different sensors and actuators in a very simple way (mainly with dupont cables). It is decided to design with the Arduino platform, because of its easy handling, programming and low cost, it allows us to emulate a flexible manufacturing cell