Synthetic biology of genetic circuits

The combination of positive and negative feedback loops has been shown to increase the robustness of oscillations. Such breakthrough has enabled to understand the importance of that dual control in a few biological systems. The reason is that most biological systems are non-linear. One of the obstacles that must be overcome when dealing with non-linear systems, even if they are simple, is that the use of intuition to predict its behavior is no longer valid. The comprehension of the behavior of the system can only be achieved mathematical modeling and computational simulations This bachelor thesis aims to develop a mathematical model of the relaxoscillator, a gene regulatory network in which two genes with identical promoters are regulated by the same activator and repressor. At the same time, the binding of those depends on the concentrations of two inducers: arabinose and IPTG, which correspond to the control parameters of the system. The obtained model, derived from the chemical reactions, was simulated under different inducer concentrations in an attempt to comprehend the long term behavior of the system. The results show that varying these inducer concentrations allows to tune the period and the amplitude of the oscillations observed in the system. In order to analyze changes in the long term behavior of the system it will be required to include a third control parameter, the transcription repressor rate, so that the system displays different dynamic behaviors. The analysis of the simulations indicates the presence of a supercritical Hopf bifurcation for a given value of the transcription repressor rate that would explain the transition between damped oscillations and persistent oscillations. Nevertheless, due to the theoretical nature of the project, experimental studies as well as two-parameter bifurcation analysis should be performed in order to confirm such hypothesis and gain understanding of the behavior of the system as a function of inducers concentrations.Ingeniería Biomédic

Vaccination strategies in structured populations under partial immunity and reinfection

Optimal protocols of vaccine administration to minimize the effects of infectiousdiseases depend on a number of variables that admit different degrees of control.Examples include the characteristics of the disease and how it impacts on differentgroups of individuals as a function of sex, age or socioeconomic status, its transmissionmode, or the demographic structure of the affected population. Here we introduce acompartmental model of infection propagation with vaccination and reinfection andanalyse the effect that variations on the rates of these two processes have on theprogression of the disease and on the number of fatalities. The population is split intotwo groups to highlight the overall effects on disease caused by different relationshipsbetween vaccine administration and various demographic structures. As a practicalexample, we study COVID-19 dynamics in various countries using real demographicdata. The model can be easily applied to any other disease and demographic structurethrough a suitable estimation of parameter values. Two main conclusions stand out.First, the higher the fraction of reinfected individuals, the higher the likelihood that thedisease becomes quasi-endemic. Second, optimal vaccine roll-out depends ondemographic structure and disease fatality, so there is no unique vaccination protocol,valid for all countries, that minimizes the effects of a specific disease. Simulations of thegeneral model can be carried out at this interactive webpageThe authors are indebted to A. Vespignani for support with the use of their data. 461 Grants PID2020-113284GB-C21 (I.A., S.M.) and BADS (PID2019-109320GB-100, S.A.) 462 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033. The Spanish MICINN has also funded 463 the “Severo Ochoa” Centers of Excellence to CNB, SEV 2017-0712, and the special 464 grant PIE 2020-20E079 (CNB) entitled “Development of protection strategies against 465 SARS-CoV-2”.N

Vaccination strategies in structured populations under partial immunity and reinfection

Optimal protocols of vaccine administration to minimize the effects of infectious diseases depend on a number of variables that admit different degrees of control. Examples include the characteristics of the disease and how it impacts on different groups of individuals as a function of sex, age or socioeconomic status, its transmission mode, or the demographic structure of the affected population. Here we introduce a compartmental model of infection propagation with vaccination and reinfection and analyse the effect that variations on the rates of these two processes have on the progression of the disease and on the number of fatalities. The population is split into two groups to highlight the overall effects on disease caused by different relationships between vaccine administration and various demographic structures. We show that optimal administration protocols depend on the vaccination rate, a variable severely conditioned by vaccine supply and acceptance. As a practical example, we study COVID-19 dynamics in various countries using real demographic data. The model can be easily applied to any other disease and demographic structure through a suitable estimation of parameter values. Simulations of the general model can be carried out at the interactive webpage https://mybinder.org/v2/gh/IkerAtienza/SIYRD/main?urlpath=\%2Fvoila\%2Frender\%2FSimulator.ipynbThe authors are indebted to A. Vespignani for support with the use of their data. Grants PID2020-113284GB-C21 (I.A., S.M.) and BADS (PID2019-109320GB-100, S.A.) funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033. The Spanish MICINN has also funded the “Severo Ochoa” Centers of Excellence to CNB, SEV 2017-0712, and the special grant PIE 2020-20E079 (CNB) entitled “Development of protection strategies against SARS-CoV-2”.N

Anales de Edafología y Agrobiología Tomo 46 Número 1-6

l. Suelos-Química Análisis de los procesos de alteración y neoformación en sistemas edáficos a partir de consideraciones termodinámicas de equilibrios solución-mineral. Por M. L. Fernández Marcos y F. Macías.-- Estudio de la materia orgánica y naturaleza de los compuestos hllmicos en suelos afectados por sales. Por P. Gómez, J. Gumuzzio y A. Polo.-- Factores formadores y características mineralógicas de suelos desarrollados sobre el Karst de Larra (Pirineo Occidental). Por J. López Martínez, J. Casas y J. L. Martín Vidales.-- Variación estacional de la composición de la disolución de suelos de Galicia en relación con el tipo de horizonte y material original. Por M. L. Fernández Marcos y F. Macías.-- Génesis, Clasificación y Cartografía Reconocimiento y evaluación de suelos del Valle del Guadalquivir: Zona Marmolejo-Menjibar (Jaén). l. Relaciones geomorfología-suelos. Por J. Gil, L. Corral y G. Paneque.-- Fertilidad Influencia del pH del suelo sobre el desarrollo y producción de la Piña tropical en Canarias, l.-Fertilidad del suelo y nutrición mineral. Por A. E. Carracedo Torres, C. E. Alvarez González, V. García García y C. García Corujo.-- Absorción de P por Rye-grass y el fósforo asimilable de suelos aluviales y autoctonos del Valle del Ebro. Por B. Eleizalde t y V. Hernando.-- ll. Biología Vegetal-Nutrición Evolución de los contenidos minerales de raíz, tallo y hoja de plantas de tomate como índices de nutrición. Por O. Carpena Artes, A. Masaguer Rodríguez y M. J. Sarro Casillas.-- Quelación por Dtpa de oligoelementos en suelos calizos. Ecuación modificada de Freundlich. Por J. Sánchez-Andréu, E. A. Gadea, M. Juárez y A. Gárate.-- Fisiología. Efecto de diversas concentraciones de nitratos y pH sobre el crecimiento de plántulas de capsicum annuum L. Var. acuminatum Fingerh H. Por l. Iglesias, T. Díaz, E. González y C. Rodríguez Bujan.-- Vitis Vinifera en el campo de Cartagena. II. Evolución de azllcares (Glucosa, fructosa y sacarosa), sustancias pécticas, ácidos orgánicos (Tartárico, málico y cítrico) y contenido catiónico. Por G. Navarro, M. Romero, C. Zuñel, C. Méndez y S. Navarro.-- Presencia de pigmentos antocianicos en el reino vegetal con referencia especial al género vitis. Por M. L. González-San José y C. Díez de Bethencourt.-- Protección Vegetal. Ensayos de lucha contra Globodera Rotochiensis en España. l. Tendencias de las poblaciones, Por L. M. Paz-Vivas, L. Franco, M. P. Gutiérrez y M. L. Martínez-Beringola.-- Ensayos de lucha contra Globodera Rostochiensis en España. II. Las variedades resistentes al patotipo rol. Por L. Franco, L. M. Paz-Vivas, A. Aguirre, M. P. Gutiérrez y M. L. Martínez-Beringola.--Agrobiología Comparación de métodos de evaluación del fosfato asimilable procedente de la solubilización de fosfato bicálcico por cepas de B. cereus. Por M. Fernández Herrera, N. Blat Martín y l. Gómez de Mingo.-- Vitis vinífera en el campo de Cartagena. l. Aspectos edafoclimáticos y del desarrollo del fruto. Por G. Navarro, C. Méndez, C. Zuñel y S. Navarro.--III. Trabajos recapitulativos. Interés agrícola de lodos de depuradoras de aguas residuales. Por M. Juárez, J. Sánchez-Andréu y J. Mataix.-- Micorrizas VA en árboles y arbustos. Por B. E. Roldán-Fajardo y J. M. Barea.-- l. Suelos.-Física Balance hfdrico y regímenes- de humedad para suelos de elevada reserva en la provincia de Pontevedra. Por A . M. Martínez Cortizas.-- El balance hfdrico y su efecto sobre los cultivos en la provincia de Pontevedra. Por A. M. Martínez.-- Biología Contribución al conociniiento de las relaciones suelo-agua-vegetación en un sector de las salinas de Santa Pola (Alicante, España). Por F. Alcaraz, R. Ortiz y S. Hernández.-- Distribución y variación estacional de la población microbiana de. un suelo humffero atlántico. Por M. J. Acea y T. Carballas.-- Génesis, OasifJcación y Cartografía Suelos desarrollados sobre peridotitas de Sierra Nevada (Granada). Por l. García Fernández, C. Gil de Carrasco, M. Ortega Huertas y M. Simón Torres.-- Reconocimiento y evaluación de suelos del valle del Guadalquivir : zona Marmolejo-Menjibar (Jaén). II. Unidad geomorfológica 1 (Vegas y terrazas). Por L. Corral, J. Gil y G. Paneque.-- Reconocimiento y evaluación de suelos del valle del Guadalquivir: zona Marmolejo-Menjibar. (Jaén). III. Unidad Geomorfológoca 2 (Campiña baja). Por L. Corral, J. Gil y G. Paneque.-- Clasificación morfogenética de las acumulaciones calizas. Por V. Gómez-Miguel.-- Influencia de la granulometrfa en la morfología y génesis de las acumulaciones calizas. Por V. Gómez-Miguel.-- Contribución al estudio de suelos sobre calizas en la región de Cantabria. Por l. He mando Massanet, C. García Paz y M. L. Palomar García-Villamil.—Fertilidad. Mineralización "In vitro" de Inisitol-hexafosfato por dos estirpes de Bacillus cereus. Por M. Fernández Herrera, l. Gómez de Mingo y N. Blat Martín.-- Limitaciones a la fertilidad en áreas serpentinizadas de Galicia. Por R. Calvo de Anta y V. Tovar Caballero.-- II. Biología Vegetal.-- Nutrición Respuesta a la fertilización nitrogenada de trigo sometido a la competencia de Auena sterilis L . en dos suelos diferentes. Por R . González Ponce.-- Efecto de distintas dosis y formas de fertilización nitrogenada sobre producción de Cynodon dactylon en la región mediterránea. Por M. C. Bergareche y E. Simón.-- Fisiologla Estudio de la actividad citoquinina en flores de platanera. Efecto de L-Dopamina sobre el bioensayo del callo de soja. Por J. R . Lorenzo Martín, A. Jorge Cannona, J. F. Pérez Francés y A. C. Blesa.-- Producción de ácido 3-lndolacético en cultivos de Azotobacter uinilandii suplemetados con triptofano, triptamina y otros índoles. Por J. L. García Bilbao, M. G. Curiel, M. V. Celaa y Castro y F. Amat-Guerri.-- Agrobiologla Dinámica del P en el suelo afectada por la aplicación de düerentes fertilizantesorgánicos. Por J. A. Díez.-- Importancia de la capacidad tampon de fosfato y de la relación P/Ca en la absorción de fósforo por la planta. Por J. A . Díez.-- l. Suelos.-Física Zonas agroecológicas de Galicia: Zonas climáticas F AO. Por A . Martínez Cortizas.-- Químicas Mineralogía y minerales de la arcilla de la capa de San Nicolás. Yacimiento de Almaden. (Ciudad Real). Por J. B. Alvarez Martfn, J. Monseur Lespagnard, A. Gutiérrez Maroto y A . Moreno Gutiérrez.-- Aplicación de modelos de regresión mültiple para evaluar la variabilidad estadística de contenidos de metales pesados en función de parámetros edáficos. Por J. Rodríguez Sanchidrián y V. Cala Rivero.—Biología. Cambios en la densidad de los microartropodos y de las bacterias en un suelo de la zona semiérida que contiene restos de Eragrostis curuula (Schrad.) Nees como agregado orgánico. Por M. T. Pérez, M. A. Gómez y M. A . Sagardoy.-- Génesis, Clasificación y Cartografía. Estudio edáfico de la Sierra de Cazarla (Jaén). Características litológicas y climátológicas. Cambisoles. Por J. González Parro, C. González Huecas y A . López Lafuente.-- Estudio edáfico de la Sierra de Cazorla (Jaén). (II). Características de luvisoIes. Por J. González Parra, A. López Lafuente y C. González Huecas.-- Reconocimiento y evaluación de suelos del Valle del Guadalquivir: Zona Marmolejo-Menjibar (Jaén). IV. Unidad geomorfológica III (Campiña Alta). Por J. Gil, L. Corral y G. Paneque.-- Composición de la solución del suelo en medios naturales de Galicia. Por R. Calvo de Anta, M. L. Fernández Marcos y M. A. Veiga Vila. --Estabilidad mineral de suelos desarrollados a partir de rocas básicas y ultrabásicas de Galicia. Por R . Calvo de Anta, M. L. Fernández Marcos y A. Veiga Vila.-- Contribución a la génesis de paleosoles (Almagres) en las Islas Canarias mediante el estudio de lámina delgada. Por J. Benayas, H. Carbajal y Ma J. Herrera.-- Fertilidad Reconocimiento y evaluación de suelos del Valle medio del Guadalquivir: Zona Marmolejo-Menjibar. (Jaén). V. Evaluación de la capacidad de uso. Por J. Gil, L. Corral y G. Paneque.-- Estudio de los suelos de la depresión Guadix-Baza (Granada). 1: Distribuciones de frecuencia y relaciones entre las propiedades de los horizontes superiores e inferiores. Por A. lriarte Mayo, J. L. García-Chicano Fernández y E. Barahona Fernández. II. Biología Vegetal-Nutrición Estudio comparado de la eficacia de G. mosseae y los endofitos V A autoctonos de dos suelos de Granada. Por l. García-Romera y J. A. Ocampo.-- Fisiología Localization of abscisic acid binding sites in epidemal tissue by the peroxidase antiperoxidase technique. Por N. Curvetto, S. Delmastro and R. Brevedan. Efecto combinado de la salinidad y de la fertilización nitrogenada sobre el contenido de micronutrientes en plantas de tomate y pepino. Por V. Martínez, A. Cerdá y M. Nieves.-- Factores que afectan la micropropagación del Abedul. Por A. Ballester y A. M. Vieitez.-- Estudio de las deficiencias de boro y manganeso en plantas de tomate. Por J. M. Peñalosa, P. Zomoza y O. Carpena.-- Agrobiología. Determinación de los niveles óptimos de los parámetros que definen la dinámica del K en el suelo en relación al cultivo de veza. Por J. A. DíezPeer reviewe

Experiencias de Aprendizaje-Servicio en la UPM: 2021 y 2022

La Oficina de Aprendizaje-Servicio (ApS) de la UPM, constituida en sesión del Consejo de Gobierno de diciembre de 2019 tiene, como misión fundamental, promover en el ámbito de las enseñanzas de esta universidad la metodología ApS. Con esta finalidad se vienen realizando convocatorias de proyectos de impacto social alineados con los ODS como un mecanismo más para la contribución a la Agenda 2030, y se colabora intensamente con las diversas oficinas constituidas con el mismo objetivo en otras universidades. Nuestra oficina pretende impulsar progresivamente la colaboración con entidades ajenas a la UPM, y atender demandas y necesidades sociales en las que nuestros estudiantes y profesores brinden sus conocimientos para la construcción de una mejor y más justa sociedad. Con este propósito, se han puesto en marcha numerosas iniciativas y colaboraciones con Ayuntamientos, Asociaciones, ONG, Fundaciones y centros de enseñanza, con el fin común de plantear mejoras y trabajar con entornos desfavorecidos, y colectivos vulnerables de nuestro entorno. Cabe destacar la muy positiva acogida que, progresivamente se está logrando, en lo relativo a la diseminación de estas iniciativas en el ámbito de la UPM, viéndose incrementada la participación e interés de nuestros docentes y estudiantes en los llamamientos que se realizan desde la oficina. Desde la constitución de la oficina, son ya más de 100 actividades desarrolladas con la participación de más de 500 profesores. Uno de los compromisos de la Oficina ApS de la UPM es dar visibilidad por su carácter meritorio a las experiencias realizadas por el profesorado y los estudiantes de nuestra universidad y, es por ello, que nos complace la presentación de esta primera edición del ebook, en el que se recogen algunas de las experiencias realizadas en nuestra universidad y que confiamos ampliar periódicamente con futuras ediciones. Nuestro más sincero agradecimiento a todos los profesores que habéis hecho posible esta primera publicación con vuestras contribuciones

Jornadas Nacionales de Robótica y Bioingeniería 2023: Libro de actas

Las Jornadas de Robótica y Bioingeniería de 2023 tienen lugar en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de la Universidad Politécnica de IVIadrid, entre los días 14 y 16 de junio de 2023. En este evento propiciado por el Comité Español de Automática (CEA) tiene lugar la celebración conjunta de las XII Jornadas Nacionales de Robótica y el XIV Simposio CEA de Bioingeniería. Las Jornadas Nacionales de Robótica es un evento promovido por el Grupo Temático de Robótica (GTRob) de CEA para dar visibilidad y mostrar las actividades desarrolladas en el ámbito de la investigación y transferencia tecnológica en robótica. Asimismo, el propósito de Simposio de Bioingeniería, que cumple ahora su decimocuarta dicción, es el de proporcionar un espacio de encuentro entre investigadores, desabolladores, personal clínico, alumnos, industriales, profesionales en general e incluso usuarios que realicen su actividad en el ámbito de la bioingeniería. Estos eventos se han celebrado de forma conjunta en la anualidad 2023. Esto ha permitido aunar y congregar un elevado número de participantes tanto de la temática robótica como de bioingeniería (investigadores, profesores, desabolladores y profesionales en general), que ha posibilitado establecer puntos de encuentro, sinergias y colaboraciones entre ambos. El programa de las jornadas aúna comunicaciones científicas de los últimos resultados de investigación obtenidos, por los grupos a nivel español más representativos dentro de la temática de robótica y bioingeniería, así como mesas redondas y conferencias en las que se debatirán los temas de mayor interés en la actualidad. En relación con las comunicaciones científicas presentadas al evento, se ha recibido un total de 46 ponencias, lo que sin duda alguna refleja el alto interés de la comunidad científica en las Jornadas de Robótica y Bioingeniería. Estos trabajos serán expuestos y presentados a lo largo de un total de 10 sesiones, distribuidas durante los diferentes días de las Jornadas. Las temáticas de los trabajos cubren los principales retos científicos relacionados con la robótica y la bioingeniería: robótica aérea, submarina, terrestre, percepción del entorno, manipulación, robótica social, robótica médica, teleoperación, procesamiento de señales biológicos, neurorehabilitación etc. Confiamos, y estamos seguros de ello, que el desarrollo de las jornadas sea completamente productivo no solo para los participantes en las Jornadas que podrán establecer nuevos lazos y relaciones fructíferas entre los diferentes grupos, sino también aquellos investigadores que no hayan podido asistir. Este documento que integra y recoge todas las comunicaciones científicas permitirá un análisis más detallado de cada una de las mismas

Comparison of European ICU patients in 2012 (ICON) versus 2002 (SOAP)

Purpose: To evaluate differences in the characteristics and outcomes of intensive care unit (ICU) patients over time. Methods: We reviewed all epidemiological data, including comorbidities, types and severity of organ failure, interventions, lengths of stay and outcome, for patients from the Sepsis Occurrence in Acutely ill Patients (SOAP) study, an observational study conducted in European intensive care units in 2002, and the Intensive Care Over Nations (ICON) audit, a survey of intensive care unit patients conducted in 2012. Results: We compared the 3147 patients from the SOAP study with the 4852 patients from the ICON audit admitted to intensive care units in the same countries as those in the SOAP study. The ICON patients were older (62.5 ± 17.0 vs. 60.6 ± 17.4 years) and had higher severity scores than the SOAP patients. The proportion of patients with sepsis at any time during the intensive care unit stay was slightly higher in the ICON study (31.9 vs. 29.6%, p = 0.03). In multilevel analysis, the adjusted odds of ICU mortality were significantly lower for ICON patients than for SOAP patients, particularly in patients with sepsis [OR 0.45 (0.35–0.59), p < 0.001]. Conclusions: Over the 10-year period between 2002 and 2012, the proportion of patients with sepsis admitted to European ICUs remained relatively stable, but the severity of disease increased. In multilevel analysis, the odds of ICU mortality were lower in our 2012 cohort compared to our 2002 cohort, particularly in patients with sepsis. © 2018, The Author(s)

Higher Fluid Balance Increases the Risk of Death from Sepsis: Results from a Large International Audit∗

Objectives: Excessive fluid therapy in patients with sepsis may be associated with risks that outweigh any benefit. We investigated the possible influence of early fluid balance on outcome in a large international database of ICU patients with sepsis. Design: Observational cohort study. Setting: Seven hundred and thirty ICUs in 84 countries. Patients: All adult patients admitted between May 8 and May 18, 2012, except admissions for routine postoperative surveillance. For this analysis, we included only the 1,808 patients with an admission diagnosis of sepsis. Patients were stratified according to quartiles of cumulative fluid balance 24 hours and 3 days after ICU admission. Measurements and Main Results: ICU and hospital mortality rates were 27.6% and 37.3%, respectively. The cumulative fluid balance increased from 1,217 mL (-90 to 2,783 mL) in the first 24 hours after ICU admission to 1,794 mL (-951 to 5,108 mL) on day 3 and decreased thereafter. The cumulative fluid intake was similar in survivors and nonsurvivors, but fluid balance was less positive in survivors because of higher fluid output in these patients. Fluid balances became negative after the third ICU day in survivors but remained positive in nonsurvivors. After adjustment for possible confounders in multivariable analysis, the 24-hour cumulative fluid balance was not associated with an increased hazard of 28-day in-hospital death. However, there was a stepwise increase in the hazard of death with higher quartiles of 3-day cumulative fluid balance in the whole population and after stratification according to the presence of septic shock. Conclusions: In this large cohort of patients with sepsis, higher cumulative fluid balance at day 3 but not in the first 24 hours after ICU admission was independently associated with an increase in the hazard of death