Optimización multi-objetivo en las ciencias de la vida.

Para conseguir este objetivo, en lugar de intentar incorporar nuevos algoritmos directamente en el código fuente de AutoDock, se utilizó un framework orientado a la resolución de problemas de optimización con metaheurísticas. Concretamente, se usó jMetal, que es una librería de código libre basada en Java. Ya que AutoDock está implementado en C++, se desarrolló una versión en C++ de jMetal (posteriormente distribuida públicamente). De esta manera, se consiguió integrar ambas herramientas (AutoDock 4.2 y jMetal) para optimizar la energía libre de unión entre compuesto químico y receptor. Después de disponer de una amplia colección de metaheurísticas implementadas en jMetalCpp, se realizó un detallado estudio en el cual se aplicaron un conjunto de metaheurísticas para optimizar un único objetivo minimizando la energía libre de unión, el cual es el resultado de la suma de todos los términos de energía de la función objetivo de energía de AutoDock 4.2. Por lo tanto, cuatro metaheurísticas tales como dos variantes de algoritmo genético gGA (Algoritmo Genético generacional) y ssGA (Algoritmo Genético de estado estacionario), DE (Evolución Diferencial) y PSO (Optimización de Enjambres de Partículas) fueron aplicadas para resolver el problema del acoplamiento molecular. Esta fase se dividió en dos subfases en las que se usaron dos conjuntos de instancias diferentes, utilizando como receptores HIV-proteasas con cadenas laterales de aminoacidos flexibles y como ligandos inhibidores HIV-proteasas flexibles. El primer conjunto de instancias se usó para un estudio de configuración de parámetros de los algoritmos y el segundo para comparar la precisión de las conformaciones ligando-receptor obtenidas por AutoDock y AutoDock+jMetalCpp. La siguiente fase implicó aplicar una formulación multi-objetivo para resolver problemas de acoplamiento molecular dados los resultados interesantes obtenidos en estudios previos existentes en los que dos objetivos como la energía intermolecular y la energía intramolecular fueron minimizados. Por lo tanto, se comparó y analizó el rendimiento de un conjunto de metaheurísticas multi-objetivo mediante la resolución de complejos flexibles de acoplamiento molecular minimizando la energía inter- e intra-molecular. Estos algoritmos fueron: NSGA-II (Algoritmo Genético de Ordenación No dominada) y su versión de estado estacionario (ssNSGA-II), SMPSO (Optimización Multi-objetivo de Enjambres de Partículas con Modulación de Velocidad), GDE3 (Tercera versión de la Evolución Diferencial Generalizada), MOEA/D (Algoritmo Evolutivo Multi-Objetivo basado en la Decomposición) y SMS-EMOA (Optimización Multi-objetivo Evolutiva con Métrica S). Después de probar enfoques multi-objetivo ya existentes, se probó uno nuevo. En concreto, el uso del RMSD como un objetivo para encontrar soluciones similares a la de la solución de referencia. Se replicó el estudio previo usando este conjunto diferente de objetivos. Por último, se analizó de forma detallada el algoritmo que obtuvo mejores resultados en los estudios previos. En concreto, se realizó un estudio de variantes del SMPSO minimizando la energía intermolecular y el RMSD. Este estudio proporcionó algunas pistas sobre cómo nuevos algoritmos basados en SMPSO pueden ser adaptados para mejorar los resultados de acoplamiento molecular para aquellas simulaciones que involucren ligandos y receptores flexibles. Esta tesis demuestra que la inclusión de técnicas metaheurísticas de jMetalCpp en la herramienta de acoplamiento molecular AutoDock incrementa las posibilidades a los usuarios de ámbito biológico cuando resuelven el problema del acoplamiento molecular. El uso de técnicas de optimización mono-objetivo diferentes aparte de aquéllas ampliamente usadas en las comunidades de acoplamiento molecular podría dar lugar a soluciones de mayor calidad. En nuestro caso de estudio mono-objetivo, el algoritmo de evolución diferencial obtuvo mejores resultados que aquellos obtenidos por AutoDock. También se propone diferentes enfoques multi-objetivo para resolver el problema del acoplamiento molecular, tales como la decomposición de los términos de la energía de unión o el uso del RMSD como un objetivo. Finalmente, se demuestra que el SMPSO, una metaheurística de optimización multi-objetivo de enjambres de partículas, es una técnica remarcable para resolver problemas de acoplamiento molecular cuando se usa un enfoque multi-objetivo, obteniendo incluso mejores soluciones que las técnicas mono-objetivo.Las herramientas de acoplamiento molecular han llegado a ser bastante eficientes en el descubrimiento de fármacos y en el desarrollo de la investigación de la industria farmacéutica. Estas herramientas se utilizan para elucidar la interacción de una pequeña molécula (ligando) y una macro-molécula (diana) a un nivel atómico para determinar cómo el ligando interactúa con el sitio de unión de la proteína diana y las implicaciones que estas interacciones tienen en un proceso bioquímico dado. En el desarrollo computacional de las herramientas de acoplamiento molecular los investigadores de este área se han centrado en mejorar los componentes que determinan la calidad del software de acoplamiento molecular: 1) la función objetivo y 2) los algoritmos de optimización. La función objetivo de energía se encarga de proporcionar una evaluación de las conformaciones entre el ligando y la proteína calculando la energía de unión, que se mide en kcal/mol. En esta tesis, se ha usado AutoDock, ya que es una de las herramientas de acoplamiento molecular más citada y usada, y cuyos resultados son muy precisos en términos de energía y valor de RMSD (desviación de la media cuadrática). Además, se ha seleccionado la función de energía de AutoDock versión 4.2, ya que permite realizar una mayor cantidad de simulaciones realistas incluyendo flexibilidad en el ligando y en las cadenas laterales de los aminoácidos del receptor que están en el sitio de unión. Se han utilizado algoritmos de optimización para mejorar los resultados de acoplamiento molecular de AutoDock 4.2, el cual minimiza la energía libre de unión final que es la suma de todos los términos de energía de la función objetivo de energía. Dado que encontrar la solución óptima en el acoplamiento molecular es un problema de gran complejidad y la mayoría de las veces imposible, se suelen utilizar algoritmos no exactos como las metaheurísticas, para así obtener soluciones lo suficientemente buenas en un tiempo razonable

Variables predictoras de riesgo de trastorno del comportamiento alimentario en mujeres.

El propósito de esta investigación fue analizar el papel de la composición corporal, la insatisfacción corporal y el modelo de delgadez sobre el riesgo de desarrollar trastornos del comportamiento alimentario (TCA). Participaron 289 estudiantes universitarias, quienes contestaron el Cuestionario de Actitudes Alimentarias, el Cuestionario de Bulimia de Edimburgo y el Cuestionario de Influencias del Modelo Estético Corporal. La composición corporal se analizó por medio de bioimpedancia eléctrica. Se encontró que 9.69% de las mujeres presentaron riesgo de TCA, siendo mayor el porcentaje entre las mujeres que tenían peso normal y cantidades excesivas de grasa corporal. La insatisfacción corporal predijo el riesgo de anorexia nerviosa, y la interacción entre insatisfacción corporal, influencia de la publicidad e índice de masa corporal predijo el riesgo de bulimia nerviosa. Se concluye que la insatisfacción corporal juega un papel relevante en la predicción de riesgo de TCA

Los hábitos alimentarios de estudiantes universitarios

En el Estado de México, al igual que en el resto del país, el problema de la obesidad ha ido en aumento. Esta enfermedad se presenta en todos los grupos sociales y niveles educativos incluido aquí el nivel superior. Es de llamar la atención que aun en este nivel de estudios se presente el padecimiento. Si se parte de la afirmación de que los estudiantes han tenido la accesibilidad al conocimiento sobre una alimentación saludable, entonces resulta necesario considerar otros factores y no precisamente el conocimiento por lo que se plantea como objetivo describir la formación de los hábitos alimentarios en los estudiantes universitarios. El presente es un estudio transversal donde se identifican los hábitos alimentarios de alumnos Universitarios a través de la utilización de un instrumento. Los resultados arrojan que a la mayoría de los alumnos les gustan los alimentos que consumen. Llama la atención que a pesar de que saben que no son saludables los siguen consumiendo afirmando que lo hacen por la necesidad que tienen de satisfacer el hambre, por el gusto y la economía. Con esto se concluye que es el habitus lo que hace que coman lo que les gusta, porque les gusta lo que tienen

La enseñanza del metabolismo: retos y oportunidades

En el marco del Proyecto de Innovación Educativa de la Universidad de Málaga PIE15-163, cuya descripción y resultados incluimos, decidimos que esta era una excelente oportunidad para reflexionar acerca de la enseñanza del metabolismo y de poner por escrito dichas reflexiones en un libro. Quisimos y pudimos contar con la colaboración de buena parte de los compañeros del Departamento de Biología Molecular y Bioquímica que apoyaron con su firma el proyecto PIE15-163 y extendimos nuestra invitaciones a otros compañeros de dentro y fuera de la Universidad de Málaga. Del Departamento de Biología Molecular y Bioquímica de la Universidad de Málaga hemos recibido aportaciones de los catedráticos Victoriano Valpuesta Fernández, Ana Rodríguez Quesada y Antonio Heredia Bayona, los profesores titulares María Josefa Pérez Rodríguez, José Luis Urdiales Ruiz e Ignacio Fajardo Paredes y la investigadora postdoctoral y profesora sustituta interina Beatriz Martínez Poveda. De otros departamentos de la Universidad de Málaga hemos contado con las aportaciones de la catedrática del Departamento de Especialidades Quirúrgicas, Bioquímica e Inmunología Pilar Morata Losa, del catedrático del Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Computación José Francisco Aldana Montes y los componentes de su grupo de investigación Khaos Ismael Navas Delgado, María Jesús García Godoy, Esteban López Camacho y Maciej Rybinski, del catedrático Ángel Blanco López, del Área de Conocimiento de Didáctica de las Ciencias Experimentales y del Doctor en Ciencias Químicas y actual doctorando del Programa de Doctorado "Educación y Comunicación Social" Ángel Luis García Ponce. De fuera de la Universidad de Málaga, hemos contado con las aportaciones del catedrático de la Universidad de La Laguna Néstor V. Torres Darias, de la catedrática de la Universitat de les Illes Balears Pilar Roca Salom y de sus compañeros los profesores Jorge Sastre Serra y Jordi Oliver, de los catedráticos de la Universidad de Granada Rafael Salto González y María Dolores Girón González y su colaborador el Dr. José Dámaso Vílchez Rienda, del profesor titular de la Universidad de Alcalá Ángel Herráez, del investigador postdoctoral de la Universidad de Erlangen (Alemania) Guido Santos y del investigador postdoctoral de la empresa Brain Dynamics Carlos Rodríguez Caso.Hemos estructurado los contenidos del libro en diversas secciones. La primera presenta el Proyecto en cuyo marco se ha gestado la iniciativa que ha conducido a la edición del presente libro. La segunda sección la hemos titulado "¿Qué metabolismo?" e incluye diversas aportaciones personales que reflexionan acerca de qué metabolismo debe conocer un graduado en Bioquímica, en Biología, en Química, en Farmacia o en Medicina, así como una aportación acerca de qué bioquímica estructural y enzimología son útiles y necesarias para un estudiante que vaya a afrontar el estudio del metabolismo. La tercera sección, "Bases conceptuales", analiza las aportaciones del aprendizaje colaborativo, el contrato de aprendizaje y el aprendizaje basado en la resolución de casos prácticos a la mejora del proceso enseñanza-aprendizaje dentro del campo de la Bioquímica y Biología Molecular, más concretamente en el estudio del metabolismo. La cuarta sección se titula "Herramientas", es la más extensa e incluye las diversas aportaciones centradas en propuestas concretas de aplicación relevantes y útiles para la mejora de la docencia-aprendizaje del metabolismo. Sigue una sección dedicada a presentar de forma resumida los "Resultados" del proyecto PIE15-163. El libro concluye con una "coda final" en la que se reflexiona acerca del aprendizaje de la Química a la luz de la investigación didáctica.Patrocinado por el Proyecto de Innovación Educativa de la Universidad de Málaga PIE15-16

Hyperdominance in Amazonian Forest Carbon Cycling

While Amazonian forests are extraordinarily diverse, the abundance of trees is skewed strongly towards relatively few ‘hyperdominant’ species. In addition to their diversity, Amazonian trees are a key component of the global carbon cycle, assimilating and storing more carbon than any other ecosystem on Earth. Here we ask, using a unique data set of 530 forest plots, if the functions of storing and producing woody carbon are concentrated in a small number of tree species, whether the most abundant species also dominate carbon cycling, and whether dominant species are characterized by specific functional traits. We find that dominance of forest function is even more concentrated in a few species than is dominance of tree abundance, with only ≈1% of Amazon tree species responsible for 50% of carbon storage and productivity. Although those species that contribute most to biomass and productivity are often abundant, species maximum size is also influential, while the identity and ranking of dominant species varies by function and by region

Enhanced hydrogen production from thermochemical processes

To alleviate the pressing problem of greenhouse gas emissions, the development and deployment of sustainable energy technologies is necessary. One potentially viable approach for replacing fossil fuels is the development of a H2 economy. Not only can H2 be used to produce heat and electricity, it is also utilised in ammonia synthesis and hydrocracking. H2 is traditionally generated from thermochemical processes such as steam reforming of hydrocarbons and the water-gas-shift (WGS) reaction. However, these processes suffer from low H2 yields owing to their reversible nature. Removing H2 with membranes and/or extracting CO2 with solid sorbents in situ can overcome these issues by shifting the component equilibrium towards enhanced H2 production via Le Chatelier's principle. This can potentially result in reduced energy consumption, smaller reactor sizes and, therefore, lower capital costs. In light of this, a significant amount of work has been conducted over the past few decades to refine these processes through the development of novel materials and complex models. Here, we critically review the most recent developments in these studies, identify possible research gaps, and offer recommendations for future research

Using global team science to identify genetic parkinson's disease worldwide.

No abstract available

Long-term thermal sensitivity of Earth’s tropical forests

The sensitivity of tropical forest carbon to climate is a key uncertainty in predicting global climate change. Although short-term drying and warming are known to affect forests, it is unknown if such effects translate into long-term responses. Here, we analyze 590 permanent plots measured across the tropics to derive the equilibrium climate controls on forest carbon. Maximum temperature is the most important predictor of aboveground biomass (−9.1 megagrams of carbon per hectare per degree Celsius), primarily by reducing woody productivity, and has a greater impact per °C in the hottest forests (>32.2°C). Our results nevertheless reveal greater thermal resilience than observations of short-term variation imply. To realize the long-term climate adaptation potential of tropical forests requires both protecting them and stabilizing Earth’s climate

CIBERER : Spanish national network for research on rare diseases: A highly productive collaborative initiative

Altres ajuts: Instituto de Salud Carlos III (ISCIII); Ministerio de Ciencia e Innovación.CIBER (Center for Biomedical Network Research; Centro de Investigación Biomédica En Red) is a public national consortium created in 2006 under the umbrella of the Spanish National Institute of Health Carlos III (ISCIII). This innovative research structure comprises 11 different specific areas dedicated to the main public health priorities in the National Health System. CIBERER, the thematic area of CIBER focused on rare diseases (RDs) currently consists of 75 research groups belonging to universities, research centers, and hospitals of the entire country. CIBERER's mission is to be a center prioritizing and favoring collaboration and cooperation between biomedical and clinical research groups, with special emphasis on the aspects of genetic, molecular, biochemical, and cellular research of RDs. This research is the basis for providing new tools for the diagnosis and therapy of low-prevalence diseases, in line with the International Rare Diseases Research Consortium (IRDiRC) objectives, thus favoring translational research between the scientific environment of the laboratory and the clinical setting of health centers. In this article, we intend to review CIBERER's 15-year journey and summarize the main results obtained in terms of internationalization, scientific production, contributions toward the discovery of new therapies and novel genes associated to diseases, cooperation with patients' associations and many other topics related to RD research

Albiglutide and cardiovascular outcomes in patients with type 2 diabetes and cardiovascular disease (Harmony Outcomes): a double-blind, randomised placebo-controlled trial

Background: Glucagon-like peptide 1 receptor agonists differ in chemical structure, duration of action, and in their effects on clinical outcomes. The cardiovascular effects of once-weekly albiglutide in type 2 diabetes are unknown. We aimed to determine the safety and efficacy of albiglutide in preventing cardiovascular death, myocardial infarction, or stroke. Methods: We did a double-blind, randomised, placebo-controlled trial in 610 sites across 28 countries. We randomly assigned patients aged 40 years and older with type 2 diabetes and cardiovascular disease (at a 1:1 ratio) to groups that either received a subcutaneous injection of albiglutide (30–50 mg, based on glycaemic response and tolerability) or of a matched volume of placebo once a week, in addition to their standard care. Investigators used an interactive voice or web response system to obtain treatment assignment, and patients and all study investigators were masked to their treatment allocation. We hypothesised that albiglutide would be non-inferior to placebo for the primary outcome of the first occurrence of cardiovascular death, myocardial infarction, or stroke, which was assessed in the intention-to-treat population. If non-inferiority was confirmed by an upper limit of the 95% CI for a hazard ratio of less than 1·30, closed testing for superiority was prespecified. This study is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT02465515. Findings: Patients were screened between July 1, 2015, and Nov 24, 2016. 10 793 patients were screened and 9463 participants were enrolled and randomly assigned to groups: 4731 patients were assigned to receive albiglutide and 4732 patients to receive placebo. On Nov 8, 2017, it was determined that 611 primary endpoints and a median follow-up of at least 1·5 years had accrued, and participants returned for a final visit and discontinuation from study treatment; the last patient visit was on March 12, 2018. These 9463 patients, the intention-to-treat population, were evaluated for a median duration of 1·6 years and were assessed for the primary outcome. The primary composite outcome occurred in 338 (7%) of 4731 patients at an incidence rate of 4·6 events per 100 person-years in the albiglutide group and in 428 (9%) of 4732 patients at an incidence rate of 5·9 events per 100 person-years in the placebo group (hazard ratio 0·78, 95% CI 0·68–0·90), which indicated that albiglutide was superior to placebo (p<0·0001 for non-inferiority; p=0·0006 for superiority). The incidence of acute pancreatitis (ten patients in the albiglutide group and seven patients in the placebo group), pancreatic cancer (six patients in the albiglutide group and five patients in the placebo group), medullary thyroid carcinoma (zero patients in both groups), and other serious adverse events did not differ between the two groups. There were three (<1%) deaths in the placebo group that were assessed by investigators, who were masked to study drug assignment, to be treatment-related and two (<1%) deaths in the albiglutide group. Interpretation: In patients with type 2 diabetes and cardiovascular disease, albiglutide was superior to placebo with respect to major adverse cardiovascular events. Evidence-based glucagon-like peptide 1 receptor agonists should therefore be considered as part of a comprehensive strategy to reduce the risk of cardiovascular events in patients with type 2 diabetes. Funding: GlaxoSmithKline