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An investigation of the coupled water and heat transport in green roof substrates
(2016) Sandoval Valdés, Victoria P.; Suárez Poch, Francisco Ignacio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Las cubiertas vegetales integran vegetación a los edificios, minimizando los requerimientos energéticos y escorrentía superficial. Para optimizar estos beneficios, se necesita un entendimiento de los procesos que controlan los flujos de agua y calor en cubiertas vegetales. Los factores principales que determinan los flujos de agua y calor en las cubiertas vegetales son las características hidrodinámicas y térmicas de las capas de sustrato y vegetación. Los sustratos son medios porosos artificiales que se usan para objetivos tecnológicos e ingenieriles. La compactación de un sustrato afecta los procesos físicos que ocurren en el mismo y no se ha estudiado su efecto en los flujos de calor y agua. En este estudio se han caracterizado las propiedades físicas, hidrodinámicas y térmicas de cinco sustratos de cubiertas vegetales. Además, se evaluó el efecto de la compactación en estas propiedades realizando un ajuste teórico a los parámetros térmicos e hidráulicos obtenidos anteriormente. Se realizaron simulaciones numéricas de flujos de agua y calor acoplados para evaluar el impacto de las propiedades obtenidas y compactadas en el comportamiento hidráulico y térmico de un sistema de una cubierta vegetal. Los cinco sustratos mostraron gran capacidad de almacenar y transportar flujos de agua, mientras que su capacidad de transportar calor fue similar a otros sustratos de cubiertas vegetales reportados en la literatura. Bajo condiciones no saturadas, la capacidad de retención y el volumen de almacenamiento de los sustratos controlaron la respuesta hidráulica de cada sustrato. El efecto de la compactación muestra la disminución de espacio de poros y el aumento de fuerzas capilares, provocando una reducción del volumen de almacenamiento. En las propiedades térmicas se observa un incremento general de la conductividad dado el aumento de contacto entre partículas. Las simulaciones numéricas muestran que el sustrato de tierra de hoja con perlita presenta la menor difusión vertical de calor y una alta capacidad para almacenar agua (mismo resultado obtenido cuando los sustratos se compactan). La modelación dinámica presentada en este estudio puede representar la complejidad de los procesos que ocurren en las cubiertas vegetales y puede ser una herramienta útil para diseñar la configuración de una cubierta vegetal.
Análisis de los rasgos de recursos florales nativos y su relación con los visitantes florales
(2024) Susaeta Hidalgo, Ana; Muñoz González, Alejandra; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Agronomía y Sistemas Naturales
El uso de especies nativas en la agricultura es crucial para mantener las poblaciones de insectos nativos. Sin embargo, existe conocimiento limitado sobre las relaciones entre los insectos locales y atributos de flora chilena. Este estudio tuvo como objetivo determinar las relaciones entre los atributos morfológicos y fenológicos de doce especies de plantas perennes nativas endémicas del centro de Chile y su interacción con insectos visitantes florales de los órdenes Hymenoptera (abejas, Superfamilia Apoidea), Diptera (suborden Brachycera), Coleoptera y Lepidoptera. Las observaciones fueron realizadas en un vivero de plantas nativas ( Pumahuida, Huechuraba, Región Metropolitana) entre octubre de 2023 y abril de 2024. Las evaluaciones de los rasgos florales incluyeron la reflectancia y morfología de la corola, días en antesis. Se midieron atributos morfológicos de los insectos, incluyendo el ancho de la cabeza y el cuerpo, así como la longitud del cuerpo y la probóscide. Además, se registró la frecuencia y la riqueza de las visitas. Se emplearon Modelos Lineales Generalizados y pruebas de Kruskal-Wallis, para analizar la relación entre los atributos florales y la frecuencia de visitas de insectos. El estudio encontró relaciones significativas entre la abundancia de insectos y algunos atributos morfológicos específicos atraen la visita de insectos a ciertas flores, lo que puede ser utilizado como criterios de selección de plantas con el fin de atraer insectos. Los visitantes florales variaron significativamente con las especies de plantas nativas. Estos hallazgos proporcionan información sobre el uso de la flora nativa chilena para la agricultura sostenible y la conservación.
Análisis in vitro de los diferentes modos de unión a ADN de los factores de transcripción MarA y Rob
(2021) Geoffroy Jarpa, Consuelo Ignacia; Melo Ledermann, Francisco Javier; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
El proceso de reconocimiento molecular entre proteínas y ADN es fundamental para la vida. MarA y Rob son 2 factores de transcripción de Escherichia coli pertenecientes a la familia AraC/XylS, cuyos miembros presentan una alta similitud de secuencia y se encuentran relacionados a la regulación de genes involucrados en resistencia a antibióticos, tolerancia estrés oxidativo y resistencia a disolventes orgánicos y metales pesados [1]. La estructura de ambas proteínas incluye un dominio de reconocimiento a ADN organizado en un motivo HTH bipartito, con dos hélices clave en el reconocimiento de secuencias (Hélices 3 y 6). Adicionalmente Rob presenta un dominio regulatorio en el extremo C-terminal, cuya función aún no es bien conocida. Estudios cristalográficos previos, sugieren que ambos factores de transcripción reconocen y se unen a sus secuencias promotoras de forma distinta. Mientras que MarA interactúa con dos secuencias nucleotídicas clave denominadas cajas A y B de la región promotora y une ambas hélices al surco mayor del ADN deformándolo, Rob reconoce ambas cajas, pero tan solo se une a una de ellas sin alterar la estructura nucleica. En este estudio se abordan diferentes interrogantes y se combinan e integran datos experimentales, estadísticos y computacionales lo que permite comprender los mecanismos de reconocimiento y las diferencias planteadas. El factor de transcripción purificado se agregó in vitro a los distintos promotores degenerados y las secuencias unidas y no unidas se separaron. La estrategia general fue crear una biblioteca de sitios de unión potenciales, a partir de las secuencias unidas. Ambos extremos de las secuencias de la biblioteca tienen sitios de unión de partidores de modo que pudieron amplificarse mediante PCR y ser secuenciados mediante secuenciación masiva. Por otro lado los promotores degenerados abarcaron tanto el promotor mar como el promotor micF completo y se fueron cubriendo regiones de 4 nucleótidos. Esto permitió tener una mirada global de los factores que juegan un rol importante en el reconocimiento específico proteína-ADN. Los resultados claves de este estudio son: en primer lugar que la presencia o ausencia del dominio regulatorio, jugaría un rol en la especificidad del reconocimiento proteína-ADN. En segundo lugar, la región espaciadora no aportaría especificidad a la unión, pero sí jugaría un papel clave en cuanto a la estabilidad de la unión. Y finalmente se concluye que Rob presenta dos modos de unión alternativos en donde presenta contacto directo con el surco mayor del ADN a través de la hélice 3 y la hélice 6 o bien interactúa principalmente sólo con caja A a través de hélice 3.
Antecedentes de la invasión de la especie exótica Lycalopex griseus (Zorro Gris o Chilla) en Isla Grande de Tierra del Fuego, Chile
(2021) Zurita Redón, Carlos Nicolás Felipe; Jaksic Andrade, Fabián; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
Se realiza una recopilación bibliográfica de los datos sobre la invasión de Lycalopex griseus (Zorro Gris) en la Isla Grande de Tierra del Fuego con el objetivo de describir y analizar los antecedentes publicados sobre la introducción, invasión y efectos de Lycalopex griseus en dicho lugar. Se sabe que este cánido fue introducido en la Isla en 1951 de manera voluntaria para ejercer un control biológico sobre las poblaciones de Conejo Europeo (Oryctolagus cuniculus) que, a esa fecha, se estimaban sobre 30 millones de individuos. Este lagomorfo vio disminuida sus abundancias poblacionales a raíz de la introducción de la enfermedad viral mixomatosis que provocaba su muerte, en tanto que el Zorro Gris comenzó a aumentar sus abundancias sin haber ejercido eficazmente su rol putativo de controlador biológico. Para esto, se hace una revisión con ayuda de Google Académico y algunos criterios de búsqueda para encontrar literatura al respecto. Se evidencia que esta es escasa, y aporta datos antiguos que requieren actualización. Entre los datos recopilados, destacan antecedentes sobre su nicho trófico, donde se muestra que este cánido incorpora ítems dietarios diversos, como vegetales y micromamíferos; además, datos sobre sus poblaciones que muestran los sectores de la isla donde con mayor probabilidad de avistamiento de Zorros Grises. En conclusión, se hacen necesarios nuevos esfuerzos de muestreo para actualizar la información y resolver otras incógnitas que han sido planteadas en la literatura por años, como la eficacia y eficiencia de los zorros como controladores biológicos de conejos.
Aplicación de método convencional y PCR de punto final para la detección de aislados chilenos de Xanthomonas campestris pv. campestris
(2022) Urzúa Vega, Sofía; Rosales V., Marlene; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal
La "mancha angular" causada por la bacteria Xantomonas campestris pv. campestris (Xcc) es la principal enfermedad, que afecta a los cultivos de la familia de brásicas y presenta una distribución mundial. Esta bacteria posee un ciclo de vida corto, de fácil dispersión y difícil control de la enfermedad que ocasiona. En Chile, un sector importante del mercado agrícola depende de la producción de semillas de las especies de esta familia, tanto que el valor de sus exportaciones suma un total de 77,1 millones de dólares FOB. Este estudio tiene como objetivo identificar la presencia de Xcc en muestras tomadas de 5 regiones distintas del país y posterior comparación entre dos métodos de identificación, contrastando métodos microbiológicos tradicionales y análisis moleculares. Se tomaron muestras de 34 localidades de hojas con síntomas, malezas relacionadas al cultivo y suelo, de las cuales se obtuvo un cultivo y aislamiento primario obteniendo una colección de 196 aislados. Fueron registradas características morfológicas de las colonias en medio YDC, considerándose como candidatas a Xcc, las colonias amarillas de aspecto mucoide. Por otra parte, también se utilizó la reacción PCR del gen patovar específico hrpF para identificar los aislados Xcc. Los resultados de ambos métodos fueron contrastados obteniendo una predicción positiva mayor por muestra a través del método convencional. Sin embargo, se concluyó que ambos métodos se complementan para realizar un diagnóstico eficiente, donde el método convencional sirve como un primer filtro para la gran diversidad de bacterias obtenidas del cultivo inicial, a pesar de no ser especifico como el PCR.
Asociación entre el consumo de azúcares libres y edulcorantes no nutritivos, y condiciones cardiometabólicas en participantes de la Cohorte Poblacional del Maule (MAUCO). Chile, 2014
(2020) Sánchez Gordon, Gary Vladimir; Bambs S., Claudia; Parada Daza, Alejandra; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Medicina
Antecedentes: El alto consumo de los azúcares libres en la dieta se ha convertido en un problema de salud pública cada vez más importante en todo el mundo, debido a su asociación con la obesidad y sus enfermedades asociadas. Por otra parte, diversos investigadores han sugerido que el consumo de edulcorantes no nutritivos puede tener efectos adversos sobre el metabolismo de la glucosa, la microbiota intestinal y el control del apetito. Objetivo: Determinar la asociación entre el consumo de azúcares libres y edulcorantes no nutritivos y la presencia de condiciones cardiometabólicas. Métodos: Se realizó un estudio observacional-analítico de corte transversal a partir de datos provenientes de la “Cohorte del Maule” (MAUCO). La muestra correspondió a 9 179 participantes adultos quienes contaban con información basal de variables relevantes para el estudio. Se estimaron promedios, frecuencias absolutas y relativas. La asociación estadística se estimó a través de Odds ratio, valor p <0,05 e IC 95%. Los factores de confusión se controlaron mediante regresión logística. Resultados: El 55,6 % de los participantes estuvo constituido por mujeres con edad promedio de 53,12 ±9,69 años. Se observó una asociación positiva entre el consumo de ≥ 2 veces/día de bebidas azucaradas y triglicéridos alterados (OR=1,17; IC 95%: 1,01-1,36), obesidad (OR= 1,24; IC 95%:1,10-1,41), síndrome metabólico (OR= 1,20; IC 95%: 1,06-1,36) y glicemia de ayuno alterada (OR= 1,55; IC 95%:1,01-2,40) ajustado por edad, sexo, nivel de educación, nivel de actividad física, patrón alimentario y consumo de tabaco. También, se observó una asociación positiva entre el consumo de ≥ 5 veces/día de edulcorantes no nutritivos y diabetes tipo 2 por autoreporte con glicemia de ayuno alterada (OR= OR= 7,66; IC 95%: 3,91-15,00), obesidad (OR= 1,64; IC 95%: 1,41-1,91) y síndrome metabólico (OR= 1,26; IC 95%: 1,08-1,47) por ajuste multivariable. Conclusión: El presente estudio demostró que una mayor ingesta de bebidas azucaradas se asoció con una mayor chance de presentar triglicéridos alterados, obesidad, glicemia de ayuno alterada y síndrome metabólico, por ajuste multivariable. Entre los participantes con diabetes tipo 2 se observa un mayor consumo de edulcorantes no nutritivos que en aquellos sin diagnóstico de diabetes tipo 2. Esta asociación es mayor en participantes diabéticos con mal control metabólico.
Asociación entre variantes alélicas de la familia de genes relacionados con la acción de FGF21 y niveles plasmáticos de adiponectina en edad prepuberal
(2018) Guzmán Montenegro, Eghon Enrique; Santos Martín, José Luis; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Medicina
Introducción: El Factor de crecimiento de fibroblastos-21 (FGF21) y la adiponectina son dos importantes hormonas secretadas por el hígado y el tejido adiposo respectivamente. Estudios en animales de experimentación han propuesto que los efectos beneficiosos de FGF21 sobre la sensibilidad a la insulina están mediados por la adiponectina a través del eje FGF21-adiponectina. Mediante este eje, FGF21 promueve la síntesis y secreción de adiponectina. Variantes genéticas de FGF21 han sido asociadas previamente con variables cardiometabólicas y patrones de ingesta. Objetivo: Evaluar la asociación entre variantes alélicas de la familia de genes relacionados con la acción de FGF21 y los niveles plasmáticos de adiponectina en la edad prepuberal. Sujetos y Método: Estudio transversal de n=750 niños (Edad: 6.8 ± 0.44 años; 50,7% niñas), basado en la cohorte chilena de base poblacional “Estudio de Crecimiento y Obesidad” (ECO). A partir del microarreglo de genotipado masivo MEGA-Illumina, se determinaron los genotipos de 12 variantes de FGF21, 16 variantes del receptor FGFR1, 52 variantes de FGFR2, 3 variantes de FGFR3 y 17 variantes del co-receptor β-klotho (KLB). Las mediciones de adiponectina plasmática se realizaron mediante inmunoensayos. Las asociaciones entre variables se evaluaron mediante regresión lineal múltiple ajustando por edad, sexo, z-score de IMC y componentes principales indicadores de etnia. Resultados: Solamente una variante de KLB (rs80014142) y dos variantes de FGFR2 (rs3135808 y rs10510096) mostraron asociaciones nominalmente significativas con los niveles plasmáticos de adiponectina en niños de edad prepuberal (valores p de 0.006, 0.01 y 0.03 respectivamente). Ninguna de las tres variantes genéticas encontradas alcanzó significación tras corrección por comparaciones múltiples. Únicamente la variante rs80014142 se asoció significativamente con la razón leptina/adiponectina plasmática (p=0.003), que es considerado como un subrogado de resistencia a la insulina. Ninguna de estas variantes se asoció significativamente con el índice HOMA-IR. Conclusión: Es improbable que las variantes alélicas de la familia de genes relacionados con la acción de FGF21 tengan un impacto relevante en los niveles de adiponectina plasmática en edad prepuberal.
Associations between habitat conditions, sociality, and brain organization in octodontid rodents.
(2014) Sobrero Inverardi, Raúl Eduardo; Ebensperger Pesce, Luis Alberto; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
Nuestro conocimiento sobre la evolución del comportamiento social en roedores octodóntidos es aún fragmentario. La información disponible indica que las especies filogenéticamente basales son solitarias, mientras que las más derivadas tienden a ser sociales. Sin embargo, la información sobre la estructura social disponible para varias especies es anecdótica, lo cual dificulta el establecimiento de conclusiones robustas sobre la evolución del comportamiento social en este clado. Este es el primer estudio que cuantifica la actividad, uso del espacio, y comportamiento social del degú costino (Octodon lunatus), una especie derivada de octodóntido. Durante noviembre y diciembre de 2010 y 2011 se utilizaron métodos de captura-recaptura y telemetría para cuantificar el patrón diario de actividad superficial, ámbitos de hogar, solapamientos entre ámbitos de hogar, y uso compartido de parches de descanso y nidificación en una población costera localizada en el centro-norte de Chile.La actividad de O. lunatus, medida como desplazamientos individuales entre localizaciones consecutivas, mostró una tendencia estadísticamente no significativa a ser mayor en horas de la noche. Durante el día los animales usaron 1 a 3 sitios de descanso y anidamiento asociados con una alta cobertura arbustiva, donde Pouteria splendens (lúcumo) fue la especie dominante. Machos y hembras compartieron estos sitios de descanso en múltiples ocasiones. El solapamiento entre los ámbitos de hogar tendió a ser mayor en animales que además compartieron sitios de descanso comparado con animales que no compartieron estos sitios. En base al uso compartido de refugios se identificó 1 grupo social en 2010 y 4 grupos en 2011. La composición de estos grupos fue de 1 a 3 hembras adultas y de 1 a 2 machos adultos (2 a 4 adultos en total). Globalmente, los resultados indicaron que O. lunatus muestra algún grado de sociabilidad, observación que apoya una tendencia en la cual el comportamiento social es más frecuente en especies filogenéticamente derivadas de octodóntidos.
Astrocytes from the retrotrapezoid nucleus drives chemoreceptor neuron hyper-responsiveness to hypercapnia in heart failure: role of oxidative stress and glutamate spill-over
(2024) Díaz Jara, Esteban; Río Troncoso, Rodrigo Andre del; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
La insuficiencia cardiaca con fracción de eyección preservada (ICFEP) es una enfermedad crónica caracterizada por una alta prevalencia de desórdenes respiratorios e irregularidades en el patrón ventilatorio, las cuales están estrechamente asociados con la potenciación del quimiorreflejo central. El principal núcleo quimiorreceptor central es el núcleo retrotrapezoide (RTN), ubicado en la superficie del tronco encefálico, que contiene neuronas que frente a un estímulo hipercápnico propagan potenciales de acción excitatorios hacia los centros respiratorios, modulando el patrón respiratorio. En modelos preclínicos de ICFEP, la eliminación selectiva de las neuronas quimiorreceptoras del RTN normaliza la quimiorrefleja central y elimina la irregularidad en el patrón respiratorio. Sin embargo, los mecanismos celulares que potencian la función del RTN durante la ICFEP no se han estudiado previamente. En los últimos años, se ha demostrado que, además de las neuronas quimiorreceptoras, los astrocitos ubicados en el RTN desempeñan un papel clave en la regulación de la quimiorrecepción en condiciones normales. Sin embargo, se desconoce el rol de estas células en el control de la quimiorecepción central durante la ICFEP. Por lo tanto, propuse como hipótesis que "El estrés oxidativo aumenta el impulso del quimioreflejo central en la ICFEP al reducir la captación de glutamato mediada por los astrocitos en el núcleo retrotrapezoide". Los objetivos principales de esta tesis doctoral fueron: i) Determinar los niveles de estrés oxidativo y glutamato en el RTN y estudiar la contribución del estrés oxidativo en las respuestas exageradas del quimiorreflejo central en ratas con ICFEP; ii) Determinar las alteraciones en la morfología de los astrocitos y la localización y expresión del transportador de glutamato-1 (GLT-1) en el RTN de ratas con ICFEP; iii) Determinar la actividad neuronal en secciones del tronco encefálico que contienen el RTN de ratas con ICFEP; y iv) Determinar si la sobre-expresión de GLT-1 en los astrocitos del RTN de ratas con ICFEP restaura la respuesta normal de las neuronas quimiorreceptoras a la hipercapnia. La ICFEP fue inducida en ratas Sprague Dawley machos adultos (~250 g) mediante una fístula arteriovenosa. Se utilizó pletismografía de cuerpo entero para evaluar tanto la respuesta ventilatoria a la hipercapnia (FiCO2 7%), como el patrón respiratorio en reposo. Los niveles del anión superóxido y de superóxido dismutasa 2 en el RTN se determinaron por tinción con dihidroetidio (DHE) y Western Blot, respectivamente. La morfología de los astrocitos y los niveles de GLT-1 en el RTN se determinaron mediante inmunofluorescencia y RNAscope, respectivamente. La localización celular de SOD2 y de GLT-1 se realizó mediante análisis bioinformáticos. Los niveles de glutamato extracelular en el RTN se midieron en animales anestesiados, y posteriormente mediante Cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC). Para evaluar la actividad de las neuronas quimiorreceptoras RTN, se realizaron inyecciones estereotáxicas de un adenovirus que permitió la expresión de un sensor de calcio citoplasmático (GCaMP6s) en las neuronas. Posteriormente se analizaron los cambios de fluorescencia en las secciones del tronco encefálico que contenían el RTN mediante microscopía confocal. Finalmente, la sobreexpresión de GLT-1 en astrocitos RTN fue realizada por la inyección estereotáxica de un adenovirus que permitió la expresión del transportador de glutamato-1 bajo el promotor específico de astrocitos, la proteína ácida fibrilar glial (GFAP). Los animales con ICFEP presentaron un aumento en los niveles del anión superóxido en el RTN, los cuales están estrechamente relacionados con la potenciación del quimiorreflejo central en animales ICFEP. El aumento de los niveles de superóxido en el RTN se asoció con la disminución en los niveles de expresión de SOD2, tanto a nivel de mRNA y proteína, en los animales con ICFEP. En paralelo, animales con una disminución parcial de SOD2 presentan un aumento en los niveles de superóxido en el RTN los cuales se correlacionan con la potenciación del quimiorreflejo central, similar a lo observado en animales con ICFEP. Análisis de co-localización y bioinformáticos demostraron que SOD2 se expresa preferentemente en los astrocitos del RTN en lugar de en las neuronas quimiorreceptoras. Las ratas con ICFEP presentan un aumento en los niveles de glutamato extracelular en el RTN tanto en condiciones basales como durante el estímulo hipercápnico comparado con animales Sham. Tanto las ratas con ICFEP como en animales con una disminución parcial de SOD2 presentan una disminución en la morfología de los astrocitos del RTN. Interesantemente se observó que los animales con ICFEP presentan una disminución en la tinción de NMB, el marcador de neuronas quimiorreceptoras del RTN. Análisis de co-localización y bioinformáticos demostraron que GLT-1 se expresa preferentemente en los astrocitos del RTN y no en las neuronas quimiorreceptoras, y que en los animales con ICFEP, existe una disminución en los niveles de GLT-1 en el RTN. Las neuronas quimiorreceptoras del RTN de animales con ICFEP presentan un aumento de actividad tanto en condiciones basales como al ser expuestas a un medio ácido. Finalmente, la sobre-expresión de GLT-1 en los astrocitos del RTN de animales con ICFEP normaliza la actividad de las neuronas quimiorreceptoras del RTN. Además, la sobreexpresión de GLT-1 normaliza los niveles extracelulares de glutamato en el RTN, el quimiorreflejo central y el patrón respiratorio en animales con ICFEP. Estos resultados sugieren que el aumento del estrés oxidativo y la disfunción de los astrocitos en el RTN juegan un rol clave en la potenciación del quimiorreflejo y en la progresión de la ICFEP, principalmente a través la recaptación del glutamato extracelular.
Atomic force microscopy study of elastic properties of vapor-phase-deposited lipid membranes
(2018) Catalán López, Rodrigo Esteban; Volkmann, Ulrich; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Física
In this work we present a study of phase transitions and their relation with the elastic properties of three phospholipid membranes, namely 1,2-dimyristoyl-snglycero-3-phosphocholine (DMPC), 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC) and 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC). Samples were generated individually by physical-vapor-deposition of the lipid molecules mentioned over acid-cleaned polished silicon chips. The thickness of the samples were measured with Very High Resolution Ellipsometry. Average thickness are 60˚Athickness on average. The molecular consistency of the lipids were characterized using Raman spectroscopy. The Young’s modulus of the lipid membranes was obtained applying the Hertz model to data acquired with Atomic Force Microscopy in Quantitative Imaging feedback mode. Finally, the individual dependence of these lipids respect to temperature changes was used to detect the main gel-to fluid phase transition.The results in the present work show an expected softening of the lipid membranes just after the main phase transition, although the values of the elastic modulus found do not match the ones reported in the literature. However, the general trends correlate well with the ones found in other works. Nevertheless,systematic investigations using similar conditions as ours are still scarce.The acquisition of information related to the elastic properties and stability of the membranes is relevant for future works on protein insertion, and to understand the lipid membranes dependance on several other environmental conditions like changes in temperature, pH-dependence or ionic strength concentration.
B3 transcription factors regulate iron distribution in A. thaliana embryos
(2021) Grant Grant, Susana Margarita; Roschzttardtz Choucroun, Hannetz France; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
El hierro es un macronutriente esencial para todos los seres vivos. En humanos, la deficiencia de hierro en la dieta es la principal causa de anemia en el mundo. La Organización Mundial de la Salud a propuesto la biofortificación de cultivos como una alternativa para aumenta el contenido de hierro en los alimentos. Uno de los cultivos más consumidos en la dieta humana son las semillas. Sin embargo, poco se conoce sobre la acumulación del hierro en semillas. En Arabidopsis thaliana durante la maduración del embrión el hierro se acumula en las vacuolas de la capa celular que rodea la provasculatura. En A. thaliana y otras plantas modelo se han identificado tres factores de transcripción B3, FUS3 (FUSCA3), LEC2 (LEAFY COTYLEDON2) y ABI3 (ABSCISIC ACID INSENSITIVE 3), que cumplen una función crítica en la acumulación de compuestos de almacenaje como proteínas y lípidos en la semilla durante la maduración. La función de los factores de transcripción B3 en la maduración y la acumulación de compuestos de almacenaje ha sido bien estudiaba, sin embargo, la función de estos factores de transcripción B3 en la acumulación de micronutrientes como el hierro no ha sido estudiada. En este trabajo se estudió el rol de los factores de transcripción B3 en la homeostasis de hierro en semillas de A. thaliana, utilizando mutantes para los factores de transcripción B3 y técnicas histológicas y de biología molecular. En este trabajo se determinó que los factores de transcripción B3 participan en la regulación de la distribución de hierro en semillas de A. thaliana, pero no así el contenido total de hierro en semilla. Los resultados de este trabajo mostraron que los genes asociados a la homeostasis de hierro cambiaron su expresión en las semillas mutantes para los factores de transcripción B3. Este cambio en la expresión coincide con el fenotipo heterocrónico de las semillas mutantes en los genes de los factores de transcripción B3. Finalmente, a través de una Red de Regulación Génica se encontró un nuevo rol para la vía de respuesta a etileno asociado a la distribución de hierro en semillas. Estos resultados entregan algunas respuestas sobre la regulación de la homeostasis de hierro en semillas, a pesar de que aún quedan muchas preguntas sin respuesta, como, por ejemplo: ¿Cómo el etileno regularía la distribución de hierro en semillas? y ¿Qué factores de transcripción regulan directamente a los genes asociados a la homeostasis de hierro?
Balances de masa durante la vinificación de sauvignon blanc.
(2008) Moenne Vargas, María Isabel; Agosin T., Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La realización de fermentaciones implica recolectar múltiples datos para poder estudiar el comportamiento del sistema. Si la información recolectada presenta errores de medición, pero ellos no son detectados y corregidos, las conclusiones inferidas serán erróneas. Basado en la aplicación de balances macroscópicos para la identificación de errores de medición, se desarrolló un método sistemático empleando Matlab, capaz de detectar la presencia de dichos errores y localizar la fuente de error a través de un test estadístico, en fermentaciones con mosto Sauvignon blanc. El sistema de evaluación de datos experimentales desarrollado, permite generar conocimiento para analizar, evaluar y optimizar procesos fermentativos mediante una correcta toma de decisiones.
Bioavailability of interesterified lipids in food emulsions.
(2014) Farfán Martínez, Mariel; Bouchon Aguirre, Pedro Alejandro; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La importancia de los lípidos en los alimentos va mas allá de su rol como fuente de energía y nutrientes. También son parcialmente responsables de propiedades organolépticas clave, tales como textura, liberación del sabor, y saciedad, la cual es difícil de duplicar en formulaciones libres de grasa. Además, los lípidos han sido asociados al desarrollo de numerosas enfermedades, pero también a la prevención de varias otras, principalmente debido al efecto de ácidos grasos esenciales. Desafortunadamente, las propiedades fisicoquímicas y nutricionales de los lípidos no se encuentran juntos con frecuencia. Existen grasas cuyas propiedades físicas son aptas para aplicaciones específicas, pero no son nutricionalmente recomendables. Otros, en cambio, pueden tener un excelente perfil de ácidos grasos, pero su distribución en la molécula de triacilglicerol podría no permitir una absorción óptima. Además, la matriz alimentaria donde los lípidos están ubicados, puede ser un factor clave para determinar el grado en el cual los lípidos son absorbidos. La hipótesis de este estudio fue que a través de interesterificación enzimática es posible sintetizar lípidos estructurados con un buen perfil de ácidos grasos –alto en acidos grasos n-3 y cero trans- y un perfil de fusión similar al de una grasa comercial, cuya biodisponibilidad puede ser modulada, además de la nueva estructura de TAG, a través del diseño de emulsiones. De acuerdo a esto, el objetivo principal de esta tesis fue conseguir un mejor entendimiento del efecto de la interesterificación enzimática, en la síntesis de grasas plásticas, así como de la emulsificación, en la biodisponibilidad postprandial de lípidos in vivo. Primero se analizó el efecto de la interesterificación en la estructuración de lípidos. Para ello, se compararon las interesterificaciones química y enzimática de mezclas binarias en la obtención de lípidos estucturados con cero trans y un alto contenido de ácido linolénico (C18:3n3), además de adecuadas propiedades funcionales. Aceite de soya full hidrogenado (fully hydrogenated soybean oil, FHSBO) y aceite de nuez (walnut oil, WO) fueron usados como materias primas. Metóxido de sodio y Lipozyme TL IM fueron usados como catalizadores químico y enzimático, respectivamente. Mezclas FHSBO/WO en relaciones de masa de 20/80, 40/60 y 60/40 fueron evauladas, y la interesterificaión total se determinó por la estabilización en su contenido de grasa sólida (solid fat content, SFC). La mezclas interesterificadas químicamente fueron estabilizadas a los 10 min para al mezcla 20/80 y a los 15 min para las mezclas 40/60 y 60/40. Mientras, todas las mezclas enzimáticamente interesterificadas se completaron a los 120 min. Una reducción significativa en el SFC para todas las composiciones se produjo después de completar las interesterificaciones química o enzimática. Las mezclas 60/40 interesterificadas química y enzimáticamente mostraron la curva plástica de un shortening multipropósito, rico en ácidos grasos poliinsaturados, especialmente en C18:3n3 y cero trans. La interesterificación enzimática fue escogida para estudios adicionales debido a su estereoespecificidad. Dado que, el perfil de ácidos grasos es un factor crítico en las propiedades nutricionales de las grasas, pero también la estereoquímica juega un rol fundamental, la biodisponibilidad de ácidos grasos en las mezclas interesterificadas fue analizada. Para ello, mezclas de aceite de linaza (linseed oil, LO) y esterarina de palma (palm stearin, PS) fueron comparadas con sus mezclas interesterificadas usando una lipasa estereoespecífica en las posiciones sn 1 y 3, para determinar si había alguna diferencia en términos de biodisponibilidad cuando se usaba esta tecnología. Las dos mezclas tenían el mismo perfil de ácidos grasos, pero distinto SFC, debido al cambio en la estereoquímica de los triacilgliceroles. Ratas Sprague-Dawley macho fueron alimentadas con las mezclas interesterificada (IE) o no interesterificada (nIE) a través de un tubo de alimentación bucogástrico luego de 18 h de ayuno. Se utilizó suero fisiológico como control. Se tomaron muestras de sangre luego de la administración de los test meals y se determinó el perfil de ácidos grasos plasmáticos en el periodo postprandial. Los resultados mostraron que la modificación en los perfiles de fusión de las mezclas a través de la interesterificación, sin alterar la biodisponibilidad determinada por la posición sn-2, puede retrasar la absorción de los lípidos al principio de la digestión, con peaks de absorción de C18:3n3 a 1,5 y 4,5 h postadministración, para IE y nIE, respectivamente, pero esto no tiene un efecto en la absorción total de los lípidos. La estructura alimentaria es también responsable de la biodisponibilidad de lípidos. Un diseño apropiado de la matriz alimentaria podría restringir o facilitar la liberación de ácidos grasos y dejarlos disponibles para la absorción, tal como en la emulsificación. Para comprender mejor éste fenómeno, evaluamos el efecto de la emulsificación, así como el uso de diferentes agentes emulsificantes, en la biodisponibilidad postprandial de lípidos estructurados en emulsiones O/W en ratas. Emulsiones O/W estables, preparadas con caseinato de sodio (Sc) o quitosán (Ch) fueron dosificadas como test meals. Una mezcla no emulsificada fue utilizada como control (C), y suero fisiológico fue usado como blanco (B). Ratas Sprague-Dawley fueron intragástricamente alimentadas con Sc, Ch, C o B, y se tomaron muestras de sangre en el periodo postprandial. Los resultados mostraron que la emulsificación puede aumentar la absorción de lípidos, como se determinó luego de la administración de emulsiones Sc, cuya absorción de AG totales es 20% mayor que el control. Sin embargo, éste resultado no puede ser generalizado. Los lípidos interesterificados que fueron emulsificados con quitosán, fueron igualmente absorbidos que aquellos en la mezcla lípidos interesterificados/agua destilada, no emulsificados. Se sugirió que esto puede ser debido a un acceso limitado de la lipasa pancreática a los lípidos. El mayor pH que se encuentra en el duodeno (pH>pKa quitosan) puede reducir la solibilidad de Ch, y puede contrapesar el efecto positivo de la pre-emulsificación. Esto sugiere que la emulsificación, como herramienta para el diseño de matrices alimentarias, no es la única responsable de una mayor biodisponibilidad, sino que las interacciones que ocurren entre el estabilizante y los alrededores durante la digestión, es también crucial. En general, este estudio confirma que la interesterificación parece ser una herramienta apropiada para la sintesis de grasas estructuradas con un buen perfil nutricional y propiedades funcionales adecuadas. Sin duda, el diseño de matrices alimentarias es también un asunto de interés, como se refleja en este estudio, el cual establece las bases para una futura investigación con respecto a la necesidad de conseguir un mejor entendimiento de las interacciones entre los nutrientes y su entorno. Distintos enfoques pueden ser utilizados para el diseño de una estructura alimentaria apropiada, la cual puede maximizar o reducir la biodisponibilidad de lípidos y/o ácidos grasos específicos, según necesidad. Como tal, este estudio contribuye al creciente campo del diseño de estrucuras alimentarias y resalta como la estructura puede ser personalizada para satisfacer las demandas de los consumidores.
Biogeografía histórica reciente de los vertebrados del "Hotspot" de Chile mediterráneo: dinámicas de distribución y nicho climático de linajes intraespecíficos, desde el último máximo glacial hasta el presente
(2015) Gutiérrez Tapia, Pablo Andrés; Palma Vásquez, Ramón Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
Biodiversity losses under the species level (i.e. cryptic diversity) may have been severely undersestimated in future global climate change scenarios. Therefore, it’s important to characterize diversity units at this level, and also understand its ecological responses to climatic forcings. We have chosen an endemic rodent from a highly endangered area as a model to look for cryptic distributional responses below the species level: Phyllotis darwini in the central Chile biodiversity hotspot. This area harbors a high amount of endemic species, and it’s known to have experienced vegetational displacements between two mountain systems during and after the Last Glacial Maximum. We’ve implemented an approach which integrates phylogeographic information into species distribution models. Our major findings are that the species is compossed of two major phylogroups: one of them has a broad distribution mainly accros valley but also in mountain ranges, meanwhile the other displays a disjunct distribution across both mountain ranges and always above a 1500 m altitude limit. Lineage distribution model under LGM climatic conditions sugget that both lineages were codistributed in the southern portion of P. darwini’s current geographic range, and mainly at the valley and coast. We’ve concluded that present distribution of lineages in P. darwini is the consequence of this cryptic distributional response to climate change after LGM, with a postglacial colonization with strict altitudinal segregation of both phylogroups.
La biopolítica como Phármakon
(2014) Toscano, Daniel; Martínez Barrera, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Filosofía
Bird diversity along elevational gradients in the dry tropical Andes of northern Chile: the potential role of indigenous traditional agriculture
(2018) Araneda Cid, Paola; Ibarra Eliessetch, José Tomás; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal
Understanding diversity patterns along environmental gradients lies at the heart of community ecology. Previous studies have found variation in bird diversity and density along “natural” elevational gradients in the Tropical Andes Hotspot. However, there is still a lack of knowledge about how bird communities respond to traditional land-use patterns, in association with other multiple drivers, across elevations. In the present study, we investigated biotic, abiotic and anthropogenic sources of variation associated with bird species diversity, density and turnover along a 3000-m elevational gradient in the southern limit of the Tropical Andes Hotspot in northern Chile. Over four seasons, we conducted 472 bird point count surveys and established 118 vegetation plots distributed across the Desert, Pre-Puna, Puna and High Andean belts. We found that species diversity and density increased until 3300 masland then declined. This type of elevational pattern is characteristic of dry-based mountains, where environmental conditions are suitable at mid-elevations. Here, habitats shaped by traditional Aymara indigenous agriculture, associated with relatively high vegetation heterogeneity, hosted the highest values of bird alpha diversity and density. We found that species turnover was structured by habitat type, while elevational ranges of most species were restricted to three relatively discrete assemblages that replaced each other along the gradient. Increasing loss of traditional agriculture and intensification of land-use may present a threat to the bird community in the Tropical Andes Hotspot.
Brassinosteroids as a tool for color improvement in red table grapes (Vitis vinifera L.).
(2019) Vergara Valderrama, Alexis Esteban; Pérez Donoso, Alonso Gastón; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal
BZIP transcription factors and transcriptional regulatory networks in the neurospora circadian system
(2014) Montenegro Montero, Alejandro Esteban; Larrondo Castro, Luis Fernando; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
Circadian clocks are endogenous cellular timekeepers that confer daily rhythms to a large number of biological processes. These clocks are present in various organisms across different evolutionary lineages, in which they regulate close to 24-hours rhythms in gene expression, physiology and behavior, enabling individuals to anticipate predictable environmental variations. The ascomycete Neurospora crassa has played a key role in the unveiling of the molecular and genetic basis of these time-telling machineries. In Neurospora, as in other eukaryotes, the integration of a series of cellular and molecular processes gives rise to a robust cell-based pacemaker, capable of coordinating rhythmic control of several aspects of their biology. Although a detailed molecular description of the core oscillator or pacemaker is now possible in model eukaryotes, there is limited information on the mechanisms that allow it to regulate rhythmic processes. Such “output pathways”, the circuits through which the pacemaker endows different processes with rhythmicity, are the least characterized aspect of circadian systems. In Neurospora, a hierarchical arrangement of transcriptional regulators has been proposed as the main mechanism through which the clock regulates rhythmic gene expression.The different actors involved in such time relay, connecting the oscillator with overt rhythms, are however largely unknown. In addition, despite decades as a research model organism, little is known about transcriptional regulatory networks in this fungus and the vast majority of transcription factors in Neurospora remain uncharacterized. In an effort to improve current knowledge of output pathways, the most neglected aspect of circadian biology, in a clock model system and study transcriptional regulatory networks in a model eukaryote, we set out to characterize the bZIP family of transcriptional regulators in Neurospora, in the context of its circadian system. We report a complete revision of the list of sequence-specific DNA-binding proteins in this fungus, which resulted in the identification of several novel ones, including many bZIP proteins. As the few transcription factors that have been associated with output pathways in Neurospora have been shown to exhibit clock input, we evaluated whether the expression of bZIP encoding genes in this organism is under control of the circadian clock. By using a luciferase-based, high-throughput screening system, we identified several bZIP encoding genes whose expression is regulated by the circadian pacemaker. A major limitation in the study of transcriptional regulatory networks in Neurospora, such as those underlying clock regulated transcription, stems from the fact that little is known about the sequence preference of its transcription factors. With the goal of identifying and characterizing transcriptional regulatory networks in which the putative Neurospora transcription factors participate, we employed double-stranded DNA microarrays known as protein-binding microarrays, to determine the sequence preference of Neurospora transcription factors.Such an approach allows for rapid, high-throughput and unbiased characterization of the sequence specificity of DNA-binding proteins. This resulted in the determination of the sequence preference of over half of Neurospora predicted transcription factors, information that together with the various molecular tools available in Neurospora, led to the identification of a rhythmically expressed bZIP transcription factor, ADA-1, as a regulator of output pathways in Neurospora, controlling various output genes. In addition, this information allowed for the evaluation of the role of another bZIP transcription factor, ASL-1, in such pathways. Notably, this is the first report aimed at studying DNA-binding specificities on a global scale in the fungal kingdom outside of the yeast clade, representing a powerful resource for the study of transcriptional regulatory networks in filamentous fungi, the largest group within the fungal kingdom. Indeed, through the use of these data we identified, for the first time, a transcription factor that is required for growth under osmotic stress in Neurospora. Lastly, we report on the identification of a novel process involved in output pathways in Neurospora, namely cell fusion pathways, and we herein show it to be necessary for proper rhythms in a number of genes, including bZIP encoding genes. As a whole, the work reported in this Thesis, represents a major advancement in the study of bZIP proteins and transcriptional regulatory networks in Neurospora.
Calcifying phytoplankton in natural laboratories for understanding ocean acidification
(2021) Díaz Rosas, Francisco Javier; Dassow, Peter von; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
Los cocolitofóridos son organismos fitoplanctónicos unicelulares caracterizados por una cobertura de placas de calcita, los cocolitos, que son producidos dentro de la célula. Estos calcificadores, como uno de los principales grupos funcionales planctónicos, juegan un rol importante en el ciclo del carbono inorgánico y posiblemente como lastre hundiendo carbono orgánico hacia el océano profundo. La mayoría de los esfuerzos para entender las respuestas de los cocolitofóridos hacia la acidificación del océano (AO) –o el aumento del CO2 atmosférico reduce el pH y estado de saturación (Ω) de CaCO3 del océano– ha sido a través de experimentos de laboratorio, principalmente usando un pequeño set de cepas de la especie más cosmopolita y fácilmente cultivable Emiliania huxleyi. Esta especie resulta particularmente interesante ya que es joven (~ 291.000 años) y se ha adaptado a un amplio rango de ambientes marinos. Sin embargo, este no es el único cocolitofórido y aun dentro de esta especie hay mucha diversidad fenotípica y genética y respuestas diversas hacia la AO en el laboratorio. A pesar de los esfuerzos realizados aun no es claro como los efectos fisiológicos bajo condiciones controladas se trasladan a respuestas de campo a nivel de comunidad. Esta tesis buscó contribuir a entender este asunto estudiando la distribución, composición y nicho realizado de ensambles de cocolitofóridos y morfotipos de E. huxleyi en ambientes con niveles contrastantes de pCO2/pH/Ωcalcita del Pacífico Sureste, y evaluar las respuestas de diferentes morfotipos de E. huxleyi a niveles de pCO2/pH ajustados en el laboratorio. Para esto, se muestrearon los cocolitofóridos en una sección costera-oceánica, aguas mesotróficas, sistemas de surgencia, y fiordos-canales de Patagonia. De un total de 40 especies, E. huxleyi fue la más prevalente (30-100 % abundancia relativa). Dentro de este taxón, varios morfotipos han sido descritos como estables en cultivo y diferenciados genéticamente (e.g., los morfotipos A y R). El morfotipo A moderadamente-calcificado dominó las poblaciones de E. huxleyi siendo sólo superado por el morfotipo R altamente-calcificado en sistemas de surgencia con alto pCO2/bajo pH. Este cambio abrupto en composición de las poblaciones de E. huxleyi sugirió que estos ambientes costeros mantienen reservorios genéticos para su adaptación a la AO. Por consiguiente, se probó la hipótesis que aquellas formas están adaptados para resistir condiciones de alto pCO2/bajo pH. Inesperadamente, los morfotipos del Pacífico Sureste no fueron más sensibles que las cepas altamente-calcificadas desde aguas contiguas con alto pCO2/bajo pH (disminuyeron las tasas de crecimiento y razón PIC/POC). Por otro lado, análisis de nicho realizado mostraron que el morfotipo A posee un nicho más amplio y tolerante a cambios ambientales (i.e., generalista) que el nicho del morfotipo R, especializado en aguas con alto pCO2/bajo pH. La falta de evidencia de adaptación local a condiciones de alto pCO2/bajo pH en E. huxleyi, podría ser explicado por una estrecha respuesta unimodal hacia Ωcalcita revelado por el análisis de nicho que no fue testeado experimentalmente. Alternativamente, el morfotipo R altamente-calcificado podría ser seleccionado por una condición particular del Pacífico Sureste no identificada que se correlaciona con temperatura, salinidad y Ωcalcita de su nicho realizado. En suma, a pesar de poseer rápidas tasas de reemplazo y grandes tamaños poblacionales, organismos planctónicos oceánicos no necesariamente exhiben adaptaciones a la surgencia de aguas con alto CO2, y este ubicuo cocolitofórido podría estar cerca del límite de su capacidad para adaptar a la AO en curso.
Cambios espectrales y reactividad de homólogos de azacumarina en sistemas supramoleculares basados en ciclodextrinas y cucurbiturilos
(2021) Alcázar Jiménez, Jackson José; Aliaga Miranda, Margarita Elly; Santos Blanco, José Guillermo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química
Las ciclodextrinas (CDs) y cucurbiturilos (CBs) son moléculas anfitrionas, relativamente solubles en agua con cavidades descritas como hidrofóbicas. Aunque la polaridad en la cavidad de las CDs y CBs es similar, sus diferencias estructurales y dimensionales han producido variaciones en su funcionalidad en términos de reactividad y selectividad. En este contexto, este trabajo de investigación tiene como objetivo general, evaluar los comportamientos espectrales y la reactividad frente a la reacción de hidrólisis para una serie de aza-cumarinas sustituidas en presencia y ausencia de CDs y CBs. Para ello, cinco homólogos de 7-(dialquilamino)aza-cumarina 3-sustituidas (DAAS) fueron sintetizados y caracterizados satisfactoriamente por RMN, ESI-HRMS e IR. Luego tales sustratos fueron estudiados espectroscópicamente en solución acuosa en ausencia y presencia de β-CD, DM-β-CD, γ-CD y CB7. Los resultados mostraron, que las propiedades espectrales de las DAAS sintetizadas y sus reactividades frente a la reacción de hidrólisis pueden ser afectadas según la naturaleza del macrociclo empleado, siendo el CB7 y la DM-β-CD los macrociclos más influyentes en los resultados cinéticos de este trabajo. Entre los resultados destacan: grandes efectos batocrómicos (4500cm-1) y desactivación total de la emisión de las DAAS, atribuido a la protonación del nitrógeno heterocíclico del sustrato tras su inclusión en CB7. También destaca un aumento de hasta 5,5 veces en el rendimiento cuántico de las DAAS en presencia de DM-β-CD. En términos de reactividad, el DM-β-CD y el CB7 produjeron efectos de inhibición significativos frente a la reacción de hidrólisis en medio ácido para el DAAS de tipo base de Schiff (DMSB), con diferentes constantes de asociación 3x103 y 2x105 M-1, respectivamente. Finalmente, para dilucidar el efecto de inhibición, un estudio cinético en imino-cumarinas (IC) fue llevado a cabo, de tal manera que, un modelo cinético general para la hidrólisis ácida de iminas, en presencia de CB7, fue propuesto.

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