3.02 Tesis doctorado
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Browsing 3.02 Tesis doctorado by browse.metadata.categoria "Biología"
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- ItemCornifelin expression during Xenopus laevis metamorphosis and in response to spinal cord injury(2022) Torruella González, Sol; Larraín Correa, Juan Agustín; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de MedicinaXenopus laevis tiene la capacidad de regenerar luego de un daño en sus estadios larvales (NF50), pero al término de la metamorfosis pierde esta capacidad (NF-66). En una secuenciación de ARN de alto rendimiento, se analizaron los transcritos de animales NF-50 y NF-66, 21 horas, 2 y 6 días luego del daño a la médula espinal por transección. Cornifelina fue uno de los transcritos más altamente expresados dos días después del daño en NF-66, lo que sugiere un rol luego del daño a la médula espinal. La expresión de cornifelina ha sido detectada previamente principalmente en epitelios escamosos estratificados como piel y mucosas, pero su expresión en estructuras del sistema nervioso central no ha sido descrita. Aquí, usando técnicas histológicas, moleculares y bioquímicas, reportamos la expresión de cornifelina en la médula espinal, en la retina y en la córnea de Xenopus laevis durante la metamorfosis; evaluamos la reacción meníngea luego del daño por transección de la médula espinal y caracterizamos una línea transgénica para cornifelina. La expresión de cornifelina fue detectada en la sustancia gris y meninges de la médula espinal de animales NF-50 y NF-66. La expresión en la sustancia gris disminuyó a lo largo de la metamorfosis. En retina, cornifelina fue detectada en la capa de células ganglionares, en las capas nucleares internas y externas y en el segmento externo en NF-50 y NF-66. Luego del daño a la médula espinal, la expresión de cornifelina fue regulada a la alta en animales NF-66. Además, encontramos que la expresión en meninges fue distinta luego del daño en NF-50 y NF66. En NF-50, células positivas para cornifelina fueron encontradas cerrando el sitio de daño un día luego de la transección. En los siguientes días, fue encontrada delineando el tejido nervioso en reconexión. Por otro lado, en NF-66, células positivas para cornifelina fueron encontradas en las meninges y en la porción ventral de la médula a los seis días luego del daño y en el sitio de daño a los diez días. Estos resultados sugieren que cornifelina participaría en la reacción meníngea luego del daño por transección a la médula espinal.
- ItemDysbiosis prevents age-dependent phenotypes in drosphila Pink1B9 a fly model for parkinson's disease(2022) Molina Mateo, Daniela Francisca; Campusano Astorga, Jorge Mauricio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de MedicinaLa interacción entre el sistema nervioso entérico (SNE) y el sistema nervioso central (SNC), comúnmente conocido como el eje Intestino-Cerebro, consiste en una comunicación bidireccional regulada a nivel endocrino, inmunológico y neuronal, el desequilibrio en su normal funcionamiento se ha asociado recientemente con varios trastornos neuropsiquiátricos y neurodegenerativos. La investigación sobre este eje podría ofrecernos nuevos blancos terapéuticos para una amplia gama de enfermedades, incluida la enfermedad de Parkinson (EP). La EP es un desorden neurodegenerativo caracterizado por alteraciones motoras, las cuales son precedidas por lo que se denomina una etapa prodrómica o premotora donde es posible observar síntomas no motores. En esta tesis se propone manipular la microbiota intestinal en etapas premotoras tempranas de un modelo de EP en mosca generado por una deleción en el gen Pink1 (Pink1B9), para evaluar si esta manipulación podría afectar la progresión temporal de los síntomas de la EP. En este trabajo, se analizó si existían diferencias en la composición de la microbiota del intestino medio a los 8-9 días posteriores a la eclosión y se generó un modelo de disbiosis (desequilibrio microbiano) intestinal en Drosophila mediante un tratamiento crónico con antibiótico (kanamicina, 0,5 mM), durante un máximo de 16 días. Finalmente, mediante el uso de un sistema de registro, evaluamos individualmente en moscas macho diversos parámetros de comportamiento motores y no motores en las moscas tratadas y no tratadas con kanamicina. Los resultados obtenidos en esta tesis evidencian una diferencia sustancial en la composición de la microbiota intestinal del mutante Pink1B9 en comparación con las moscas control. Los datos también muestran que el tratamiento con kanamicina induce la recuperación de algunos de los parámetros no motores en etapa premotora estudiados en la EP, mientras que no hay cambios en los parámetros locomotores en la etapa. Por otro lado, el tratamiento específicamente durante la etapa premotora tiene un efecto prolongado induciendo una mejora en la capacidad locomotora de las moscas de control y mutantes.
- ItemIntra-arc tectonics in the southern Andes : constraints from combined field geology and crustal seismicity.(2018) Sielfeld Corvalán, Gerd Gustav; Cembrano, José; Lange, Dietrich; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de IngenieríaEn cadenas volcánicas activas existe una fuerte interacción entre deformación y volcanismo. El objetivo de esta tesis es precisar los mecanismos mediante los cuales la tectónica de largo plazo y la deformación frágil actual en la corteza se encuentran acopladas. También se busca comprender como la arquitectura y campos de estrés resultantes pueden direccionar la actividad volcánica e hidrotermal. Para lograr esto, estudié la deformación de largo y corto plazo en un contexto de subducción, utilizando el arco magmático de los Andes del Sur como laboratorio natural. En la región del intra-arco andino, la arquitectura cortical es dominada por fallas paralelas al margen (e.g. Sistema de Fallas Liquiñe-Ofqui, SFLO) y fallas transversales al margen (FTA, Fallas transversales a los Andes). Estas fallas corticales de larga vida se encuentran en asociación espacial y temporal con el loci de la circulación y emplazamiento de geofluidos. La relación causal entre estos elementos geológicos ha sido largamente estudiada, no obstante aún quedan interrogantes científicas sin responder con respecto al rol que estos sistemas de fallas cumplen en el desarrollo del volcanismo y actividad geotermal. ¿Cómo interactúan estas fallas y cómo esa interacción contribuye al desarrollo de permeabilidad precediendo el volcanismo y actividad geotermal? ¿Implica acaso esta relación causal un ciclo termo-mecánico retroalimentado tanto a escala de la cadena volcánica como a la escala de un complejo volcánico? La naturaleza de la deformación frágil en fallas y fracturas fue examinada usando (1) técnicas de sismicidad cortical para una perspectiva geológicamente instantánea a escala regional, y (2) análisis estructural de fallas y fracturas hidráulicas (e.g. diques y fisuras volcánicas) exhumadas para un enfoque de largo plazo a escalas del basamento y volcán. La perspectiva instantánea a escala regional consistió en monitorear la sismicidad cortical en el intra-arco por un lapso de 16 meses (i.e. un breve instante en tiempo geológico) mediante una red de 34 estaciones sismológicas cubriendo una franja de 200 km de largo en la Zona Volcánica Sur (38°S-40°S). La región de estudio incluye segmentos del SFLO y FTA, y también estratovolcanes como Llaima, Lonquimay y Villarrica. Un total de 356 eventos sísmicos corticales fueron identificados con magnitudes entre Mw 0.6 y Mw 3.6. Los hipocentros ocurren en los primeros 40 km de profundidad, demarcando la capa sismogénica cortical con una geometría convexa vista en sección. Esta última se caracteriza por tener aproximadamente 12 km de espesor y sismicidad relativamente alta en la zona de intra-arco. En esta zona, los mecanismos focales indican fallamiento de rumbo y de slip oblicuo consistentes con un eje de estrés máximo orientado ENE-WSW para el campo lejano y compartimentalización local del campo de estrés. En cambio, el enfoque geológico de largo plazo a escalas de basamento y volcán (2) fue conducido mediante levantamientos de campo en el estratovolcán Callaqui (SVC) y el complejo volcánico Tatara-San Pedro Pellado (CTSPP). Los resultados de análisis geométrico en diques y morfométrico en centros eruptivos menores del SVC resultan en un modelo consistente de propagación de diques y erupciones menores siguiendo una estructura transtensional tipo fracturaalada de orientación ENE. Tal geometría implica extensión local dominante con un componente de rumbo durante el proceso de construcción del volcán entre el Pleistoceno tardío y el Holoceno. En el CTSPP, el análisis estructural de datos de deslizamiento en fallas y de la geometría de diques permite la identificación de una zona de daño de interacción transtensional orientada ENE. Esta se encuentra limitada al oeste por fallamiento sísmico paralelo al margen en la Falla El Melado y al este, por fallamiento de rumbo en las fallas La Plata y Los Cóndores (aquí definidas). La zona de daño de interacción acomoda slip oblicuo con un gran componente de extensión donde tiene lugar el locus del volcanismo y actividad geotermal del CTSPP. En resumen, los resultados de esta tesis indican que el fallamiento activo en la región de intra-arco es consistente con la geometría y cinemática de fallas de larga vida favoreciendo la migración de geofluidos a lo largo de dominios transtensivos locales. La mayor tasa de sismicidad cortical ocurre en el intra-arco, donde se esperan gradientes geotermales elevados y donde la capa sismogénica es más delgada (<12 km) en comparación a las regiones de antearco y trans-arco. La observación sugiere que gradientes geotermales elevados dan lugar a porciones más delgadas de corteza frágil, la cual, en consecuencia, es mecánicamente más fácil de (re)fracturar. Más aún, la sismicidad revela información detallada del modo en que la deformación continua se acomoda en fallas corticales de orientación y cinemática diversa. También, se documenta como la deformación es compartimentalizada en fallas a lo largo del intra-arco de los Andes del sur, regidas por mecanismos de stick-slip. En conclusión, la interacción de deslizamientos entre fallas favorece el desarrollo de zonas de daño y aumento de permeabilidad en fallas híbridas y fracturas extensionales óptimamente orientadas. Los datos sismológicos y de campo contenidos en esta tesis contribuyen al entendimiento del rol tectónico de las fallas paralelas al margen y FTA en procesos de migración de magmas en la corteza alta. Estos resultados son cruciales para el perfeccionamiento de estrategias de exploración geotermal y evaluación del peligro sísmico.
- ItemSpatial biology of Ising-like synthetic genetic networks(2021) Simpson Alfaro, Kevin Matías; Federici, Fernán; Keymer, Juan E.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias BiológicasUnderstanding how spatially-correlated cellular states emerge from the local interaction of gene network dynamics is a fundamental challenge in biology. Short and long-range correlations and anti-correlations in gene expression can be found in spatially-distributed cellular systems such as eukaryotic tissues and microbial communities. However, the study of gene spatial correlations emerging from cell-cell coupling in natural systems is difficult since complex interactions are the norm. An alternative is to generate synthetic genetic networks (SGNs) that capture essential features of cell-cell interactions and reveal their influence in the emergence of cellular state patterns. Here, we combine synthetic biology, theoretical modelling and computational simulations to study the emergence of macroscopic gene correlations and address possible mechanisms for multi-scale self-organization of gene states in bacteria. We applied the Ising model as a theoretical framework to study the self-organization of spatially-correlated gene expression in two-state SGNs that are coupled by short-range chemical signals in E. coli. Inspired by the Ising model, we name these SGNs ferromagnetic or anti-ferromagnetic depending if they stabilize the same or the opposite state in neighboring cells. As predicted by our simulations that combine the two-dimensional Ising model with the Contact Process lattice model of cell population dynamics, these SGNs allowed the self-organization of spatial patterns of short and long-scale cellular state domains in bacterial colonies, where the size of the domains depends on the type of interaction, ferromagnetic or anti-ferromagnetic. The emergence of spatial correlations showed to be independent of the cell shape and the underpinning mechanical forces. The similarity found between ferromagnetic colonies and simulated ferromagnetic populations suggest these colonies are near the critical point of phase transition, implying that far regions in the colony are correlated. This work provides resources and a general scope theoretical framework that explain how both short and long-range correlations (and anti-correlations) are able to self-organize from locally-interacting networks. These results on multi-scale organization of gene network states shed light onto the study of pattern formation in developmental biology and microbial ecology, as well as provide a theoretical framework for the engineering of spatially-arranged cell systems.