CONFERENCIAS PANORAMICAS

Jueves 11 de junio de 2015

Aula Magna, 6to piso con transmisión a las Salas de Usos Múltiples

9:20 a.m. – 10:10 a.m.

Conferencia Panorámica #1

“Estimación de Conectividad Anatómica Cerebral”

Dr. Mariano José Juan Rivera Meraz Cimat, Guanajuato Email: mrivera@cimat.mx

Resumen: Las imágenes de resonancia magnética pesada por difusión (IRM-PD) son una modalidad de imágenes tomográficas que han demostrado ser muy útiles en el estudio de la estructura intra-voxel en in-vivo de haces de axones cerebrales. Entre las técnicas de análisis de IRM-PD más eficientes se encuentra la denominada de Funciones Base de Difusión (FBD), la cual fue propuesta por el grupo de trabajo del autor. En esta técnica se propone un diccionario de funciones de difusión con orientaciones y perfiles de difusión determinados por tensores fijos. La señal es entonces estimada como una combinación lineal no-negativa de las señales propuestas en el diccionario, las funciones base. Aunque las FBD han mostrado ser robustas para poder estudiar y recuperar estructuras intra-voxel con más de una orientación de difusión, sufren de los siguientes problemas: a) resolución de las orientaciones del tejido axonal recuperado son discretas y determinadas desde el diseño del diccionario, b) los perfiles de difusión (tensores) están también fijos y c) incrementar la resolución angular de la base incrementa notablemente el costo computacional del algoritmo de optimización. En este trabajo veremos nuevas estrategias que hemos estado desarrollando para subsanar los problemas mencionados del modelo FBD. El desempeño de los nuevos modelos y algoritmos desarrollados se demuestran mediante resultados experimentales con datos sintéticos, fantasmas realistas y datos reales. Luego, presentaremos avances en algoritmos para estimar las trayectorias de haces de axones.

10:10 a.m. – 11:00 a.m.

Conferencia Panorámica #2

“La Biología Matemática como una Herramienta Adicional para el Estudio de Problemas Biológicos”

Expositor: Dr. Moisés Santillán Zerón, Cinvestav, Monterrey Email: msantillan@cinvestav.mx moises.santillan@me.com

Resumen: En esta conferencia se presentan los resultados de varios proyectos en los que se ha empleado exitosamente herramientas matemáticas para resolver diversos problemas biológicos, en colaboración estrecha con biólogos experimentales.

11:20 a.m. – 12:10 p.m.

Conferencia Panorámica #3 Biocatálisis Enzimática en Síntesis Orgánica

Dr. Andrés Illanes, Pontificia Universidad Católica del Valparaíso, Chile Email: aillanes@ucv.cl

Resumen: Las enzimas son catalizadores biológicos que permiten que las reacciones del metabolismo celular ocurran a alta velocidad en condiciones compatibles con la viabilidad celular. Las enzimas son entonces muy eficientes actuando en condiciones moderadas, lo cual las hace muy atractivas como catalizadores de procesos industriales. La aplicación industrial de enzimas se remonta a los comienzos del siglo XX pero circunscrita a la catálisis de reacciones degradativas de valor agregado modesto. Recién a contar de la década de 1980 comienza a explorarse el uso de enzimas en reacciones de síntesis orgánica, más complejas y con requerimientos de condiciones poco compatibles con su funcionalidad. En estos últimos 30 años se ha experimentado avances notables en el desarrollo de catalizadores enzimáticos y condiciones de aplicación para la síntesis de compuestos orgánicos de alto valor agregado. Entre ellos puede destacarse la síntesis de fármacos y precursores, agroquímicos, biocombustibles y componentes de alimentos funcionales. Lo anterior ha supuesto avances tecnológicos importantes que van desde el diseño de los biocatalizadores al diseño del medio de reacción y los sistemas de postreacción (downstream). Se presenta una panorámica de la utilización de enzimas en procesos de síntesis orgánica destacando sus logros, potencialidades y limitaciones. Lo anterior se ilustra mediante análisis de casos de experiencia directa relativos a la síntesis de antibióticos β-lactámicos mediante penicilina acilasa, a la síntesis de esteroles de madera nutracéuticos mediante lipasas, y a la síntesis de prebióticos funcionales mediante β-galactosidasa.

12:10 p.m. – 1:00 p.m.

Conferencia Panorámica #4 “El RNA y el Origen de la Vida”

Expositor Dr. Antonio Lazcano, Facultad de Ciencias, UNAM Email: alar@ciencias.unam.mx

Resumen: Aunque no sabemos a ciencia cierta cómo surgió la vida en la Tierra, en los últimos veinte años ha crecido la certeza en un número cada vez mayor de investigadores que hace unos 3.5 mil millones de años el planeta ya se encontraba poblado por una biósfera microbiana extraordinariamente diversidad. Desafortunadamente, el registro geológico no nos permite, al menos por el momento, reconstruir las condiciones ambientales que tenía la Tierra cuando apareció la vida: no conocemos cual es era la composición de la atmósfera terrestre, la temperatura de la superficie de nuestro planeta, o la extensión de los mares primitivos. A pesar de tales incertidumbres, una serie de evidencias que van desde la observación y estudio de las nubes de material interestelar en donde se están formando estrellas y planetas, hasta la simulación experimental de las condiciones de la Tierra primitiva, sugieren que la vida surgió en nuestro planeta como resultado de la evolución de sistemas de compuestos orgánicos que se acumularon en la superficie de nuestro planeta como resultado de síntesis abióticas y de choques con cometas y meteoritos. Esta idea, que hoy es conocida como la hipótesis heterótrofa del origen de la vida, fue propuesta en 1924 por un joven bioquímico ruso, Alexander I. Oparin, y a pesar de la resistencia con la que se topó inicialmente, lentamente fue ganando impulso hasta transformarse en la mejor explicación de la aparición de la biósfera. ¿Cómo se dio la evolución de la vida a partir de la sopa primitiva? En 1967 Carl Woese sugirió que antes que el DNA y las proteínas había surgido el RNA, una idea que también fue propuesta un año más tarde de manera independiente por Francis Crick y por Leslie Orgel. A pesar del enorme prestigio de estos tres científicos, muchos desdeñaban esta posibilidad por considerarla una especulación sin fundamento. No fue sino hasta 1982 cuando los grupos de Thomas Cech y Sidney Altman descubrieron, de manera casi accidental, que el RNA poseía en efecto propiedades catalíticas. Es decir, el RNA es un ácido nucleico que puede almacenar información genética, pero también se comporta como las proteínas y a cataliza diversas reacciones bioquímicas. El descubrimiento de la existencia de moléculas de RNA catalítico, también llamadas ribozimas, ha permitido conceptualizar el llamado mundo del RNA y diseñar experimentos que simulan lo que pudo haber ocurrido en la Tierra primitiva. Se han aislado ribozimas, por ejemplo, que pueden leer cadenas sencillas de RNA y forman una cadena complementaria, lo cual demuestra que en principio se podría haber obtenido la replicación del RNA en ausencia de enzimas. La caracterización de las propiedades de las ribozimas ha modificado en forma profunda varios conceptos de la biología molecular al demostrar, por ejemplo, que la formación del enlace peptídico que une a los aminoácidos en el interior del ribosoma es catalizada no por las proteínas ribosomales, sino por el RNA mismo. Desde una óptica evolutiva, estos resultados tienen implicaciones profundas. Por una parte, simplifican enormemente el estudio del origen de la vida, ya que vuelven plausible la idea de un mundo de RNA, en donde la catálisis de procesos ancestrales dependía de ribozimas, y al mismo tiempo indican, por ejemplo, que la síntesis de proteínas (y el código genético mismo, en consecuencia) es un producto de la evolución del mundo del RNA.