Doctorado en Ingeniería: Área Ingeniería Electrónica
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Browsing Doctorado en Ingeniería: Área Ingeniería Electrónica by browse.metadata.advisor "Sierra Bueno, Daniel Alfonso"
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Item Design and classification of antimicrobial and antibacterial peptides(Universidad Industrial de Santander, 2016) Rondón Villarreal, Nydia Paola; Sierra Bueno, Daniel Alfonso; Torres Sáez, Rodrigo GonzaloUno de los problemas de salud píblica más importantes es la resistencia a los antibióticos que poseen bacterias patógenas de gran impacto en la salud humana. El problema es tan importante que puede afectar a la medicina moderna, como por ejemplo, en el área de cirugías especializadas, debido al gran riesgo de adquirir una bacteria super resistente intrahospitalaria, que no pueda ser tratada con los antibiticos existentes. La situacin es bastante desalentadora, la resistencia a los antibiticos está creciendo a tasas alarmantes y el nímero de nuevos antibióticos desarrollados y probados ha disminuido en las íltimos décadas, básicamente por razones económicas y de regulación. En este sentido, míltiples empresas farmacéuticas han abandonado la investigación y el desarrollo de nuevos compuestos antimicrobianos. Sin embargo, en los íltimos a˜nos, un buen nímero de investigadores se ha enfocado en el desarrollo de nuevos antibióticos. Entre estos, los péptidos antimicrobianos (PAMs) han aparecido como una solución prometedora para combatir estas bacterias super resistentes. Por esta razón, míltiples esfuerzos teóricos se han llevado a cabo en el desarrollo de nuevas herramientas computacionales para el dise˜no racional de péptidos que sean mejores y más efectivos. En esta tesis, se proponen dos estrategias para dise˜nar nuevos péptidos antibacterianos potenciales. Adicionalmente, la toxicidad de los péptidos también fue considerada en una de las estrategias propuestas. Los resultados han sido bastante satisfactorios. Míltiples péptidos que fueron dise˜nados en esta tesis fueron sintetizados y probados a nivel experimental y han mostrado actividad contra tres bacterias resistentes a los antibióticos. Adicionalmente, se realizaron pruebas de toxicidad a los péptidos más activos, y resultaron ser no tóxicos en eritrocitos de carnero y en células de tejido de pulmón de la línea A549.Item Diseño y clasificación de péptidos antimicrobianos y antibacterianos(Universidad Industrial de Santander, 2016) Rondón Villarreal, Nydia Paola; Sierra Bueno, Daniel Alfonso; Torres Sáez, Rodrigo Gonzalo; Martínez Pérez, Francisco José; Ramos Pollán, Raúl; Pedraza Ferreira, Gabriel Rodrigo; Torrents Arenales, DavidUno de los problemas de salud pública más importantes es la resistencia a los antibióticos que poseen bacterias patógenas de gran impacto en la salud humana. El problema es tan importante que puede afectar a la medicina moderna, como, por ejemplo, en el área de cirugías especializadas, debido al gran riesgo de adquirir una bacteria super resistente intrahospitalaria, que no pueda ser tratada con los antibióticos existentes. La situación es bastante desalentadora, la resistencia a los antibióticos esta´ creciendo a tasas alarmantes y el número de nuevos antibióticos desarrollados y probados ha disminuido en las últimas décadas, básicamente por razones económicas y de regulación. En este sentido, múltiples empresas farmacéuticas han abandonado la investigación y el desarrollo de nuevos compuestos antimicrobianos. Sin embargo, en los últimos años, un buen número de investigadores se ha enfocado en el desarrollo de nuevos antibióticos. Entre estos, los péptidos antimicrobianos (PAMs) han aparecido como una solución prometedora para combatir estas bacterias super resistentes. Por esta razón, múltiples esfuerzos teóricos se han llevado a cabo en el desarrollo de nuevas herramientas computacionales para el diseño racional de péptidos que sean mejores y más efectivos. En esta tesis, se proponen dos estrategias para diseñar nuevos péptidos antibacterianos potenciales. Adicionalmente, la toxicidad de los péptidos también fue considerada en una de las estrategias propuestas. Los resultados han sido bastante satisfactorios. Múltiples péptidos que fueron diseñados en esta tesis fueron sintetizados y probados a nivel experimental y han mostrado actividad contra tres bacterias resistentes a los antibióticos. Adicionalmente, se realizaron pruebas de toxicidad a los péptidos más activos, y resultaron ser no tóxicos en eritrocitos de carnero y en células de tejido de pulmón de la línea A549.Item Inversión del campo de ondas sísmicas PP y tiempos de llegada de ondas convertidas PS para la estimación de un modelo de velocidades P y S en el subsuelo: Un enfoque Level Set(Universidad Industrial de Santander, 2024-03-06) Niño Niño, Carlos Andrés; Sierra Bueno, Daniel Alfonso; Agudelo Zambrano, William Mauricio; Duarte Gualdrón, César Antonio; Ramírez Silva, Ana Beatriz; Aguilera Bermúdez, Ernesto; Meneses Fonseca, Jaime Enrique; Trad, Daniel; Cabrera Zambrano, Francisco HenryLa velocidad de onda cortante (Vs) es una propiedad fundamental de los medios elásticos cuya estimación a partir de ondas convertidas PS es desafiante y requiere modelar la interfaz donde ocurre la conversión de P a S. Este artículo presenta una tomografía PS donde los puntos de conversión/reflexión de ondas sísmicas corresponden al reflector geológico modelado con la función Level set en su nivel cero (ϕ(x,z)=0). El método propuesto pretende una inversión estable de Vs en un entorno de adquisición sísmica utilizando receptores multicomponente. Se utilizan modelos sintéticos que simulan verdaderos Vs, Vp y la ubicación del reflector geológico. Los tiempos de viaje de las ondas PS convertidas y las ondas PP reflejadas, tanto para datos observados como modelados (problema directo), se calculan utilizando la metodología propuesta por Rawlinson y Sambridge. Este método utiliza los tiempos de llegada de las ondas P desde la fuente sísmica hasta cada punto en el reflector como tiempos iniciales, que originan los tiempos Tps y Tpp. Estos tiempos se determinan como soluciones a la ecuación eikonal mediante el método Fast Marching. La metodología plantea un funcional definido a partir de los residuales de los tiempos de viaje (modelados-observados), en función de las variables ϕ, Vs y Vp. Se propone minimizar el funcional utilizando el método de variaciones sobre el funcional aumentado, basado en el Lagrangiano asociado. La inversión toma los multiplicadores de Lagrange como variables adjuntas que actualizan las variables Vs, Vp, y ϕ(x,z), haciendo que los residuales de los tiempos se minimizen en cada iteración. El rendimiento del algoritmo se evalúa para modelos con geometrías de reflectores sinclinales, sinusoidales y monoclinas. La tomografía propuesta estima Vs y las posiciones de los reflectores, lo que puede contribuir a corregir las estáticas y mejorar la caracterización litológica de la superficie cercana.Item Modelado y procesamiento de dispersión sísmica cercana a la superficie en datos multicomponente: Un enfoque basado en el modelado de ondas elásticas y filtrado de polarización(Universidad Industrial de Santander, 2024-01-22) Sánchez Galvis, Iván Javier; Sierra Bueno, Daniel Alfonso; Agudelo Zambrano, William Mauricio; Ramírez Silva, Ana Beatriz; Socco, Laura Valentina; Pérez Solano, Carlos Andrés; Bale, Richard; Stork, ChristofEsta tesis presenta un conjunto de estrategias para modelar y procesar el ruido causado por la dispersión sísmica cercana a la superficie (NSS, Near-surface Seismic Scattering) en datos sísmicos multicomponente. Para lograr esto, se implementó un enfoque sistemático que incluyó el modelado numérico de la propagación de ondas elásticas 3D en medios heterogéneos cercanos a la superficie con topografías irregulares que emulan escenarios del mundo real. Para mitigar las complejidades computacionales y mejorar la precisión del modelado, se desarrolló un solucionador de ondas elásticas 3D acelerado por GPU. Utilizando dicho solucionador, se introdujo una estrategia para simular la separación NSS y comprender mejor el ruido sísmico terrestre y contribuir al avance de tal ruido. Se creó un filtro de polarización multiestación para la separación de tipos de ondas, mejorando la calidad de los datos sísmicos de tres componentes (3C) submuestreados, especialmente en presencia del ruido NSS. Finalmente, se aplicaron técnicas de aprendizaje automático para la atenuación automática de NSS, lo que mejoró la calidad de los datos sísmicos. El rendimiento de estas estrategias se probó a través de varios experimentos con datos reales y sintéticos, conduciendo a un progreso significativo en la atenuación del ruido NSS en datos sísmicos terrestres.Item Modelo in silico de evolución dirigida para genes Cry11 de Bacillus thuringiensis(Universidad Industrial de Santander, 2017) Pinzón Reyes, Efraín Hernando; Sierra Bueno, Daniel Alfonso; Flórez Escobar, Álvaro Mauricio; Argüello Fuentes, Henry; Martínez Pérez, Francisco José; Muskus López, Carlos Enrique; Ramos Pollán, Raúl; Alzate Morales, JansEl presente trabajo de investigación propone un modelo in silico del proceso completo de la técnica de evolución dirigida. El modelo integra la selección de genes parentales, la generación de diversidad mediante el barajado de ADN y la selección de variantes candidatas. Para ello, el modelo aprovecha el método de mínima energía como elemento integrador mediante el cual puede también incorporar los efectos de la formación de estructuras secundarias de ADN en el proceso. El modelo fue usado para estudiar la familia de genes cry11 de Bacillus thuringiensis y predecir bibliotecas quiméricas de genes ensamblados. Dentro de los principales hallazgos se encuentran la obtención de bibliotecas quiméricas in silico de potenciales variantes Cry11 y la caracterización de los genes desde sus propiedades intrínsecas para reaccionar ante condiciones experimentales de evolución dirigida, explicada desde una perspectiva evolutiva entre las diferentes familias Cry. Estas innovaciones trazan dos nuevas líneas de trabajo: la evolución dirigida in silico y la caracterización de genes parentales a partir de sus variaciones termodinámicas para participar de forma eficiente en experimentos de barajado de ADN. Ambas líneas fortalecen desde lo computacional el campo de estudio de la ingeniería de proteínas, superando las limitaciones de los modelos de mutagénesis asistida por computador, cuyo punto de partida son las bibliotecas quiméricas in vitro, mientras que el modelo aquí reportado permite la predicción de estas bibliotecas quiméricas y su posterior análisis, siendo la primer aproximación de la cual se tiene conocimiento para realizar evolución dirigida in silico.Item Modelo in silico de evolución dirigida para genes cry11 de bacillus thuringiensis(Universidad Industrial de Santander, 2017) Pinzón Reyes, Efraín Hernando; Sierra Bueno, Daniel Alfonso; Flórez Escobar, Álvaro MauricioEl presente trabajo de investigación propone un modelo in silico del proceso completo de la técnica de evolución dirigida. El modelo integra la selección de genes parentales, la generación de diversidad mediante el barajado de ADN y la selección de variantes candidatas. Para ello, el modelo aprovecha el método de mínima energía como elemento integrador mediante el cual puede también incorporar los efectos de la formación de estructuras secundarias de ADN en el proceso. El modelo fue usado para estudiar la familia de genes cry11 de Bacillus thuringiensis y predecir bibliotecas quiméricas de genes ensamblados. Dentro de los principales hallazgos se encuentran la obtención de bibliotecas quiméricas in silico de potenciales variantes Cry11 y la caracterización de los genes desde sus propiedades intrínsecas para reaccionar ante condiciones experimentales de evolución dirigida, explicada desde una perspectiva evolutiva entre las diferentes familias Cry. Estas innovaciones trazan dos nuevas líneas de trabajo: la evolución dirigida in silico y la caracterización de genes parentales a partir de sus variaciones termodinámicas para participar de forma eficiente en experimentos de barajado de ADN. Ambas líneas fortalecen desde lo computacional el campo de estudio de la ingeniería de proteínas, superando las limitaciones de los modelos de mutagénesis asistida por computador, cuyo punto de partida son las bibliotecas quiméricas in vitro, mientras que el modelo aquí reportado permite la predicción de estas bibliotecas quiméricas y su posterior análisis, siendo la primer aproximación de la cual se tiene conocimiento para realizar evolución dirigida in silico.