Búsqueda de un conjunto óptimo de descriptores moleculares para la modelación QSAR

Search for an optimal subset of molecular descriptors for QSAR modeling

Luis Antonio García González (2023, [Tesis de doctorado])

En la actualidad, se estima que más de 10 millones de vertebrados son utilizados cada año en estudios toxicológicos. Dadas estas circunstancias, varias agencias regulatorias están impulsando activamente a la comunidad científica para el desarrollo de una alternativa a la experimentación con animales. Entre las alternativas existentes se pueden encontrar los estudios in-silico, especialmente los métodos de Relación Cuantitativa Estructura-Actividad (QSAR por sus siglas en inglés), los cuales se destacan como uno de los más utilizados. Los estudios QSAR se basan en la hipótesis de que compuestos estructuralmente similares presentan una actividad similar, lo que permite predecir la actividad de nuevos compuestos en función de compuestos estructuralmente similares, para los cuales se definió su actividad de forma experimental. Estudios han demostrado que la selección del subconjunto “óptimo” de las variables (descriptores moleculares) que caracterizan estructuralmente los compuestos tiene mayor importancia para la construcción de un modelo QSAR robusto que la estrategia de modelación utilizada. Actualmente, los descriptores moleculares (DMs) utilizados para la modelación QSAR son calculados con herramientas computacionales que no tienen en cuenta si estos caracterizan bien la actividad que se quiere modelar y los compuestos que se están analizando. En este trabajo se describen las limitaciones del enfoque actual, teniendo en cuenta que, si se sigue este enfoque, se puede pasar por alto información relevante al suponer que el conjunto de DMs calculado caracteriza bien las estructuras químicas que se están analizando, cuando en realidad puede que esto no suceda. Estas limitaciones se deben principalmente a que dichas herramientas limitan el número de DMs que calculan, restringiendo el dominio de los parámetros en los que se definen los algoritmos que calculan los DMs, parámetros que definen el Espacio de Configuración de Descriptores (DCS por sus siglas en inglés). En este trabajo se propone relajar estas restricciones en un enfoque DCS abierto, de manera que se pueda considerar inicialmente un universo más amplio de DMs y que estos caractericen de manera adecuada las estructuras a modelar. La generación de DMs se aborda entonces como un problema de optimización multicriterio, y para darle solución, dos algoritmos evolutivos son propuestos. Estos algoritmos incluyen conceptos de coevolución cooperativa para medir la sinergia entre descriptores moleculares ...

Currently, it is estimated that more than 10 million vertebrates are used per year for toxicological studies. Numerous regulatory agencies are actively advocating for the development of alternative methods to avoid unnecessary experimentation on animals. Among the existing alternatives in silico studies, especially Quantitative Structure Activity Relationships (QSAR) methods, stands out as one ofthe most widely used approaches. QSAR Methods are based on the premise that molecules with similar structures presents similar activities, which makes it possible to predict the activity of new compounds based on structurally similar compounds, for which their activity has been defined experimentally. Studies have demonstrated that the selection of the “optimal” set of molecular descriptors (MDs) is more important to build a robust QSAR models than the choice of the learning algorithm. Nowadays, the molecular descriptors (MD) used for QSAR modeling are calculated using computational tools that do not consider whether they accurately characterize the activity to be modeled and the compounds being analyzed. We demonstrate here that this approach may miss relevant information by assuming that the initial universe of MDs codifies, when it does not, all relevant aspects for the respective learning task. We argue that the limitation is mainly because of the constrained intervals of the parameters used in the algorithms that compute the MDs, parameters that define the Descriptor Configuration Space (DCS). We propose to relax these constraints in an open CDS approach, so that a larger universe of MDs can initially be considered, and these descriptors can adequately characterize the structures to be modeled. We model the MD generation as a multicriteria optimization problem, and two genetic algorithms-based approaches are proposed to solve it. These algorithms include cooperative-coevolutionary concepts to consider the synergism between theoretically different MDs during the evolutionary process. As a novel component, the individual fitness function is computed by aggregating four criteria via the Choquet Integral using a fuzzy non-additive measure. Experimental outcomes on benchmarking chemical datasets show that models created from an “optimized” sets of MDs present greater probability to achieve better performances than models created from sets of MDs obtained without optimizing their DCSs. Therefore, it can be concluded that the proposed algorithms are more suitable ..

algoritmos genéticos, descriptores moleculares QuBiLS-MAS, QSAR, DILI, cooperación coevolutiva genetics algorithms, QuBiLS-MAS molecular descriptors, QSAR, DILI, cooperativecoevolutionary algorithms INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES DISEÑO CON AYUDA DE ORDENADOR DISEÑO CON AYUDA DE ORDENADOR

Ingeniería de detalle, implementación, puesta en marcha e inicio de operación de la infraestructura que permita mejorar el abasto y la calidad del agua en la Región Lagunera en el estado de Durango

Arturo González Herrera MARTIN PIÑA SOBERANIS ANTONIO FLORES OCAMPO (2016, [Documento de trabajo])

Se presentan los resultados obtenidos en el desarrollo de proyectos ejecutivos, asistencia técnica para la licitación de proyectos ejecutivos y construcción de plantas potabilizadoras. Así como, dar apoyo técnico durante la ejecución de las obras y evaluación de funcionamiento durante la puesta en marcha.

Abastecimiento de agua Contaminación del agua Arsénico Tratamiento del agua Plantas de tratamiento INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Diseño y evaluación de una planta tipo paquete de bajo consumo de energía para el tratamiento de aguas residuales domiciliarias y su reutilización para riego agrícola

Edson Baltazar Estrada Arriaga AXEL FALCON ROJAS LILIANA GARCIA SANCHEZ (2020, [Documento de trabajo])

Es común que las plantas de tratamiento de aguas residuales sufran un deterioro considerable debido a un diseño inapropiado, falta de presupuesto, envejecimiento de la infraestructura y altos costos de operación y mantenimiento, lo que provoca que varias plantas queden fuera de operación. En consecuencia, la aplicación de un enfoque descentralizado de saneamiento es una alternativa atractiva y prometedora para la gestión de las aguas residuales, tanto en las zonas urbanas como en las rurales. Por lo anterior, este proyecto ha tenido como objetivo el diseño, la construcción y evaluación de una planta tipo paquete de bajo consumo de energía para el tratamiento de aguas residuales domiciliarias y su reutilización para riego agrícola.

Tratamiento de aguas residuales Plantas de tratamiento Uso de aguas residuales Riego CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Heteranthera yucatana (Pontederiaceae), una especie pequeña, hermosa, endémica …. y amenazada

GERMAN CARNEVALI FERNANDEZ CONCHA RODRIGO STEFANO DUNO Ivón Mercedes Ramírez Morillo José Ramón Grande Allende Yeni Celeste Barrios José Luis Tapia Muñoz (2022, [Artículo])

En el año 2000, personal del Herbario CICY detectó en las cercanías de la Zona Arqueológica de Xcambó, al norte del estado de Yucatán, una pequeña planta semi-acuática que llamó la atención de los colectores. Justo a finales del año 2019, unos meses antes del inicio de la pandemia, salimos nuevamente al campo y la volvimos a conseguir. Esta vez nos cuestionamos su identidad, y tras algunas semanas de búsqueda e investigación, comprobamos que se trataba de un nuevo taxón. Este año, después de muchos ires y venires, ha sido establecida como una especie nueva para la ciencia: Heteranthera yucatana. Esta especie se caracteriza entre otras cosas por su reducido tamaño, su distribución limitada al norte del estado de Yucatán y su categoría de riesgo: “En Peligro”.

COMMELINALES IUCN NOVEDAD TAXONOMICA PLANTAS ACUATICAS PENINSULA DE YUCATAN YUCATAN BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) TAXONOMÍA VEGETAL TAXONOMÍA VEGETAL

Daily rainfall interpolation models obtained by means of genetic programming

Modelos de interpolación de precipitación diaria obtenidos a partir de programación genética.

MARITZA LILIANA ARGANIS JUAREZ KATYA RODRIGUEZ VAZQUEZ (2015, [Artículo])

Se aplicó el algoritmo de cómputo evolutivo de programación genética (PG) para obtener modelos matemáticos de interpolación de precipitación diaria en una estación climatológica, utilizando datos medidos en las estaciones cercanas a la cuenca del Río Cutzamala en México. Los modelos obtenidos toman en cuenta tanto las coordenadas geográficas de las estaciones climatológicas como su elevación; la respuesta de los modelos se comparó contra los resultados obtenidos con ayuda de regresiones lineales múltiples, presentando un mejor desempeño programación genética. Adicionalmente, se construyeron mapas de isoyetas para comparar las formas espaciales entre los datos de precipitación medidos y calculados en la cuenca del río Cutzamala para una tormenta máxima histórica registrada en el año 2006, observándose concordancia en los resultados en el caso de precipitaciones mayores de 23 mm. La programación genética representa una herramienta de utilidad práctica para aproximar modelos matemáticos de variables aplicadas en problemas de ingeniería y se pueden obtener nuevos modelos en distintas cuencas al aplicar estos algoritmos.

Medidas de precipitación Programación genética Modelos matemáticos CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA

El curioso caso de Capsicum chinense (Solanaceae) en Puerto Rico: un fantasma botánico de amplio cultivo y consumo

JOHANN D. CRESPO ZAPATA STEVE MALDONADO SILVESTRINI William Gould (2023, [Artículo])

El género Capsicum incluye cinco especies domesticadas cuyos frutos constituyen parte fundamental de la gastronomía tradicional de diferentes culturas. En países de habla hispana se les conoce comúnmente como chiles, pimientos, ajíes y/o guindillas. En particular, Capsicum chinense es una especie de amplio cultivo y consumo en la isla de Puerto Rico, pero esta no se encuentra reportada en los listados florísticos y literatura botánica pertinentes a la región. Investigamos la presencia de Capsicum chinense en Puerto Rico, y presentamos los primeros registros botánicos y ejemplares de herbario de la isla.

AJI DULCE COLECTAS BOTANICAS EJEMPLARES DE HERBARIO PLANTAS EN CULTIVO REGISTROS BOTANICOS BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) ECOLOGÍA VEGETAL ECOLOGÍA VEGETAL

Distichlis spicata: una planta para la sal del suelo

ELIZABETH CHAVEZ GARCIA (2022, [Artículo])

Las especies vegetales que crecen en condiciones de salinidad se denominan halófitas: plantas que viven exclusivamente en suelos salinos. Un ejemplo es el pasto salado (Distichlis spicata), una especie capaz de crecer en condiciones extremas, es decir, en lugares donde las sales afloran en la superficie del suelo y su concentración es tan alta que supera en varias centenas la salinidad del mar. Dichas características pueden ser relevantes para afrontar cuestiones como la desertificación por salinización de los suelos, un evento cada vez más común debido a la degradación de los ecosistemas áridos y semiáridos y al cambio climático global.

BIORREMEDIACION PLANTAS HALOFILAS POACEAE RESTAURACION ECOLOGICA BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) DESARROLLO VEGETAL DESARROLLO VEGETAL

Impactos socio territoriales de la transición del alimento a su función de mercancía fundamental en el estado de Morelos

RODRIGO FLORES RESENDIZ (2023, [Tesis de maestría])

La alimentación fue fundamental para el desarrollo de la humanidad por permitir la

satisfacción concreta de alimentarse para reponer vida, es decir, forma parte de las

necesidades básicas para la reproducción de la vida. En principio, la alimentación fue

basada en la recolección de algunas plantas y especies animales, lo que permitió un largo

proceso una acumulación de conocimiento sobre el manejo de la alimentación, originando

un proceso de domesticación basada en las condiciones locales de cada territorio, dando

como resultado múltiples sistemas agroecológicos, los cuales forman parte de la

territorialización del conocimiento sobre el manejo de la alimentación. Por ello, el

alimento es considerado como un producto fundamental.

En esta lógica, la producción de alimentos fue desarrollándose de manera que la

tecnificación de la agricultura permitía la generación de excedentes alimentarios, los

cuales en primera instancia sirvieron como una reserva alimentaria para asegurar su

alimentación. Sin embargo, la producción agrícola en el advenimiento de la revolución

industrial modificó los sistemas agrícolas tradicionales para el aprovechamiento de los

productos agrícolas de monocultivo, el cual origino una transformación económica que

impulsó la agricultura capitalista.

En este sentido, la agricultura dejo de producir alimentos para satisfacer la

necesidad concreta de alimentarse para producir productos agrícolas necesarios para el

mercado mundial, generando un proceso de transformación a una mercancía

fundamental. Es decir, algunas de las determinaciones generales del alimento fueron

absolutizadas, dejando por un lado la satisfacción de una necesidad para la reproducción

de la vida por la acumulación de riqueza; por tanto, el producto de esta transformación se

clasifica como alimento mercancía.

CIENCIAS SOCIALES DEMOGRAFÍA

Gestión colectiva del agua de uso doméstico y sus representaciones sociales. Medellín-Colombia (2000-2020)

LEIDY JOHANNA VALLEJO ARIAS (2023, [Tesis de maestría])

El manejo del agua ha sido de interés por parte de los grupos humanos desde el inicio de los tiempos, ya que sin ésta no sería posible la supervivencia humana. Con el paso de los años, el ser humano se ha encargado de crear sistemas tanto de infraestructura como de gestión del agua, los que le han permitido acceder a ella de manera rudimentaria en algunos casos y en otros de manera tecnificada (Quintana, 2016), prevaleciendo una gran variedad de posibilidades y combinaciones de situaciones y recursos. De ahí que Rolland y Vega (2015) puntualicen que “Los actos políticos, económicos y jurídicos relacionados con la gestión del agua responden a contextos geográficos, hídricos y demográficos, así como a la dinámica social, tanto en los ámbitos local, regional, nacional como internacional” (p. 156). Es por esto por lo que la gestión del agua debe ser entendida de manera específica y contextualizada, debido a que el territorio y las personas que lo habitan son quienes mediante sus relaciones posibilitan dicha gestión.

CIENCIAS SOCIALES DEMOGRAFÍA

Estudio etnofarmacológico y fitoquímico de las plantas medicinales de mayor uso en Julián Blanco, Guerrero, México

SAMUEL CONDORI CORDERO DAVID OSVALDO SALINAS SANCHEZ (2022, [Artículo])

El uso de plantas medicinales para tratar diversas enfermedades se ha visto fuertemente impulsado por el aumento del costo de los medicamentos y los efectos secundarios de éstos. Así, en países en vías de desarrollo, el uso de plantas medicinales se ha vuelto cada vez más importante en la atención primaria de la salud. En este artículo, se describen las especies vegetales que los habitantes de Julián Blanco, Guerrero, México, utilizan frecuentemente para el tratamiento de sus enfermedades. La información sobre nombres comunes, partes usadas y métodos de preparación fue obtenida a través de la aplicación de una encuesta mixta a 100 personas de la localidad. Se reporta un total de 74 especies pertenecientes a 35 familias y 69 géneros. Las especies vegetales con mayor porcentaje de mención fueron: Ceiba aesculifolia (Kunth) Britten & Baker f. (Malvaceae) (23%), Aristolochia tentaculata O.C.Schmidt (Aristolochiaceae) (12%), Lippia alba (Mill.) N.E.Br. ex Britton & P.Wilson (Verbenaceae) (12%), Senna alata (L.) Roxb. (Fabaceae) (12%) y Heterotheca inuloides Cav. ex Sosa & Gómez (Astaraceae) (10%). Mediante pruebas fitoquímicas clásicas, se registró que las especies de mayor uso contienen alcaloides, terpenos, flavonoides, cumarinas y triterpenos. Además, se llevó a cabo un análisis de cromatografía de gases masas (CG-MS) a C. aesculifolia, la especie vegetal de mayor mención, y se identificó el alcano nonacosano como compuesto mayoritario. Estos resultados indican que existe una gran variedad de especies vegetales y un conocimiento valioso para combatir las enfermedades.

The use of medicinal plants to treat various diseases is strongly encouraged by the increase in

drug costs and their side effects. In underdeveloped countries, it has become increasingly important in primary health care. This work describes the plant species frequently used by the inhabitants of Julián Blanco, Guerrero, Mexico, for the treatment of their diseases. The information on common names, parts of the plants and preparation methods was obtained through a mixed survey of 100 people from the locality. A total of 74 species belonging to 35 families and 69 genera are reported. The plant species with the highest percentage of mentions were: Ceiba aesculifolia (Kunth) Britten & Baker f. (Malvaceae) (23%), Aristolochia tentaculate O.C.Schmidt (Aristolochiaceae) (12%), Lippia alba (Mill.) N.E.Br. ex Britton & P. Wilson (Verbenaceae) (12%), Senna alata (L.) Roxb. (Fabaceae) (12%) and Heterotheca inuloides Cav. ex Sosa & Gómez (Astaraceae) (10%). Classical phytochemical tests recorded that the most popular species contain alkaloids, terpenes, flavonoids, coumarins, and triterpenes. In addition, a mass gas chromatography (GC-MS) analysis was performed on C. aesculifolia, the most frequently mentioned plant species. The alkane nonacosane was identified as the main compound. These results indicate that there is a great variety of plant species and valuable knowledge to combat diseases.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA Plantas medicinales, conocimiento tradicional, enfermedades, estudio fitoquímico.