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Análisis genómico-funcional de la regulación de la expresión génica por la luz en el hongo Mucor circinelloides
(2016-02-18) López García, Sergio; Garre Mula, Victoriano; Torres Martínez, Santiago; Facultad de Biología
La luz induce una amplia variedad de respuestas relacionadas con la fisiología celular y el comportamiento de muchos organismos. El conocimiento de los mecanismos moleculares implicados en la regulación de esas respuestas es, sin duda, uno de los grandes retos de la biología molecular. Hongos filamentosos, como Neurospora crassa, han contribuido al conocimiento de algunos de los mecanismos moleculares implicados en las respuestas a la luz. La caracterización de los genes white collar-1 y white collar-2 (wc-1 y wc-2), dos genes claves en todas las respuestas a la luz de este hongo, ha sido crucial en el desarrollo de esos conocimientos. Por otra parte, la biosíntesis de carotenos en hongos, como el propio N. crassa o el cigomiceto Phycomyces blakesleeanus, es una de las respuestas a la luz que más atención ha merecido por parte de un número importante de investigadores. El hongo Mucor circinelloides, otro cigomiceto, responde a la luz azul incrementando notablemente la síntesis de carotenos. La carotenogénesis en M. circinelloides está controlada por crgA, un gen que cifra una proteína RING-finger represora de la carotenogenesis. Este gen está evolutivamente conservado desde hongos hasta humanos y, por tanto, no es un gen exclusivo de la carotenogénesis. De hecho, en el propio M. circinelloides regula también procesos de desarrollo, como la formación de hifas aéreas y producción de esporas asexuales. Este gen está presente en prácticamente todos los eucariotas, pero sólo se ha estudiado en los hongos fundamentalmente en M. circinelloides. El gen crgA regula la carotenogénesis a través del control de la expresión del gen mcwc-1b. En concreto, la proteína CrgA está implicada directa o indirectamente en la adición de una o dos ubiquitinas a la proteína Mcwc-1b, lo que supone su inactivación, pero no su degradación. Esta tesis ha caracterizado en detalle las bases moleculares de dicho mecanismo, que ha includo objetivos específicos como la caracterización de la oligoubiquitilación de Mcwc-1b, la identificación y caracterización de genes regulados por crgA de forma dependiente e independiente de mcwc-1b así como genes exclusivamente regulados por mcwc-1b. Mediante mutagénesis dirigida se ha identificado la lisina de Mcwc-1b que es diana de la ubiquitilación mediada por CrgA. Mediante análisis transcriptómico se ha determinado que la expresión de al menos 350 genes, que representan cerca del 3% de los genes identificados en M. circinelloides, depende de crgA, revelando el importante papel de crgA en la regulación de la expresión génica. La regulación ejercida por crgA es principalmente a través de mcwc-1b, sin embargo, ambos son capaces de regular la expresión de algunos genes de forma independiente. Se ha encontrado un enriquecimiento de genes implicados en el metabolismo de aminoácidos y de metabolitos secundarios regulados por crgA. La regulación de un aspecto tan básico como la síntesis de aminoácidos podría significar que este gen también pueda ejercer esta función en eucariotas superiores. Esta tesis también ha caracterizado a nivel transcriptómico la respuesta a la luz en M. circinelloides. M. circinelloides presenta tres genes homólogos al gen wc-1 (mcwc-1a, mcwc-1b y mcwc-1c). En esta tesis se han planteado el objetivo de caracterizar a nivel molecular las respuestas a la luz de M. circinelloides y la implicación de los tres genes wc-1. El análisis transcriptómico realizado en esta tesis ha identificado 146 genes (1,24 % del genoma) regulados por luz, muchos de ellos a través de mcwc-1a, indicando que es elemento principal de control de las respuestas a la luz. La existencia de genes que se inducen en los mutantes en los tres genes mcwc-1 de M. circinelloides, sugiere que existen otros fotorreceptores que podrán ser caracterizados en futuras investigaciones. Light induces a wide variety of responses related to cell physiology and behavior of many organisms. Knowledge of the molecular mechanisms involved in the regulation of these responses is undoubtedly one of the great challenges of molecular biology. Filamentous fungi, such as Neurospora crassa, have contributed to the knowledge of some of the molecular mechanisms involved in responses to light. The characterization of the white collar-1 and white collar-2 (wc-1 and wc-2), two key genes in all responses in the light of this fungus, has been crucial in the development of such knowledge. Moreover, the carotenoid biosynthesis in fungi such as itself N. crassa or cigomiceto Phycomyces blakesleeanus, is one of the responsess to light that more attention has been received by a large number of researchers. The fungus Mucor circinelloides, another cigomiceto, responds to blue light significantly increasing the synthesis of carotenoids. In M. circinelloides carotenogenesis is controlled by a crgA, gene that codes a RING-finger repressor protein of the carotenogenesis. This gene is evolutionarily conserved from yeast to humans and, therefore, it is not an exclusive gene carotenogenesis. In fact, itself M. circinelloides also regulates development processes such as the formation of aerial hyphae and production of asexual spores. This gene is present in almost all eukaryotes, but has only been studied in fungi mainly in M. circinelloides. The gene crgA regulates carotenogenesis through expression control of mcwc-1b gene. Specifically, CrgA protein is directly or indirectly involved in the addition of one or two ubiquitin to mcwc-1b protein, resulting in its inactivation, but not degradation. This thesis has been characterized in detail the molecular basis of this mechanism, which has included when specific goals as characterization of oligoubiquitilación of mcwc-1b, identification and characterization genes regulated by crgA dependent or independent of mcwc-1b and genes exclusively regulated by mcwc-1b. By mutagenesis has been identified lysine is the target crgA mediated ubiquitylation. By transcriptomic analysis has determined that the expression of at least 350 genes, representing about 3% of the genes identified in M. circinelloides, it depends crgA, revealing the important role of crgA in regulation of gene expression. The regulation is mainly exerted by crgA through mcwc-1b, however, both are capable of regulating the expression of some genes independently. It found an enrichment of genes involved in amino acid metabolism and secondary metabolites regulated by crgA. The regulation of such a basic amino acid synthesis as aspect could mean that this gene can also perform this function in higher eukaryotes. This thesis has characterized response to light of M. circinelloides at the transcriptome level. M. circinelloides presents three genes homologous to gene wc-1 (mcwc-1a, mcwc-b and mcwc-1c). In This thesis has been raised the characterization at the molecular level responses to light in M. circinelloides and the involvement of three genes wc-1. Transcriptome analysis in this thesis has identified 146 genes (1.24% of the genome) regulated by light, many of them through mcwc-1a, indicating that it is the main control element of responses to light. The existence of genes induced by light in mutants mcwc-1aΔ, suggests that other photoreceptors that may be characterized in future research.
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Estudio de las propiedades de polarización de ojo humano
(Universidad de Murcia, 2011-03-17) Bueno García, Juan Manuel; Artal Soriano, Pablo; Departamentos y Servicios::Departamentos de la UMU::Física
La estructura y componentes del ojo humano hacen que los cambios que se producen sobre el estado de polarización de la luz que emerge de él, tras realizar un doble paso y sufrir una reflexión en la retina, sean complejos y a priori poco predecibles. Esos cambios pueden influir en los resultados obtenidos con dispositivos que analizan la luz reflejada en la retina. Para conocer mejor los cambios que el ojo origina sobre un haz que lo atraviesa y los fenómenos a los que da lugar, se ha llevado a cabo un estudio de la calidad de imagen retiniana en función de los estados de polarización, así como un estudio espacial de los distintos parámetros de polarización a partir del cálculo de matrices de Mueller. Teniendo como base el método de doble paso, se ha diseñado y construido un polarímetro de imagen que utiliza retardadores variables de cristal líquido en los brazos generador y analizador. Con este dispositivo se han registrado series de dieciséis imágenes de doble paso correspondientes a las combinaciones independientes de estados de polarización de entrada y salida. Los resultados para varios sujetos muestran que la calidad de imagen depende en gran medida del estado de polarización de salida. Sin embargo, la influencia de la polarización de entrada, calculada usando matrices de Mueller espacialmente resueltas, juega un papel poco significativo. Por otra parte, el estudio polarimétrico de las imágenes de doble paso muestra que (1) la parte central de las imágenes tiene un grado de polarización del 80% frente a un 25% en la periferia; (2) el retardo introducido depende del observador, aunque la birrefringencia que presenta el ojo es lineal; (3) el dicroísmo es coherente con la longitud de onda empleada y (4) el valor de la polarizancia indica la existencia de cierta birrefringencia circular. ABSTRACT The structure and components of the human eye make changes produced on the polarization state of the light emerging from it after a double-pass through ocular media and a reflection in the retina be complicated and hardly predectible. Those changes can influence on the results obtained with any device analyzing the light reflected in the retina. A study of the retinal image quality as a function of the polarization state has been performed. A spatially resolved polarimetric study of different polarization parameters using Mueller-matrices was also performed. An imaging polarimeter adapted to an ophthalmoscopic double-pass apparatus using two ellectronically controlled liquid-crystal variable retarders has been developed. Series of sixteen double-pass images corresponding to independent combinations generator-analyzer have been recorded. Results obtained for several subjects show that the estimation of the image quality depends strongly on the polarization state in the exit pathway. However, the influence of the entrance polarization, calculated using spatially resolved Mueller-matrices is nearly negligible. On the other hand, the polarimetric study of double-pass images shows that (1) the light forming the central part of the images presents a degree of polarization of 80% while this is reduced to around 25% for the light in the skirts; (2) the retardation introduced by the eye in a double-pass is quite dependent on observers, although the birefringence is linear; (3) the dicroism is coherent with the wavelength used, and (4) the value of the polarizance indicates the existency of circular birrefringence.
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Fenómenos asociados a la difusión de la luz en visión e imágenes de la retina
(2016-09-05) Christaras, Dimitrios; Artal Soriano, Pablo; Facultad de Medicina
Cuando la luz viaja a través del ojo para formar la imagen retiniana se ve afectada por los medios ópticos de forma que el objeto y la imagen nunca pueden ser idénticos. La luz se dispersa según una función, característica de cada sistema óptico, la función de dispersión de punto (PSF) que depende básicamente de tres fenómenos: la difracción, las aberraciones y el scattering, cada uno afectando la PSF de un modo distinto. La difracción, aunque en realidad es un fenómeno general que describe el cambio de dirección de la luz cuando encuentra un obstáculo físico, en la óptica fisiológica se refiere a la difracción de la luz en la pupila. Las aberraciones, por otro lado, describen cualquier desviación del sistema óptico perfecto, o cualquier desviación de la aproximación paraxial. En las últimas dos décadas, las aberraciones oculares de bajo y alto orden se han medido de manera efectiva y se han corregido con éxito utilizando la óptica adaptativa. Tanto la difracción como las aberraciones, afectan principalmente a la parte central de la PSF, que está relacionada con las características de alta frecuencia, o los detalles de la imagen. La difracción y las aberraciones degradan la imagen de la retina que afecta la agudeza visual y la sensibilidad al contraste. El scattering se refiere a la dispersión de la luz debido a las estructuras de aproximadamente 10 micrómetros o menos, y afecta no solo a la zona central, pero a la zona periférica de la PSF también. Por lo tanto, contrariamente a la difracción y las aberraciones, los efectos de la dispersión en la imagen afectan igual a las frecuencias más bajas, y se percibe como una pérdida de contraste que depende en gran medida del rango dinámico de la imagen, o de la presencia de fuentes de resplandor (¨glare sources¨). El scattering aumenta con la edad y especialmente en los pacientes con cataratas y puede conducir a una pérdida severa de contraste. La PSF afecta de la misma manera a la visión y a la formación de imágenes del fondo del ojo, a pesar de que la retina y los procesos que tienen lugar en nivel neural puedan compensar parcialmente los errores de la visión. El objetivo de esta tesis es estudiar el efecto del scattering en la visión y en la obtención de imágenes de la retina. El primer paso fue construir un modelo teórico del fondo de ojo y simular, usando técnicas Monte Carlo, la difusión de la luz en el fondo del ojo con diferentes longitudes de onda, y su dependencia con la pigmentación. Se demostró que existe una fuerte dependencia de la difusión en el fondo del ojo con la longitud de onda, con una reflectancia aproximadamente 10 veces más alta en longitudes de onda más largas. Además, se observó una dependencia de la difusión del fondo de ojo en los cambios con la pigmentación, únicamente para las longitudes de onda más largas, mientras que las longitudes de onda medianas no se vieron afectados. Además, la difusión en el fondo se comparó con el scattering producido en la óptica del ojo y el rango espacial de cada fenómeno. El estudio mostró que para longitudes de onda intermedias la difusión es dominante hasta aproximadamente 2 grados de ángulo visual, mientras que para las longitudes de onda más largas pueden dominar hasta los 4 grados. Se investigó el efecto de la difusión del fondo de ojo en la visión. En primer lugar, usando una técnica óptica, se cuantificó la luz difundida en el fondo del ojo para diferentes condiciones espaciales en verde (550 nm) y rojo (650 nm) midiendo la reflectancia del fondo de ojo para 6 sujetos agrupados según su pigmentación. Se encontró un aumento significativo en la reflectancia en los sujetos con más pigmentación para las longitudes de onda más largas, en línea con las simulaciones y estudios anteriores. En segundo lugar, se construyó un sistema psicofísico, basado en el método de Heterochromatic Flicker Photometry (HFP), para medir la sensibilidad en verde y rojo para dos condiciones espaciales distintas. Las medidas ópticas se compararon con las medidas psicofísicas donde se observó un aumento de la sensibilidad con la reflectancia del fondo de ojo, consistentes en todos los sujetos. Dado que la reflectancia del fondo de ojo depende de la pigmentación, los individuos de pigmentación baja muestran una sensibilidad al color rojo mayor. En la otra parte de la tesis, se estudió el scattering en los medios oculares, centrando en el efecto de la dispersión en la imagen del fondo. Para este propósito, un sistema óptico se construyó, basado en el principio de doble paso, capaz de adquirir imágenes del fondo ocular a diferentes longitudes de onda y tamaños de campo. El método completo se probó y validó primero en una configuración en paso simple, donde el scattering se introdujo por medio de filtros. La reconstrucción de la PSF completa se realizó en 7 sujetos utilizando el método de integración óptica suponiendo una PSF basada en la CIE glare function. Se registraron imágenes del fondo a diferentes longitudes de onda y la imagen original se reconstruyó aplicando un método de ¨enhancing¨ de contraste usando con la PSF reconstruida. Se demostró que la compensación de scattering puede mejorar significativamente el contraste de la imagen. El nivel de mejora depende no sólo de la cantidad de scattering para la longitud de onda específica, sino también del rango dinámico de la imagen del fondo. Se encontró una mejora de alrededor del 10 % para la configuración específica. El método de compensación de scattering se aplicó en el caso de la medida de la densidad óptica del pigmento macular (MPOD) usando imágenes retinianas. Según este método se tomaron dos imágenes de fondo de ojo, una a la longitud de onda donde el pigmento macular no absorbe y otra a una longitud de onda en el que muestra su pico de absorción y se extrajo la MPOD usando una fórmula matemática. El cálculo se hizo antes y después de aplicar el algoritmo de compensación de scattering para 6 sujetos y se midió una subestimación media de la MPOD de aproximadamente un 10 %. Por último, para probar los resultados con un método ya conocido de MPOD se construyó un sistema adicional psicofísico, basado en el método de HFP, que está afectado únicamente a un pequeño grado de scattering. Se observó una buena correlación entre los dos métodos que aumenta cuando el scattering se compensa. Summary When light travels through the eye to form the retinal image, it is affected by the optical media in a number of ways, such that the object and image space can never be identical. The light is spread according to a function, characteristic of the system, called the Point Spread Function (PSF) and it depends on three main phenomena: diffraction, aberrations and scattering, each one of them with different effects. Diffraction, although in reality a very general effect describing essentially the redirection of the light when meeting an obstacle, in physiological optics usually refers to diffraction at the pupil. %This simplifies the description of the phenomenon, making it possible to approximate its effect with a simple formula. Aberrations, on the other hand, is a more general term describing any deviation from the perfect model, or any deviation from the paraxial approximation. In the last two decades, low and high order ocular aberrations have been successfully measured and corrected using adaptive optics. Both diffraction and aberrations affect mainly the central part of the PSF, that is related to the high frequency features, or the details of the image. Diffraction and aberrations degrade the retinal image affecting visual acuity and contrast sensitivity. Scattering refers to the spreading of the light due to structures of about 10 microns or less, and it is not restricted to the central part of the PSF but affects its wide-angle parts as well. Therefore, contrary to diffraction and aberrations, scattering also affects low frequencies and it is perceived as a loss of contrast which depends heavily on the dynamic range of the image, or the presence of glare sources. Scattering increases with age and especially in cataract patients and can lead to a severe contrast loss. The PSF affects in exactly the same way, both vision and fundus imaging, although the retina and the processes taking place at a neural level can partially compensate the errors for vision. The purpose of this thesis is to study the effect of scattering in vision and in fundus imaging. The first step was to build a theoretical fundus model and quantify light diffusion in the fundus at different wavelengths and its dependence on the melanin pigmentation, simulating realistic pigmentation values found in a normal population. It was shown that there is a strong dependence of fundus diffusion on wavelength, with even 10 times higher reflectance or more at longer wavelengths. Moreover, a dependence of fundus diffusion was observed on changes in melanin pigmentation but only for longer wavelengths, whereas medium wavelengths were unaffected. Additionally, fundus diffusion was compared to scattering in the optical media and the spatial dominance of each phenomenon was studied. The study showed that for medium wavelengths diffusion is dominant to up to about 2 degrees of visual angle, whereas for longer wavelengths the domain of dominance increases to 4 degrees. The effect of fundus diffusion in vision was investigated. Firstly, using an optical technique, diffused light in the fundus was quantified for different spatial conditions at green (550nm) and red (650nm) through the measurement of fundus reflectance for 6 subjects grouped according to their melanin pigmentation. There was a significant increase in reflectance at light pigmentation subjects for longer wavelengths, which was in line with previous simulations and studies. Secondly, a psychophysical setup based on the Heterochromatic Flicker Photometry (HFP) method was built and the green to red color sensitivity for two different spatial conditions was measured. The measurements of the optical system were then compared to the psychophysical ones where an increase in sensitivity with fundus reflectance was observed, consistent in all subjects. Consequently, since fundus reflectance depended on pigmentation, light pigmentation individuals have an increased red to green color sensitivity. In the other part of the thesis, the focus was shifted towards the study of scattering in the ocular media, with the center of attention being the effect of scattering in fundus imaging. For this purpose, an optical setup was built based on the double-pass principle, capable of acquiring fundus images at various wavelengths and field sizes. The complete method was first tested and validated in a single-pass setup where scattering was introduced by a scatter filter. The reconstruction of the wide angle PSF was done for 7 subjects using the method of optical integration assuming a PSF based on the CIE glare function. Fundus images at different wavelengths were acquired for the subjects and the original intensity map of the image was reconstructed by applying a custom contrast enhancement method using the reconstructed PSF. It was shown that this scattering compensation technique can significantly improve the contrast of the image. The improvement depended not only on the amount of scatter for the specific wavelength but also on the dynamic range of the fundus. An improvement of about 10% was found for the specific setup. The scattering compensation method was applied in the case of the Macular Pigment Optical Density (MPOD) measurement using reflectometry. In this method two fundus images were taken, one at wavelength where macular pigment does not absorb and another at a wavelength where it shows its peak absorption and the MPOD was extracted using the pixel intensities of the two images. The calculation was done both before and after applying the scattering compensation algorithm for 6 subjects and an average MPOD underestimation of about 10% was observed. Finally, in order to test the results against a proven MPOD measurement, a psychophysical setup was built, based on the HFP method, which is affected only to a small degree by scattering. A very good correlation between the two methods was observed and the agreement increased when scattering was compensated.
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La noción de cuerpo y alma como centro en el Bruno de F.W.J. Schelling
(Universidad de Murcia. Servicio de Publicaciones, 2016) Ramírez Cordón, Miguel Ángel
Cuerpo y alma son conceptos antinómicos que permiten establecer un juego de analogías donde decir cuerpo supone también decir lo real, ser, finitud, lo mortal, o el trabajo del entendimiento, mientras alma denota a su vez lo ideal, pensar, la infinitud, la inmortalidad, o el órgano de la razón. Con todo, seguir esta pista, la de ver grados distintos de conceptos opuestos recíprocamente, es tanto como conformarse con ver en el vínculo de los términos correlativos una «turbia unidad» meramente analítica. La cuestión por tanto es si ha de haber una unidad absoluta que pueda extraerse de la inseparabilidad de estos conceptos. A partir de este punto se deja introducir el concepto de centro. Sólo cuanto más se habita este centro, el hombre logra quedar incluido en esta unidad absoluta, y ser más auténticamente hombre.
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El nombre “luz” en la poesía de Fernando de Herrera. Una lectura desde el neoplatonismo renacentista
(2019-02-18) Torres Salinas, Ginés
Uno de los rasgos más característicos de la poesía amorosa de Fernando de Herrera es el nombre propio que en ella recibe su dama: Luz. En este artículo pretendemos demostrar cómo el uso de dicho nombre, más que una mera alusión a Leonor de Milán, debe entenderse según ciertos aspectos doctrinales del neoplatonismo renacentista. El estudio de la teoría neoplatónica del nombre, a partir de fray Luis de León, y de la metafísica ficiniana de la luz ponen de manifiesto cómo el nombre que Herrera da a su dama conlleva unas implicaciones que la sitúan en un espacio privilegiado dentro del imaginario de la lírica renacentista.
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Nuevos retos del lenguaje del color y la luz como estrategia de interrelación en la ciudad : el video mapping
(2012) Soto Solier, Pilar Manuela; García Gil, T. Fernanda; Expresión Plástica, Musical y Dinámica
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Óptica: rayos de luz, trayectorias, imágenes e instrumentos
(EDITUM Ediciones de la Universidad de Murcia, 2016) Guirao Piñera, Antonio; Física
El libro aborda el estudio de la luz utilizando un modelo geométrico. Partiendo del concepto del rayo, se introducen los principios de la propagación y las leyes de la refracción y la reflexión que determinan las trayectorias de la luz. Se enseña el efecto óptico de prismas, láminas espejos y lentes y el funcionamiento de instrumentos como telescopios, microscopios, cámaras y proyectores. Se explican numerosos fenómenos como la dispersión cromática y los espejismos, así como la formación de imágenes y la visión, y nociones básicas de óptica aplicada. El texto incluye más de 300 ejercicio y 150 figuras originales.
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El silencio del corazón y la negrura del no saber. Resonancias del pensamiento de Ibn ʿArabī en la obra de Bill Viola
(Universidad de Murcia, Servicio de Publicaciones., 2018) Crespo, Ana
Bill Viola se asoma al universo de Ibn ʿArabī, bebe de la belleza de sus paradojas y las concreta, a su vez, en enigmáticas paradojas visuales. En este artículo presentamos una reflexión sobre la cualidad simbólica del negro en la obra de Viola y su rela- ción con el silencio del corazón. Como, desde este silencio interno, se penetra en una dimensión lucida de la conciencia, en el intermundo del barzaḫ (mundo imaginal). Las formas de Viola nacen y se diluyen en un Negro maravilloso, Noche de Luz, Negro de la sabiduría que todo lo contiene y en el que se disuelven los colores cambiantes de los estados. Mediante el uso paradójico del tiempo, la luz y el espacio, la obra de Viola induce a una experiencia contem- plativa, a un conocimiento por degustación, que en el sufismo se denomina saboreo (ḏawq). La temporalidad de sus imágenes produce un distanciamiento del tiempo cuantitativo y nos conduce a un silencio interno, lo que Ibn ʿArabī denomina silencio del corazón. Las imágenes de Viola nos llevan a habitar esa intensidad luminosa e inabarcable de la Luz negra.

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