Neste trabalho apresenta-se uma revisão da metodologia de experimentos de microarray relativas a sua instalação e análise estatística dos dados obtidos. A seguir, aplica-se essa metodologia na análise de dados de expressão gênica em citros, gerados por um experimento de macroarray, utilizando modelos lineares de efeitos fixos considerando a inclusão ou não de diferentes efeitos e considerando ajustes de modelos para cada gene separadamente e para todos os genes simultaneamente. Os experimentos de macroarray são similares aos experimentos de microarray, porém utilizam um menor número de genes. Em geral, são utilizados devido a restrições econômicas. Devido ao fato de terem sido utilizados poucos arrays no experimento analisado neste trabalho foi utilizada uma abordagem bayesiana empírica que utiliza estimativas de variância mais estáveis e que leva em consideração a correlação entre as repetições do gene dentro do array. Também foi utilizado um método de análise não paramétrico para contornar o problema da falta de normalidade para alguns genes. Os resultados obtidos em cada um dos métodos de análise descritos foram então comparados. / This paper presents a review of the methodology of microarray experiments for its installation and statistical analysis of data obtained. Then this methodology is applied in data analysis of gene expression in citrus, generated by a macroarray experiment, using linear models with fixed effects considering the inclusion or exclusion of different effects and considering adjustments of models for each gene separately and for all genes simultaneously. The macroarray experiments are similar to the microarray experiments, but use a smaller number of genes. In general, are used due to economic restrictions. Because they have been used a few arrays in the experiment analyzed in this study it was used a empirical Bayes approach that uses estimates of variance more stable and that takes into account the correlation among replicates of the gene within array. A non parametric analysis method was also used to outline the problem of the non normality for some genes. The results obtained in each of the described methods of analysis were then compared.

As análises de grupos de experimentos, de grande importância em melhoramento genético, são indispensáveis quando se pretende investigar o comportamento de alguns tratamentos em diversos locais de interesse do pesquisador. Nestes casos, parte-se das analises de variância individuais em cada local, para o agrupamento de todos os ensaios em uma única analise. Verifica-se então a veracidade da significância da interação tratamentos versus locais - TL, sendo esta não-significativa, pode-se obter conclusões generalizados a respeito do comportamento dos tratamentos. No entanto, o grande interesse esta nos casos de interação significativa, em que dois caminhos de destaque surgem para que se conclua a analise, o primeiro, permite que se considerem os resultados e conclusões das analises individuais, com o resíduo específico de cada local, enquanto o segundo aconselha que se desdobrem os graus de liberdade relativos a tratamentos + interação significativa, visando a interpretação dos tratamentos em estudo dentro de cada um dos locais, utilizando o resíduo médio como testador. Partindo do fato de que componentes de variância são variâncias associadas aos efeitos aleatórios de um modelo matemático, que permitem quantificar a variabilidade de tais efeitos, tem-se por objetivo neste trabalho, em grupos de experimentos reais com interação TL significativa, comparar os componentes de variância obtidos nas analises individuais utilizando os quadrados médios residuais - QMRes de cada ensaio versus os obtidos pós-desdobramento da interação em questão utilizando o quadrado médio do resíduo médio - QMRM. Tal confronto será fundamentado nas estimativas de variâncias das estimativas destes componentes. Finalmente, em grupos de ensaios reais e simulados, o objetivo será voltado para a comparação de rols classificatórios de tratamentos nas analises individuais versus os rols classificatórios de tratamentos obtidos pós-desdobramento da interação em questão. A montagem destes rols será possível a partir do uso do teste de Tukey, ao nível de 5% de significância, para os cálculos das diferenças mínimas significativas - dms ora com resíduos de analises individuais, ora de conjunta. Todos os cálculos deste trabalho serão realizados no software estatístico R. / The experimental groups analysis, of great importance in genetic improvement, are essential when intends to investigate the treatments behaviour in many places from researcher interest. In these cases, starts by the individual variance analysis in each place, to the grouping of all experiments in a single analysis. Examine the truth of the signicant treatments vs. places interaction - TL, being this no-signicant, is possible to obtain generalized conclusions about the treatments behaviour. However, the interest is in the cases when signi cant interaction is found, because two eminence ways appear for the analysis conclusions, the rst one allow that the individual analysis results and conclusions be considered, with the specic residue from each place, while the second one advise, that the degrees of freedom relative to treatments + signicant interaction be unfound, looking at the interpretation of the treatments in study inside each place, using the mean residue how testator. Starting with the fact that variance components are variances associated to the aleatory eects of a mathematical model, that allow the quantifying of such eects, this work objective, in real experimental groups, with signicant interaction TL, is to compare the variance components obtained in individual analysis using the residual mean square - QMRes from each experiment against the obtained after unfolding the interaction in question using the mean residual mean square - QMRM. This confrontation will be based in variance estimations of these components estimations. Finally, in real and simulate experimental groups, the objective will be directed to the comparison of treatments classicatory rankings in individual analysis vs. the treatments classi catory rankings obtained after unfolding of the interaction in question. The construction of these rankings will be possible using the Tukey test, with 5% of signicance, for the calculation of the signicants minimum dierences - dms, a time with individual analysis residual, othertime, conjunct. All the calculations from this work will be realized in the R statistical software.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de acelerar o processo de digestão anaeróbia da fração orgânica de resíduos sólidos urbanos domésticos em sistemas de duas fases, com taxas crescentes de recirculação de lixiviado, variando a taxa de recirculação de lixiviado em função da concentração de ácidos voláteis. Para tanto, foram operados dois sistemas de reatores, cada um composto por um reator de sólidos, que continha o resíduo sólido a ser tratado e um filtro anaeróbio de fluxo ascendente, que tratava o lixiviado do primeiro, antes que esse lixiviado fosse recirculado ao reator de sólidos. Um dos sistemas teve sua taxa de recirculação aumentada a intervalos constantes, enquanto que no outro o momento do aumento da taxa foi função da concentração de ácido propiônico no sistema. O trabalho teve ainda dois objetivos secundários: avaliar a validade de comparar os resultados dos dois sistemas, operados em paralelo, em função das características dos resíduos sólidos e dos procedimentos adotados para coleta e preparação do substrato e para o carregamento dos reatores; e avaliou-se a possibilidade de utilizar filtros anaeróbios para recuperar reatores acidificados. Durante o desenvolvimento do experimento, foram monitorados os seguintes parâmetros: DQO (não filtrada e filtrada), pH, alcalinidade, série de sólidos, nitrogênio total Kjeldahl, nitrogênio amoniacal, ácidos voláteis e composição do biogás. Foram realizados ainda exames qualitativos da microbiota que se desenvolveu nos reatores, através de microscopia óptica de fluorescência e contraste de fase. Os resultados obtidos permitiram concluir que: a) os procedimentos testados para o carregamento dos reatores de sólidos permitiram a comparação de resultados entre os sistemas; b) os filtros foram capazes de recuperar reatores acidificados; e c) a utilização da concentração de ácido propiônico para determinar o momento da variação da taxa de recirculação permitiu acelerar o processo, embora de forma restrita, para a escala de reatores utilizada. / The purpose of this dissertation was to evaluate the possibility of accelerating the process of anaerobic digestion of the organic fraction of domestic municipal solid waste, in two-stage systems, with increasing leachate recirculation rate, through the use of volatile acids as determining parameter of the moment in which the rate must be varied. To do so, two systems of reactors were operated, each being composed by a solids reactor, which contained the solid waste intended to be treated, and an upflow anaerobic filter, which treated the leachate of the first reactor, before recirculation. One of the systems had its recirculation rate increased at constant spells of time, while, in the other system, the moment of the increase in the recirculation rate was a function of the concentration of propionic acid in the system. This study had yet two secondary purposes: evaluating the validity of comparing the results from the two systems of reactors, operated in parallel, in view of the characteristics of solid waste and the adopted procedures for collecting and preparing the substrate, as well as for the loading of reactors; and evaluating the possibility of using anaerobic filters to recover acidified reactors. The following parameters were measured during the process: COD (filtered and non-filtered), pH, alkalinity, solids, Kjeldahl nitrogen, ammonium nitrogen, volatile acids and biogas composition. The development of microorganisms in the reactors was observed qualitatively, using optical microscopy. It was possible to reach the following conclusions: a) the tested procedures allow the comparison of results between the systems; b) the filters are capable of recovering acidified reactors; and c) the employment of the concentration of propionic acid to determine the moment of increase of leachate recirculation rate is capable of accelerating the process, though in a restricted way, for the scale of reactors used.

A ocorrência de fármacos no meio ambiente tem se tornado um assunto de interesse nos últimos anos. A preocupação com a presença de produtos farmacêuticos decorre de sua persistência química, resistência microbiana, e efeitos sinérgicos, que levam às implicações toxicológicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o tratamento do efluente farmacêutico endoparasiticida. Para isso, os processos Fenton e Foto-Fenton foram usados para se obter a redução da carga orgânica do efluente em questão. Para a caracterização analítica do efluente farmacêutico in natura e tratado foram empregados métodos estabelecidos e otimizados, tais como DQO, COT, DBO5, Ferro, Sólidos (ST, STF, STV), fenol e análise de elementos via absorção atômica. Por meio de dois arranjos ortogonais - Taguchi L9 e Taguchi L16 - os parâmetros de melhor eficiência para o tratamento por Fenton e Foto-Fenton foram determinados. A matriz L9 foi utilizada para estudo exploratório dos fatores mais importantes na redução percentual da DQO. Este estudo mostrou que a condição experimental na qual se observou a maior porcentagem de redução de DQO (da ordem de 86,2 %) no efluente farmacêutico foi o experimento com reagente Fenton igual a 31,7g H2O2 e 2,2 g Fe2+, sem radiação ultravioleta, pH igual a 3,0 e temperatura de 30 °C. Já com a matriz L16 foram determinados os melhores experimentos, tendo como fatores resposta o percentual de redução do COT e percentual de degradação dos princípios ativos Fenbendazol e Triclabendazol. Portanto, a melhor configuração dos fatores foi Temperatura de 20°C, massa de H2O2 igual a 30 g, massa de Fe2+ igual a 2,5 g, pH igual a 3,0 e potência de radiação ultravioleta de 28 W, ou seja, a configuração que apresentou as maiores porcentagens de redução do COT (da ordem de 73,6%), degradação do Fenbendazol (da ordem de 77,8 %) e degradação do Triclabendazol (da ordem de 91,5 %). / The occurence of the drugs in the environment has become a subject of interest in the latest years. The concern with the presence of pharmaceutical products comes from its chemical persistence, microbial resistence and synergistic effects which lead to toxicological implications. The objective of this work was to evaluate of the treatment of endoparasiticide pharmaceutical effluent. For that, the photo-Fenton and Fenton were used for achieving the reduction of the organic load of the effluent in question. For the analytical characterization of pharmaceutical effluent in natura and treated were employed methods established and optimized such as DQO, COT, TOC, DBO5, Iron, Solid ( ST, STV, STF), phenol and element analysis via atomic absorption. By means of two orthogonal arrangements - Taguchi L9 and L16 - parameters of better efficiency in the treatment by Photo-Fenton and Fenton were determined. The L9 matrix was used for exploratory study of the most important factors in reducing the percentage of DQO. This study showed that the experimental condition, in which it was observed the highest percentage reduction of DQO (approximately 86.2%) in the pharmacist effluent, was the experiment with Fenton\'s reagent equal to 31,7g H2O2 e 2,2 g Fe2+, without ultraviolet radiation, pH equal to 3.0 and a temperature of 30 ° C. With the L16 matrix were determined as the best experiment with response factors the percentage reduction of COT and percentage of degradation of the active Fenbendazole and Triclabendazole. Therefore, the best configuration of the factors was 20 º C, H2O2 mass equal to 30g, Fe2 + mass of 2.5 g, and pH equal to 3.0 and power of 28W ultraviolet radiation, in other words the configuration that had the greatest percentage reduction of COT ( the order of 73.6%), Fenbendazole degradation (the order of 77.8%) and degradation Triclabendazole (the order of 91.5%).

No presente trabalho foi avaliada a capacidade de síntese de nanopartículas de cobre pelo fungo filamentoso Hypocrea lixii. Para tanto, o cultivo do fungo foi otimizado em função da concentração celular e do aspecto das hifas. Verificou-se que o cultivo realizado com inóculo de suspensão de esporos congelados em meio contendo extrato de malte forneceu concentração celular de 10g/L consistentemente, além de um aspecto sem aglomerados de células. A capacidade de biossorção de íons cobre (II) da biomassa não viável do fungo Hypocrea lixii foi avaliada, utilizando-se isotermas de biossorção. Verificou-se que o valor máximo de remoção calculado através do modelo de Langmuir é de 17,4mg/g, que foi considerado condizente com o valor reportado na literatura para o mesmo fungo. Para a síntese de partículas, inicialmente foram utilizadas biomassa viável e não viável do fungo. Após análise de microscopia eletrônica de transmissão (MET) constatou-se a formação de nanopartículas de diâmetro médio de 15nm no interior e na parede das células para a biomassa não viável. Para a biomassa viável verificou-se a formação de partículas apenas no exterior das células, com diâmetro médio de 30nm. Foi investigado o uso de extratos de suspensão de biomassa viável e não viável, obtidos através do contato das biomassas com água deionizada por 24 horas. Análises de microscopia eletrônica para esses extratos indicaram a formação de partículas de diâmetro médio de 12nm, para o extrato de biomassa viável, e de 10nm para o extrato de biomassa não viável. Um método de obtenção de extrato através de centrifugação de células não viáveis também foi investigado para a síntese de nanopartículas. Análises de microscopia eletrônica de transmissão confirmaram a formação de nanopartículas de diâmetro médio igual a 13nm. Foi realizada análise de EDS (energy dispersive X-ray spectroscopy) nas partículas obtidas em amostras de extrato proveniente de centrifugação de células não viáveis e verificou-se que são compostas apenas de cobre, confirmando a capacidade de síntese de nanopartículas metálicas. Outras técnicas de caracterização como difração de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho (FT-IR) e espectrofotometria (UV-Vis) foram realizadas, porém não forneceram resultados conclusivos. Como forma de verificar os compostos que poderiam estar envolvidos na síntese das partículas através dos diferentes extratos, foram realizadas análises de espectrometria de massas (MALDI-TOF) e cromatografia gasosa. Através dessas análises foi possível verificar que os compostos que interagem com os íons cobre (II) são aminoácidos, ácidos graxos e açúcares. Apenas no extrato de centrifugação de células não viáveis foi possível verificar a presença de compostos com peso molecular na faixa entre 4kDa e 20kDa, compatível com proteínas. Uma vez confirmada a capacidade de síntese através de diferentes métodos, foi realizado um delineamento de experimentos central rotacional completo como forma de investigar a influência dos parâmetros pH e temperatura no diâmetro das partículas formadas com o extrato de centrifugação de células não viáveis. O diâmetro das partículas sintetizadas em cada ensaio foi medido através de análise de espalhamento de luz dinâmico (DLS). Através dos resultados, um modelo de segundo grau foi calculado utilizando-se o software Minitab® e verificou-se que tanto o pH quanto a temperatura não possuem contribuição significativa no tamanho das partículas sintetizadas. Além disso, observou-se que os diâmetros obtidos para os ensaios foram consideravelmente maiores que o obtido através das análises de microscopia eletrônica de transmissão (MET). Considerou-se que essa observação é resultado da presença de ligantes que atuam como estabilizadores das partículas e que contribuem para o aumento virtual do diâmetro medido. Esses ligantes podem ser compostos presentes no extrato e que não aparecem nas análises de microscopia por falta de contraste. Além disso, a análise de DLS é uma medida indireta de diâmetro e são necessárias outras análises para confirmar os resultados obtidos. Através dos resultados obtidos no presente trabalho, houve confirmação da capacidade de síntese de nanopartículas de cobre do fungo Hypocrea lixii e apresentação de metodologias promissoras que podem, após mais estudos, tornar-se um processo industrial. / In this work, the synthesis of copper nanoparticles using fungus Hypocrea lixii was evaluated. Therefore, the culture of the fungus was optimized in terms of cell concentration and hyphae qualitative aspect. It was found that cultures inoculated through frozen spore suspensions and using nutrient rich medium containing malt extract reached cell concentrations of 10g/L consistently, in addition to an aggregates-free hyphae aspect. The biossorption of copper (II) ions using non-viable biomass of Hypocrea lixii was measured, and sorption isotherms were constructed. It was found that the maximum removal calculated using the Langmuir model was 17,4mg/g, which was considered consistent with the value previously reported for this fungus. For the nanoparticle synthesis, the viable and non-viable biomasses of the fungus were initially used. Transmission electron microscopy (TEM) analysis demonstrated the formation of nanoparticles of 15nm of mean diameter inside the cells and in the cell wall for the non-viable biomass. For the viable biomass the particles obtained had 30nm of mean diameter and were located exclusively outside the cells. The use of viable and non-viable biomass suspension extracts was also investigated. The extracts were obtained after contact with double deionized water for 24 hours. Transmission electron microscopy (TEM) analysis showed the formation of particles with mean diameter of 12nm, for the viable biomass extract, and 10nm for the non-viable biomass extract. A method of obtaining cell extracts through centrifugation was also evaluated for the synthesis of copper nanoparticles. Transmission electron microscopy (TEM) analysis confirmed the formation of nanoparticles with mean diameter of 13nm. Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) was performed on the particles found in samples of the centrifuged cells extract and they were found to be composed of copper only, endorsing the ability of synthesis for this extract. Other characterization techniques such as X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and spectrophotometry (UV-Vis) were performed but the results were inconclusive. In order to define which compounds present in the cell extracts could be involved in the synthesis reaction, mass spectrometry (MALDI-TOF) and gas chromatography analyses were performed for the different extracts produced. Through the results of those analyses it was seen that the compounds that interact with the copper (II) ions are amino acids and sugars. Only for the centrifuged cells extract it was possible to confirm the presence of compounds with molecular weights between 4kDa and 20kDa, compatible with proteins. Having confirmed the ability of the fungus of synthesizing copper nanoparticles through different methods, a central rotational composite design of experiments was established as a way of assessing the influence of the pH and temperature on the diameter of the particles formed using the centrifuged cells extract. The diameter of the particles was measured using dynamic light scattering (DLS). Through the results, a second order model was calculated using the software Minitab® and it was found that neither the pH nor the temperature had significant contributions to the size of the particles. Moreover, the diameter found for the experiments were considerably larger than the observed through transmission electron microscopy. It was considered that this observation was a result of the presence of ligands that act as stabilizers for the particles and that contribute to a virtual increase of the diameter measured. These ligands are compounds present in the extract and that are not shown in electron microscopy due to the lack of contrast. Furthermore, the DLS analysis is an indirect measurement of the diameter and other analyses are needed to confirm the results obtained. Through the results found in this work, there was a confirmation of the ability of the fungus Hypocrea lixii to synthesize copper nanoparticles. Promising methodologies were proposed that might, after further studies, become an industrial process.

A História da Ciência, nas últimas décadas, é apontada pela literatura especializada como um recurso pedagógico apropriado para ensinar conteúdo científico atual e abordar aspectos da natureza da ciência na sala de aula. Este trabalho trata dos aspectos motivacionais e emocionais nos alunos frente ao uso História da Ciência como uma ferramenta para promover discussões sobre a construção do conhecimento científico e para trabalhar o conceito de reprodução animal, concentrando no estudo do desenvolvimento de método experimental em investigação de seres vivos. O episódio histórico escolhido foi o estudo da reprodução de anfíbios realizado por Lazzaro Spallanzani (1729-1799), que nos permitiu explorar com os alunos, especialmente, a reflexão e discussão sobre observação, teoria e as relações entre eles. Tal aspecto metacientífico é importante para promover uma crítica à noção empírico-indutivista da ciência, que ainda é preponderante no ensino das ciências. Na parte empírica deste estudo, foi desenvolvida uma sequência didática, conforme modelo de M. Méheut (2004), orientada segundo os princípios de Design Based Research (DBR), visando motivar os alunos ao aprendizado de conceitos de reprodução, em turmas de terceiro ano do ensino médio. A sequência produzida foi constituída por oito aulas planejadas de acordo com uma estratégia de ensino de investigação. A Sequência Didática foi aplicada em duas escolas públicas da cidade de São Paulo, Brasil. Foram elaborados materiais didáticos para serem usados na Sequência Didática, como textos de apoio sobre o episódio histórico em questão para os alunos (com base na metodologia de história da ciência, ou seja, fontes primárias analisadas em seu contexto) e replicação de experimentos em ambiente virtual por meio de Tecnologias de Informação e Comunicação. A aplicação da Sequência Didática foi registrada em video e avaliada por dois questionários, um para análise dos aspectos motivacionais, e outro, emocionais envolvidos no processo de ensino-aprendizagem. A intervenção mostrou efeitos positivos quanto à motivação dos estudantes e principalmente sobre à auto-eficácia e motivação intrínseca. Contudo, algumas concepções relativas à motivação extrínseca foram resistentes a mudanças, o que forneceu indicações para o aprimoramento dos princípios de design e de sua implementação em sala. Os resultados podem indicar novas possibilidades de utilização de História da Ciência no ensino de ciências / The History of Science, in last decades, is pointed by specialized literature as an appropriate pedagogical resource to teach current scientific content and to approach aspects of the Nature of Science in class. This work treats the motivational and emotional aspects of use History of Science as a tool for student\'s discussions about the construction of scientific knowledge and work the concept of animal reproduction focusing the study of the development of experimental method in investigation of living beings. The historic episode chosen, the study of amphibian reproduction accomplished by Lazzaro Spallanzani (1729-1799), will allow us to explore among students specially the difference between observation and theory and the relations between them. Such metascientific aspect is important to promote a critique to the empirical-inductivist notion of science, which is still preponderant in the teaching of Science. In the empirical part of this study, we developed an instructional sequence as Méheut M. (2004) model, oriented according to the principles of Research Based Design (RBD), aiming to motivate students to learn about concepts of reproduction in groups of third-year high school level. Learning materials were developed for use in the Teaching Learning Sequence, such as support texts to students about the historical episode in question (based in History of Science methodology, primary sources analyzed in its context) and simulation of experiments in virtual environment through Information and Communication Technologies. Application of Teaching Learning Sequence were recorded in video and evaluated by different questionnaires, one for analysis of motivational aspects, and another emotional involved in the teaching-learning process. The intervention showed positive effects regarding the motivation of students and mainly on self-efficacy and intrinsic motivation. However, some concepts related to extrinsic motivation were resistant to change, which provided indications for the improvement of design principles and their implementation in the classroom. The results may indicate new possibilities of using History of Science in science education

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Els mecanismes de regulaci o de les c el lules poden ser modelats per controlar i entendre la biologia cel lular. Diferents nivells d'abstracci o s'utilitzen per descriure els processos biol ogics. En aquest treball s'han utilitzat grafs i equacions diferencials per modelar les interaccions cel lulars tant qualitativament com quantitativa. En aquest treball s'han analitzat dades d'interacci o i activitat de diferents organismes, E. coli i S. cerevisiae: xarxes d'interacci o prote na-prote na, de regulaci o de la transcripci o, i metab oliques, aix com per ls d'expressi o gen omica i prote omica. De la rica varietat de mesures de grafs, una variable important d'aquestes xarxes biol ogiques es la distribuci o de grau, i he aplicat eines d'an alisi estad stica per tal de caracteritzar-la. En tots els casos estudiats les distribucions de grau tenen una forma de cua pesada, per o la majoria d'elles presenten difer encies signi catives respecte un model de llei de pot encia, d'acord amb proves estad stiques. D'altra banda, cap de les xarxes podrien ser assignades de forma inequvoca a cap distribuci o testejada. Pel que fa a un nivell m es microsc opic, hem utilitzat equacions diferencials per estudiar la din amica de models de diversos sistemes bioqu mics. En primer lloc, una eina de programari anomenada ByoDyn ha estat creada des de zero. L'eina permet realitzar simulacions deterministes i estoc astiques, analitzar models mitjan cant estimaci o de par ametres, sensibilitat i an alisi d'identi cabilitat, aix com dissenyar optimament experiments. S'ha creat una interf cie web que ofereix la possibilitat d'interactuar amb el programa d'una manera gr a ca, independentment de la con guraci o de l'usuari, permetent l'execuci o del programa en diferents entorns computacionals. Finalment, hem aplicat un protocol de disseny experimental optim en un model multicel lular de l'embriog enesi en vertebrats. / Regulatory mechanisms of cells can be modelled to control and under- stand cellular biology. Di erent levels of abstraction are used to describe biological processes. In this work we have used graphs and di erential equations to model cellular interactions qualitatively and quantitatively. From di erent organisms, E. coli and S. cerevisiae, we have analysed data available for they complete interaction and activity networks. At the level of interaction, the protein-protein interaction network, the tran- scriptional regulatory networks and the metabolic network have been studied; for the activity, both gene and protein pro les of the whole or- ganism have been examined. From the rich variety of graph measures, one of primer importance is the degree distribution. I have applied sta- tistical analysis tools to such biological networks in order to characterise the degree distribution. In all cases the studied degree distributions have a heavy-tailed shape, but most of them present signi cant di erences from a power-law model according to a statistical test. Moreover, none of the networks could be unequivocally assigned to any of the tested distribution. On the other hand, in a more ne-grained view, I have used di erential equations to model dynamics of biochemical systems. First, a software tool called ByoDyn has been created from scratch incorporating a fairly complete range of analysis methods. Both deterministic and stochas- tic simulations can be performed, models can be analysed by means of parameter estimation, sensitivity, identi ability analysis, and optimal ex- perimental design. Moreover, a web interface has been created that pro- vides with the possibility interact with the program in a graphical man- ner, independent of the user con guration, allowing the execution of the program at di erent computational environments. Finally, we have ap- plied a protocol of optimal experimental design on a multicellular model of embryogenesis.

The present project discusses the application of screening techniques in large-scale simulation models with the purpose of determining whether this kind of procedures could be a substitute for or a complement to simulation-based optimization for bottleneck identification and improvement. Based on sensitivity analysis, the screening techniques consist in finding the most important factors in simulation models where there are many factors, in which presumably only a few or some of these factors are important. The screening technique selected to be studied in this project is Sequential Bifurcation. This method consists in grouping the potentially important factors, dividing the groups continuously depending on the response generated from the model of the system under study. The results confirm that the application of the Sequential Bifurcation method can considerably reduce the simulation time because of the number of simulations needed, which decreased compared with the optimization study. Furthermore, by introducing two-factor interactions in the metamodel, the results are more accurate and may even be as accurate as the results from optimization. On the other hand, it has been found that the application of Sequential Bifurcation could become a problem in terms of accuracy when there are many storage buffers in the decision variables list. Due to all of these reasons, the screening techniques cannot be a complete alternative to simulation-based optimization. However, as shown in some initial results, the combination of these two methods could yield a promising roadmap for future research, which is highly recommended by the authors of this project.

Antecedentes: la síntesis cuantitativa consiste en integrar los resultados de un conjunto de experimentos, previamente identificados, en una medida resumen. Al realizar este tipo de síntesis, se busca hallar un resultado que sea resumen representativo de los resultados de los estudios individuales, y por tanto que signifique una mejora sobre las estimaciones individuales. Este tipo de procedimientos recibe el nombre de Agregación o Meta-Análisis. Existen dos estrategias a la hora de agregar un conjunto de experimentos, la primera parte del supuesto de que las diferencias en los resultados de un experimento a otro obedecen a un error aleatorio propio de la experimentación y de que existe un único resultado o tamaño de efecto que es compartido por toda la población, la segunda estrategia parte del supuesto de que no existe un único tamaño de efecto representativo de toda la población, sino que dependiendo del origen o momento en que se realicen los experimentos los resultados van a modificarse debido a la influencia de variables no controladas, a pesar de esto puede obtenerse un promedio de los distintos resultados para una conclusión general. A la primera de las estrategias se la denominada modelo de efecto fijo y a la segunda se la denominada modelo de efectos aleatorios. Los autores que han comenzado a trabajar en Meta-Análisis, no muestran una línea de trabajo unificada. Este hecho hace que sea necesaria la unificación de criterios para la realización de este tipo de trabajos. Objetivo: establecer un conjunto de recomendaciones o guías que permitan, a los investigadores en Ingeniería del Software, determinar bajo qué condiciones es conveniente desarrollar un Meta-Análisis mediante modelo de efecto fijo y cuando es conveniente utilizar el modelo de efectos aleatorios. Métodos: la estrategia sería la de obtener los resultados de experimentos de características similares mediante el método de Monte Carlo. Todos ellos contarían con un número de sujetos bajo, ya que esa es la característica principal en el campo de la Ingeniería de Software y que genera la necesidad de tener que agregar el resultado de varios experimentos. Luego se agrega el resultado de estos experimentos con el método de Diferencia de Medias Ponderadas aplicada primero con el modelo de efecto fijo, y posteriormente con el modelo de efectos aleatorios. Con las combinaciones realizadas, se analiza y compara la fiabilidad y potencia estadística de ambos modelos de efectos.