Geóloga / El pozo PTe-1, de 813,15m de profundidad, fue realizado por Energía Andina S.A. dentro del área de concesión de exploración geotérmica del Proyecto Tinguiririca ubicado en la precordillera de la VI Región. El objetivo de estudiar en detalle la mineralogía de alteración exhibida en los testigos del sondaje es establecer las condiciones físico-químicas y la distribución de alteración asociadas al campo geotérmico existente en el área. Para ello se trabajó con datos obtenidos mediante petrografía óptica, SEM, SEM-EDX y DRX, además de termometría de inclusiones fluidas y valores de δ13C y δ18O para cristales de cuarzo y calcita. Las rocas encontradas corresponden a productos pleistocenos del Complejo Volcánico Tinguiririca en las que se reconocen principalmente tobas, lavas andesíticas y niveles brechosos de lava. En cuanto a la mineralogía de alteración es posible diferenciar principalmente dos zonas: la primera caracterizada por la presencia de calcedonia y minerales de arcilla ricos en esmectita hasta los 440 m de profundidad y la segunda, desde los 440m de profundidad, por cuarzo, ceolitas, prehnita, epidota, titanita y minerales de arcilla cuyo contenido de esmectita oscila en profundidad. Mediante termometría de inclusiones fluidas se obtuvo que a los 470m los cristales de cuarzo se formaron a 221°C y los de calcita a 225°C, y a los 663,6; 705,3 y 804,1m la temperatura de formación para cristales de calcita es de 241°C, 237°C y 243°C respectivamente. La composición isotópica del fluido responsable de la formación de dichos cristales muestra que los valores obtenidos para δ13C y δ18O están por debajo de los considerados como fluido geotérmico, sugiriendo una fuente de fluido meteórico o una posible mezcla de aguas, entre fluidos de ambos orígenes. Según la distribución de los minerales de alteración, es posible sugerir que en los primeros 500m la temperatura aumenta hasta 150-200°C aproximadamente. A partir de esta profundidad la temperatura se estima por sobre los 200°C y, en algunos casos, hasta por sobre los 250°C según la aparición de fases como prehnita, wairakita y epidota. Una excepción ocurre a los 640m donde se observa cristales de analcima, fase estable a partir de los 125°C, lo que sugiere una disminución de temperatura asociada a un influjo (input) de agua fría debido a la interacción con un acuifero frío o de menor temperatura. En cuanto a los minerales de arcilla se reconoce un estancamiento e, incluso, una disminución del porcentaje de clorita en el interestratificado clorita-esmectita en profundidad, de modo que niveles de tobas (e.g. 408m) presentan mayores porcentajes de clorita que los niveles de lavas (e.g. 786m) a mayor profundidad. De lo anterior se desprende que el nivel de tobas, probablemente debido a su mayor permeabilidad primaria aumenta la interacción agua-roca, sugiriendo que, en este caso, la proporción de clorita-esmectita es mayormente dependiente de la cinética de reacción que de la temperatura a la que ocurre el proceso de alteración. Estas conclusiones son respaldadas por los valores de temperatura de formación de cristales de cuarzo y calcita obtenidos mediante termometría en inclusiones fluidas. Sobre la base de los resultados obtenidos es posible sugerir que la alteración encontrada en las rocas del pozo PTe-1 se ha producido por la interacción con un fluido de pH neutro calentado gracias a la transferencia de calor desde un reservorio geotérmico, con o sin traspaso de masa. Este fluido coincidiría con las manifestaciones presentes en el sector de Los Humos ya que, además de encontrarse en la misma cota topográfica, presentan características isotópicas similares. Debido a la alta correspondencia obtenida entre los datos termométricos estimados mediante mineralogía de alteración y los medidos directamente desde el pozo, y debido también a la gran similitud en la composición isotópica de los fluidos presentes en la zona y los responsables de la alteración, es posible sugerir que la alteración mineral estaría reflejando el evento más reciente de alteración geotérmica y que, además, la temperatura ha permanecido prácticamente constante, al menos, desde la formación de los cristales de alteración.

Ingeniero Civil / El cambio climático es un proceso que afecta y seguirá afectando diversos fenómenos naturales, entre los que se encuentra el ciclo hidrológico de vital importancia para la generación hidroeléctrica. Para evaluar el impacto sobre esta actividad, en la cuenca del Alto Cachoapal, en esta memoria se desarrollan modelos hidrológicos de los ríos Pangal, Cachapoal y Cipreses y modelos operacionales de las centrales Chacayes, Coya y Pangal, los cuales en conjunto con proyecciones meteorológicas, bajo escenarios de cambio climático, permiten realizar pronósticos, en este caso, para el período comprendido entre los años 2040 a 2070 en ese lugar. El trabajo para hacer la evaluación señalada, se desarrolla en tres secciones. Estas secciones son: a. Creación de bases de datos por medio de proyecciones para el periodo futuro sobre variables meteorológicas, en particular de precipitaciones y temperaturas, utilizando los modelos climáticos de circulación global ECHAM5 y MK3.6, bajo escenarios SRES-A1B y RCP6.0, respectivamente, debidamente procesados para representar el contexto local. b. Calibración de modelos hidrológicos para los ríos de interés, los que una vez planteados permiten pronosticar sus caudales en periodos futuros, utilizando como información de entrada los pronósticos de las variables meteorológicas. c. Diseño de modelos operacionales de las centrales hidroeléctricas de interés, que, al utilizar las series de caudales proyectadas, permiten estimar los cambios esperados con respecto a un periodo de línea base. Como consecuencia de los procedimientos anteriores, se obtuvieron los siguientes resultados: a. Ambos modelos de circulación global predicen una disminución cercana a un 20% de las precipitaciones en la cuenca y un aumento de 2°C a 4°C en las temperaturas, tanto a nivel mensual como anual. b. Se pronostican cambios en los regímenes hidrológicos de las cuencas: la ocurrencia del caudal máximo se adelanta, así como también el inicio del periodo de deshielo; el caudal medio anual disminuye entre un 20% y un 40%, según qué modelo climático e hidrológico se utiliza. c. La generación hidroeléctrica de la central Chacayes disminuye entre un 11% y un 22% y el de la central Coya entre un 2% y un 7%. En la central Pangal se presenta un comportamiento disímil según sea el modelo, haciendo variar la distribución mensual de producción, pero sin generar una disminución de la potencia. Además, se observa un cambio en la distribución temporal de los meses con mayor generación.

Geólogo / Los incendios forestales destruyen miles de hectáreas de bosques cada año alrededor del mundo, especialmente durante los meses de verano, y Chile no es la excepción. Durante los meses de verano del año 2017, Chile sufrió una de las mayores catástrofes incendiarias de su historia, en las que se consumieron más de 500 mil hectáreas de bosque a lo largo del país, siendo la VI región del Libertador Bernardo O´Higgins una de las más damnificadas. La literatura indica que a causa de las altas temperaturas alcanzadas es que los suelos pueden llegar a sufrir importantes cambios químicos, físicos, geológicos y geotécnicos. De acuerdo a lo anterior es que este estudio busca caracterizar las modificaciones geológicas de los suelos de la zona Nilahue-Pichilemu por el paso del mega incendio en el verano de 2017. Diferencias en los niveles de destrucción en el área denotan desigualdades de temperatura y tiempo de exposición mientras se desarrollaba el incendio. Por lo anterior, la metodología empleada dividió el área quemada en cuatro zonas de trabajo separadas entre sí según el grado de daño, o severidad, que sufrió la vegetación por el fuego (alto, medio, bajo y zona no quemada). Las zonas donde el fuego fue de intensidad alta y media experimentaron modificaciones mineralógicas, siendo en algunos casos muy pronunciadas. Dentro de los cambios resalta la aparición de propiedades magnéticas y cambios de tonalidades en el suelo superficial que estuvo en contacto directo con el fuego. Los resultados muestran que el magnetismo aumenta en la zona donde el fuego tuvo severidad alta. La coloración por su parte cambió de tonos marrones a negros/grises y rojizos en la zona de mayor severidad. Los suelos de la zona, principalmente suelos residuales de rocas intrusivas graníticas contienen goethita, la cual se transforma en maghemita a alta temperatura. Este cambio sería el responsable de la variación en coloración y magnetismo de las muestras analizadas. A pesar de las temperaturas y nivel de destrucción alcanzados en este incendio, solo fue posible detectar cambios geológicos macroscópicos a nivel superficial en los suelos quemados y es necesario realizar estudios más acabados para ver si existen modificaciones microscópicas en dichos suelos.

Archazolid is a novel and highly efficient inhibitor of the V-ATPase, a ubiquitous membrane energizing protein complex consisting of a cytosolic ATP-hydrolyzing V1 domain and a VO domain which mediates proton translocation via a membrane embedded ring of c subunits. The intention of the present thesis was to characterize the archazolid binding site within the V-ATPase on the molecular level. Initial labeling experiments with 14C-derivatives of archazolid and the Manduca sexta V-ATPase clearly identified the c subunit as binding partner for the inhibitor. Concurrently performed site-directed mutagenesis studies in Saccharomyces cerevisiae as well as continuous wave electron paramagnetic resonance spectroscopy, revealed that the amino acids tyrosine 142 and leucine 144, located within the fourth transmembrane helix of subunit c, contribute to archazolid binding. Strikingly, mutation of these amino acids to either asparagine or isoleucine resulted in a V-ATPase approximately 10-fold more sensitive to the inhibitor, indicating increased inhibitor-target interaction in both cases. In addition, inhibition assays with different derivatives of archazolid suggested close proximity of the C-15 of archazolid and tyrosine 142 of subunit c. Competition assays with NCD-4, a covalently binding inhibitor which specifically targets a highly conserved glutamate within subunit c that is essential for proton translocation, revealed that the archazolid binding site also comprises this amino acid. Since the three amino acids tyrosine 142, leucine 144 and glutamate 137 (positions according to the S. cerevisiae c subunit) form a triangle within the central part of subunit c, the archazolid binding site most likely resides within a single c subunit and the inhibitor probably directly prevents proton translocation by the c ring. A spin labeled derivative of archazolid was used to enlighten the stoichiometry of c subunits within the VO ring. The measurements, performed via double electron electron resonance spectroscopy on spin labeled archazolid bound to the M. sexta V-ATPase, revealed a clear distance distribution that suggested, based on the supposed binding site of archazolid, a number between 9 and 11 subunits in the ring. This number is in line with a previously suggested decameric arrangement of the M. sexta ring and excludes a hexameric structure which is frequently assumed to be valid for V-ATPases.

V-ATPasen sind eukaryotische Protonenpumpen, die viele sekundär aktive Transporte energetisieren und eine Reihe von intrazellulären Kompartimenten ansäuern. In der vorliegenden Doktorarbeit wurde die Interaktion der V-ATPase aus Manduca sexta mit dem Aktin-Zytoskelett untersucht. Nachdem die Co-Lokalisation der V-ATPase mit F-Aktin in den apikalen Membranen der Gobletzellen immunzytochemisch festgestellt worden war, wurde auch die direkte Wechselwirkung zwischen der V-ATPase und den Aktinfilamenten durch Co-Pelletierungsstudien nachgewiesen. Mit Hilfe von Overlayblots wurde gezeigt, dass sowohl die Untereinheit B als auch Untereinheit C die Bindung an Aktin vermitteln. Co-Pelletierung der Aktinfilamente mit rekombinanter Untereinheit C wiesen eine direkte Interaktion zwischen beiden Proteinen nach. Mit rekombinanter Untereinheit C rekonstituierter V1-Komplex hatte eine deutlich höhere Affinität zu Aktinfilamenten als C-freier V1-Komplex. In Overlayblots wurde nachgewiesen, dass die Untereinheit C beide Formen (F- und G-) des Aktins bindet. Die Interaktion mit G-Aktin wurde mit NBD-markiertem Aktin quantifiziert, wobei sich Dissoziationskonstanten von 50-60 nM ergaben; eine Bevorzugung von ATP-Aktin gegenüber ADP-Aktin oder umgekehrt konnte nicht festgestellt werden. Die Untereinheit C beeinflusste die Dynamik des Aktin-Zytoskeletts dadurch, dass sie Aktinfilamente unabhängig vom pH stabilisierte und einen positiven Einfluss auf die Vernetzung von Aktinfilamenten hatte. Die auch im Fluoreszenzmikroskop nachgewiesene Fähigkeit zur Bündelung kann sowohl durch die zwei Aktinbindungsstellen in der Untereinheit C als auch durch ihre Di- und Oligomerisierung unter oxidierenden Bedingungen ermöglicht werden. Mit Hilfe von radioaktivem ATP wurde gezeigt, dass die Untereinheit C durch die Proteinkinase A phosphoryliert werden kann. Diesem Phänomen könnte eine große Bedeutung für die Regulation der Eigenschaften der Untereinheit C zukommen.

Programmed cell death (PCD) is a major regulatory mechanism employed during development and homeostasis. The term PCD was coined to describe the death of the intersegmental muscles (ISMs) of moths at the end of metamorphosis. The timing of ISM death in the Tobacco Hawkmoth, Manduca sexta, is regulated by a fall in the titer of the steroid molting hormone 20-hydroxyecdysone (20E) late on day 17of pupal-adult development. This triggers the release of the peptide hormone, Eclosion Hormone (EH), which mediates its effects via the secondary messenger cGMP. It has been previously demonstrated that ISM death requires de novo gene expression. One induced gene in the ISMs encodes the novel protein Acheron. However, Acheron’s role in PCD is unknown. Acheron is a novel member of the Lupus-Antigen family of RNA binding proteins. In humans, Acheron is expressed in many tissues including the myoepithelial cells in mammary ducts. Analysis of the mammary gland revealed that Acheron mRNA levels were elevated in some basal-like breast cancers in women. Ectopic expression of Acheron in human MDA-MB-231 breast cancer cells results in dramatic elevations in proliferation, angiogenesis and metastasis. Moreover, Acheron expressing MDA-MB-231 cells in mouse xenographs resulted in tumors that were five times larger than control cell tumors. These data suggests that Acheron enhances the growth of some human breast cancers. This thesis describes two primary studies. The first tested the hypothesis that Acheron functions as a survival protein for cells in vitro. MDA-MB-231 cells engineered to express Acheron were challenged with various death-inducing treatments, which act via different signaling pathways, to determine if Acheron expression confers survival. Acheron protects cells from apoptosis induced by nutrient withdrawal, proteosome inhibition, heat stress, mitochondrial toxins, inhibiting cellular respiration, DNA damage, and oxidative stress. The second study tested the hypothesis that Acheron is phosphorylated by a cGMP-dependent kinase in the ISMs when the cells initiate death following adult eclosion. Using a non-radioactive in-vitro kinase assay I observed that Acheron is phosphorylated via a cGMP-dependent kinase, presumed via kinase binding motif predictions to be Protein Kinase G. Furthermore I show that phosphorylation is coupled to Acheron degradation.

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