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Cinvestav adquirió una de las supercomputadoras más poderosas del mundo

  • 8 diciembre 2014
  • Autor: Cinvestav
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Cinvestav adquirió una de las supercomputadoras más poderosas del mundo
El Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) adquirió una de las supercomputadoras más poderosas y ecológicas del mundo para el proyecto ABACUS de Matemáticas y Supercómputo con lo que México estará a la vanguardia en capacidad de cómputo, para la investigación y modelación de problemas complejos. La supercomputadora del proyecto Cinvestav-ABACUS es actualmente la supercomputadora más poderosa de México, se ubica entre las 150 más rápidas del mundo y entre los primeros lugares en América Latina. Este equipo tiene la misma arquitectura, eficiencia y tecnología de SGI que se utiliza en la supercomputadora PLEIADES de la NASA, y hará uso de sus 8,904 núcleos, con procesadores Intel® Xeon® E5-2697v3 (Haswell) de última generación y además 100 GPUs Nvidia K40. Esta configuración permitirá a ABACUS tener una capacidad de más de 400 Tflops (Teraflops) Linpack Rmax. Además, ABACUS contará con 1.2 Petabytes (PB) de espacio en disco y una memoria RAM de 40.7 TB (Terabytes), escalable. Es importante destacar que el Cinvestav, considera primordial la huella ecológica de la supercomputadora de ABACUS, por lo que, gracias a la avanzada tecnología de enfriamiento proporcionada por SGI, tendrá una eficiencia PUE (Power Usage Effectiveness) menor a 1.2, lo que representa, al mismo tiempo, una de las supercomputadoras más ecológicas y poderosas del mundo. La supercomputadora tiene su casa, en las instalaciones construidas por el Cinvestav con apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y el Consejo Mexiquense de Ciencia y Tecnología (Comecyt) en un edificio escultórico diseñado por el Maestro Sebastián expresamente para albergarla en la región boscosa de La Marquesa, Estado de México. La licitación para este equipo de supercómputo fue ganada recientemente por Silicon Graphics International (SGI), a través de su distribuidor en México B-cause IT Advisors. El proyecto ABACUS inició en 2012, como una propuesta con visión a futuro, su concepto está vinculado con el Centro de Supercomputación de Barcelona, en España. El Cinvestav seleccionó SGI sobre otras marcas por su arquitectura y tecnología de punta, al demostrar poder proveer no sólo la mejor propuesta para la inversión inicial, sino también al garantizar la escalabilidad, rentabilidad y expansión del sistema a un costo competitivo en el futuro, lo que garantiza que la supercomputadora de ABACUS se mantendrá siempre a la vanguardia. El Cinvestav es un organismo mexicano descentralizado de interés público, dependiente de la Secretaría de Educación Pública, dedicado a la investigación de frontera, desarrollo tecnológico innovador, enseñanza de posgrado y difusión de ciencia. Creado el 17 de abril de 1961, por decreto presidencial, con personalidad jurídica y patrimonio propios. El Cinvestav presta, además, servicios de apoyo a la investigación tanto a otras entidades gubernamentales como a empresas privadas, organismos descentralizados, instituciones extranjeras, la industria y a investigadores.

Inaugura Cinvestav nuevo bioterio

  • 8 diciembre 2014
  • Autor: Cinvestav
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Inaugura Cinvestav nuevo bioterio
El Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) inauguró su nuevo bioterio, la Unidad de Producción y Experimentación de Animales de Laboratorio (UPEAL), en el Conjunto Multidisciplinario del Cinvestav Zacatenco. Se trata de un edificio con “la más alta tecnología” para lograr el bienestar de los roedores, principales especies con las que se hará investigación sobre cáncer, Parkinson y diabetes. “Es considerado el más avanzado de México y Latinoamérica, pero además está al nivel de los mejores del mundo, señaló René Asomoza Palacio, director general del centro. El edificio tiene tres niveles en 48 metros cuadrados, que alojará hasta a 60 mil roedores (ratas, ratones, cuyos o hámsteres), algunos procedentes de las viejas instalaciones, dentro del mismo conjunto de Zacatenco. Durante la primera etapa, el laboratorio se dedicará a hacer cruzas con la intención de generar roedores preparados genéticamente para 356 protocolos de investigación, que comenzarán a realizarse a partir de septiembre de 2015, aproximadamente. EQUIPAMIENTO. En primera instancia, todo el inmueble cuenta con el sistema de filtración High Efficiency Particle Arresting (HEPA), que se utiliza para filtrar aire sucio y purificarlo a través de unos ductos. La diferencia entre el bioterio viejo y el nuevo es el sistema de filtración, detalló el titular del mismo en Zacatenco, Jorge Fernández Hernández. “Con este sistema los espacios en los que vivirán los animales para investigación estarán más limpios que las salas de los quirófanos, con la finalidad de lograr su bienestar dentro de los futuros proyectos de investigación”, agregó Fernández Hernández. Destacó que no hay otro edificio en México, y tampoco, por lo menos en América Latina, con el más avanzado sistema de tecnología para tratar con 70 diferentes tipos de animales. El segundo nivel de la UPEAL contará con un espacio en el que los próximos seis meses, por lo menos, se cruzarán las diferentes especies de ratones para preparar sus organismos frente a las investigaciones necesarias. Dentro de esta zona se cuenta con un sistema que regula la luz para simular las condiciones del día y la noche y con ello hacer que los animales se sientan en condiciones naturales. Por otra parte, el edificio cuenta con un sistema de lavandería, donde ingresan en dos máquinas, una llamada vertical y otra de túnel, los raks (muebles para almacenar las jaulas de los animales), para eliminar rastros de orina o heces fecales. Las jaulas se lavan con agua a una temperatura de 121 grados centígrados durante 15 minutos, que esteriliza; después se pasa a un sistema de enjuague y neutralización; posteriormente entra a una fase de secado. Además, el bioterio tiene dos máquinas que producen bolsas de plástico rellenas con agua, a través de un procesamiento que libera de microorganismos perjudiciales. Estas bolsas son perforadas a través de un pivote, que se inserta en la jaula de los roedores, con la finalidad de que pueden beber del líquido de la bolsa. Asimismo, las jaulas son tapizadas con encamados provenientes de álamos, en lugar de pinos como lo hacían en la vieja unidad: “el pino tiene resinas que resultan perjudiciales para los ratones (…) aunque es más caro el encamado de álamo que el de pino”. PROYECTOS. Otras especies animales que se mudarán a este bioterio son las marinas, pues el investigador explica que las investigaciones en este tipo de animales aumentan para pruebas toxicológicas e histológicas; por eso en el tercer nivel de la UPEAL habrá peces, tortugas y ranas. Fernández Hernández comentó que el trabajo en esta unidad está a disposición de México y hay proyectos con la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), la Facultad de Medicina de la UNAM e instituciones de Perú, donde el Cinvestav fungirá como asesor.

Huitlacoche podría controlar plagas en agro

  • 8 diciembre 2014
  • Autor: Cinvestav
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Huitlacoche podría controlar plagas en agro
Especialistas del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) analizan el genoma del huitlacoche para conocer cómo evoluciona el hongo y convive con el maíz sin ocasionarle enfermedad, lo que podría dar pauta para controlar infecciones que afectan la agricultura en el mundo. “Por esta condición se ha convertido desde hace años en un material de estudio científico, pues podrían encontrarse nuevas medidas de control sobre las infecciones por hongos que dañan a más del 30 por ciento de la agricultura a nivel mundial”, comentó a el doctor José Ruiz Herrera, integrante del grupo que realiza la investigación en el Cinvestav, Unidad Irapuato. Dijo que si bien el huitlacoche es considerado una plaga porque afecta al maíz y, en algunos países es erradicado debido a las pérdidas económicas que trae consigo, en México representa importantes ingresos económicos por su venta para la preparación de diversos platillos y, por lo general, una mazorca infectada tiene un valor superior al de una sana. El profesor emérito del Departamento de Ingeniería Genética expuso en su libro “Viaje al asombroso mundo de los hongos” que el gusto por el sabor tan peculiar le ha valido el nombre de “trufa americana” y le ha abierto las puertas de la alta gastronomía en México y más allá de sus fronteras, donde llega a alcanzar precios exorbitantes. Y es que desde hace años, el huitlacoche, cuyo nombre científico es Ustilago maydis (DC) Corda, forma parte de la cultura mexicana, muchos esperan la temporada para degustarlo o no dudan en trasladarse para probarlo en unas quesadillas, por ejemplo, en la Marquesa, Estado de México, o en el Ajusco, al sur de la ciudad de México. Para los antiguos agricultores, de acuerdo con algunos textos científicos, este hongo significaba una maldición al mirarlo sobre el maíz, pero después de arriesgarse a comerlo encontraron un verdadero manjar y, por ende, paso a ser considerado una bendición para las cosechas. Ruiz Herrera comentó que su trabajo de investigación de más de 20 años está enfocado a conocer cuáles son las características patogénicas involucradas en los hongos, especialmente de Ustilago maydis, para encontrar “cuáles son sus puntos débiles y saber controlarlos”. El huitlacoche, explicó, es conocido por causar la enfermedad llamada carbón común en maíz (Zea mays) que origina la formación de grandes “tumores” o agallas en las partes verdes de la planta, tallos, hojas, espiga y mazorca. El especialista aseguró que han identificado algunos factores de virulencia de ese hongo en un sistema modelo que permite trabajar bajo condiciones fáciles de laboratorio, y concluyeron que esos determinantes están presentes en otros parásitos que son sus parientes y, a su vez, más dañinos para la agricultura. Entre los hallazgos mencionó dos genes que codifican a las enzimas de acetilasa de quitina y transacetilasa de histonas, que al ser mutados originan la pérdida parcial de la virulencia sobre la planta. Otra característica es que Ustilago maydis es capaz de infectar plantas filogenéticamente distantes del maíz, bajo condiciones controladas de laboratorio. Por ello, detalló, analizaron la capacidad de diploides y mezclas sexualmente compatibles del huitlacoche para infectar a otras plantas filogenéticamente separadas e incluso muy distantes de los huéspedes naturales del hongo, como sorgo, cebada, trigo, ajo, tabaco y papaya. Además, Ustilago maydis puede llevar a cabo un proceso de cambio en la morfología de levadura a micelio in vitro al controlar el pH del medio de cultivo, algo semejante a lo que ocurre in vivo durante la infección natural. Ruiz Herrera explicó que estas características permiten estudiar en condiciones de laboratorio un proceso morfogenético esencial en la patogénesis. “Este mecanismo está siendo analizado para encontrar sustancias que inhiban a los genes involucrados en la transición de levadura micelio para aplicarlo en el campo y, con ello, podrán evitar la formación de la estructura del hong

Cinvestav premia desarrollo de algoritmos inspirados en naturaleza

  • 8 diciembre 2014
  • Autor: Cinvestav
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Cinvestav premia desarrollo de algoritmos inspirados en naturaleza
La teoría de la evolución indica que las especies se desarrollaron a partir de pequeñas transformaciones producidas en cada nueva generación y mediante la selección natural del más fuerte. Aplicando estos principios para la elaboración de algoritmos, Carlos A. Coello Coello, investigador del Departamento de Computación del Cinvestav, fue reconocido con la Cátedra de Investigación Marcos Moshinsky 2013-2014, en el área de matemáticas. “La computación evolutiva multiobjetivo involucra el diseño e implementación de algoritmos inspirados en procesos de la naturaleza ─como el de la evolución natural de las especies, con base en el principio de la supervivencia del más apto─, los cuales se usan para resolver problemas de alta complejidad, con un gran número de variables”, sostuvo el investigador, quien es doctor en Ciencias de la Computación por la Universidad de Tulane, en Louisiana, Estados Unidos. Para encontrar solución a problemas complejos, Coello diseña algoritmos con base en metáforas biológicas, no sólo sustentadas en la evolución, sino también en cuestiones tales como el movimiento de un grupo de aves que busca alimento. Otras de las metáforas biológicas que ha adoptado en su trabajo Carlos A. Coello se basan en el sistema inmune natural del ser humano y en el comportamiento de colonias de hormigas. Todas estas metáforas biológicas se simulan en una computadora, con el objetivo de resolver problemas de optimización. “Con base en estos conceptos se toma un grupo de posibles soluciones a un problema (nuestra ‘población’) y se les somete a un proceso de selección con base en una medida de calidad (o sea las ‘aptitudes’ de nuestros individuos)”, expuso el investigador. Además dijo que “las soluciones seleccionadas para ser padres se recombinan para generar ‘hijos’ que se busca que tengan un mejor valor de aptitud que sus padres. Dichos hijos se someten posteriormente a pequeños cambios en su configuración (usando un operador llamado ‘mutación’), y se vuelve a repetir el ciclo evolutivo”. Por lo tanto, al generar mutaciones durante varias generaciones (que corresponden a iteraciones en una computadora), durante un cierto periodo de tiempo, se logra obtener una solución que constituye una aproximación a la óptima de un problema de alta complejidad. “En mi área de investigación en particular, nos interesa resolver problemas que tienen dos o más funciones objetivo, las cuales suelen estar en conflicto entre sí, y que queremos optimizar simultáneamente”, señaló Coello Colleo quien lleva más de veinte años trabajando en esa línea de investigación. Un ejemplo de un problema multiobjetivo sería el querer optimizar el diseño de un vehículo para mejorar su rendimiento en el consumo de gasolina, pero buscando que a la vez sea más rápido. El problema es que entre más rápido sea un vehículo, mayor será su consumo de combustible; aquí los objetivos están en conflicto y no existe un método que garantice encontrar la mejor solución porque no hay una solución única, sino varias. “Los problemas de optimización con fines académicos tienen de dos a 15 variables, pero en el mundo real existen problemas de una muy alta dimensionalidad. Hace algunos años trabajamos con la NASA en un problema de optimización de 13 mil variables”, destacó Coello Coello, que obtuvo el Premio Nacional de Ciencias y Artes en el área de Ciencias Físico-Matemáticas y Naturales en 2012. En su proyecto para solicitar una Cátedra Marcos Moshinsky, Carlos Coello propuso emplear el concepto de coevolución para el desarrollo de algoritmos cuya solución pretende involucrar el uso de hasta 10 mil variables. En la naturaleza la coevolución se presenta cuando una especie depende de otra para sobrevivir, como una planta que se incrusta en un árbol y se alimenta de éste. La idea es descomponer el conjunto de variables en pequeños pedazos, los cuales se procesan por separado, pero de manera simultánea. “En mi grupo de investigación, hemos diseñado el primer algoritmo evolutivo multiobj

Desarrollan chip que detecta enfermedades

  • 8 diciembre 2014
  • Autor: Cinvestav
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Desarrollan chip que detecta enfermedades
Investigadores del Cinvestav Unidad Monterrey desarrollan una tecnología en forma de chips, para detectar enfermedades desde su etapa inicial, ya que en el organismo hay indicios desde años antes de que se presenten los síntomas. El investigador José Luis García Cordero indicó que el objetivo es ayudar a la detección temprana de ciertos padecimientos, ver si se está desarrollando el mal, a fin de tener mejores expectativas con el tratamiento y reducir los costos por la atención médica de pacientes. Refirió que en la actualidad, el diagnóstico de gran parte de las enfermedades conocidas hasta ahora se realiza gracias a la identificación de un cuadro sintomático que llega a corroborarse con análisis de gabinete o laboratorio. En cambio, dijo, la tecnología desarrollada en la unidad del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) funciona al descubrir la presencia de aquellas proteínas relacionadas con la enfermedad (biomarcadores) en pequeñas muestras de suero obtenidas de la sangre. Asimismo, debido a que se utiliza una plataforma con canales micrométricos de plástico, "por donde pasamos muestras de suero extraídas de la sangre, al hacerlo tan pequeño los costos tampoco son altos". Los chips son similares a los transistores de silicio usados en los aparatos eléctricos y computadoras, a los cuales, a través de técnicas de fotolitografía, se hacen canales en relieve con fotorresina, apuntó. El especialista expuso que dentro de los canales se colocan pequeñas válvulas o bombas para tener un mayor control para las muestras de suero. Una vez estructurado el chip, se depositan anticuerpos en las ranuras, los cuales reaccionan en caso de que se presenten los biomarcadores de una enfermedad, explicó. "Los anticuerpos están pegados a la superficie del chip y, al pasar una muestra del suero de un paciente enfermo, el biomarcador (proteína) se pega al anticuerpo" . "Lavamos y metemos otro anticuerpo de detección que se activa con un fluorocromo, a fin de identificar con un microscopio la presencia de la proteína que indica la presencia de la enfermedad", refirió. "En el organismo hay indicios desde años antes de que se presenten los síntomas, existen algunas proteínas en la sangre que se expresan de forma alta, y eso pasa años antes de los síntomas", detalló el especialista. "Lo que esperamos es que estos dispositivos que estamos desarrollando sean empleados cada año por el médico, quien podría darse cuenta si se está desarrollando el padecimiento" , apuntó García Cordero. Enfatizó que una vez concluidos los estudios correspondientes podrán comercializar este desarrollo para su fabricación a mayor escala.
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Última actualización: 13 de Diciembre 2017

 

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