http://www.tdx.cat:80/handle/10803/237 Thu, 23 May 2013 16:28:05 GMT 2013-05-23T16:28:05Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/111169 Drug consumption and stressful experiences in adolescent mice: behavioural, neorotoxic and neurochemical responses Ros i Simó, Clara, 1984- Adolescence is a critical developmental period in which the brain emerges from an immature state to adulthood. This process of brain development is associated to greater cognitive capacity but also to altered emotional behaviour, such as anxiety and depressive symptoms; as well as increased sensation-seeking and risk taking behaviour. The proper development of brain and behaviour into adulthood can be negatively affected by external factors such as drug abuse and environmental conditions. This work consists firstly on, studying the impact of binge ethanol, 3, 4-Methylenedioxymethamphetamine (MDMA) and its combination in adolescent mice. Secondly, study the consequences of early-life stressful experiences (social isolation) into adulthood. Main results obtained from the first objective are that the combination of binge ethanol and MDMA induces emotional-like alterations. These alterations can be prevented by antidepressant treatment. In addition, MDMA induces memory impairments that may be associated to oxidative damage to specific proteins in the hippocampus. Neuroinflammation is also present after MDMA treatment, but not after binge ethanol treatment, in mice striatum. Metabolomic studies indicate that brain metabolism is altered after binge ethanol, MDMA or its combination. Even though these are only preliminary results, these alterations might be due to an imbalance in tryptophan metabolism. Regarding the second objective, our findings indicate that social isolation during adolescence induces an altered response to novel and stressful situations. These alterations are probably due to altered HPA axis activity.; L'adolescència és un període crític en el desenvolupament de l’individu en el qual el cervell va d’un estat immadur a l’edat adulta. Aquest procés va acompanyat d’una elevada capacitat cognitiva però també de freqüents alteracions de tipus emocional, com l’ansietat o els símptomes depressius, així com la cerca de sensacions de risc. Un bon desenvolupament del cervell i del comportament es pot veure negativament afectat per factors externs com són l’abús de drogues i les condicions ambientals desfavorables. Aquest projecte consisteix en primer lloc, a estudiar l'impacte de l’alcohol en excés, la 3, 4-Metilendioximetamfetamina (MDMA) i la seva combinació en ratolins adolescents. En segon lloc, estudiar les conseqüències en l’edat adulta d’experiències estressants durant l’adolescència. Els principals resultats obtinguts referents al primer objectiu són que la combinació d'alcohol en excés i MDMA provoca alteracions de tipus emocional. Aquestes alteracions poden ser previngudes pel tractament amb antidepressius. A més, la MDMA indueix un deteriorament de la memòria que pot estar associada amb el dany oxidatiu a proteïnes específiques de l'hipocamp. També s’ha observat una resposta neuroinflamatòria en el cos estriat dels ratolins després del tractament amb MDMA, però no després del tractament amb etanol en excés. Finalment, estudis de metabolòmica indiquen que el metabolisme cerebral es veu alterat després de l’alcohol en excés, la MDMA o la seva combinació. Tot i que només són resultats preliminars, aquestes alteracions poden ser conseqüència d'un desequilibri en el metabolisme del triptòfan. Referent al segon objectiu, els nostres resultats indiquen que l'aïllament social durant l’adolescència indueix una resposta alterada a situacions novelles i estressants. Aquestes respostes anormals són probablement conseqüència d’alteracions en l’activitat de l’eix HPA. Thu, 09 May 2013 11:00:49 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/111169 2013-05-09T11:00:49Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/110464 Detecció dels metabòlits del plastificant di(2-etilhexi)l ftalat com a marcadors de l'ús de transfusions en l'esport Monfort Mercader, Núria, 1983- El di(2-etilhexil) ftalat (DEHP) és un plastificant que s’afegeix als productes de clorur de polivinil (PVC) per a dotar-los de més flexibilitat. El material mèdic fet de PVC, i en particular els dispositius i bosses que s’utilitzen en les transfusions de sang, conté el DEHP com additiu. Així, el receptor d’una transfusió està altament exposat a aquest compost. L’objectiu de la tesi va ser estudiar els metabòlits del DEHP en orina com a possibles marcadors de la pràctica d’una transfusió de sang en l’esport. Es va desenvolupar i validar un mètode d’anàlisi per cromatografia líquida acoblada a espectrometria de masses en tàndem per a la quantificació dels principals metabòlits del DEHP en orina humana: mono-(2-etilhexil) ftalat (MEHP), mono-(2-etil-5-hidroxihexil) ftalat (MEHHP), mono-(2-etil-5-oxohexil) ftalat (MEOHP), mono-(2-carboximetilhexil) ftalat (2cx-MMHP) i mono-(2-etil-5-carboxipentil) ftalat (5cx-MEPP). El mètode es va aplicar a mostres procedents de voluntaris sans (grup control), de pacients hospitalitzats que havien rebut una transfusió de sang i de pacients hospitalitzats sotmesos a tractaments mèdics amb materials de PVC i no a transfusions. Es van obtenir diferències significatives en les concentracions dels tres metabòlits estudiats (MEHP, MEHHP, MEOHP) entre les mostres dels pacients transfosos respecte els altres dos grups de població. El mètode també es va aplicar a mostres d’orina de vint-i-cinc voluntaris sans que s’havien sotmès a un procediment d’autotransfusió. Els resultats van indicar concentracions elevades dels cinc metabòlits del DEHP en orina fins a les 48 hores després d’haver rebut la sang. Finalment, es van determinar les concentracions dels cinc metabòlits de DEHP en una població d’esportistes i es van calcular límits de referència que permetessin sospitar d’una transfusió. Així doncs, els resultats indiquen que la mesura dels metabòlits de DEHP en orina pot ser usada com una eina pel cribatge de l’ús de transfusions en l’esport.; The plasticizer di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP) is used in polyvinyl chloride products (PVC) to increase its flexibility. Medical devices made of PVC, especially blood bags used in blood transfusions, contain DEHP as additive. Therefore, subjects submitted to blood transfusion are widely exposed to this compound. The aim of the project was to evaluate DEHP metabolites in urine as possible markers of the use of a blood transfusion in sports. An analytical method was developed and validated to quantify the main DEHP metabolites mono-(2-ethylhexyl)phthalate (MEHP), mono-(2-ethyl-5-hydroxyhexyl)phthalate (MEHHP), mono-(2-ethyl-5-oxohexyl)phthalate (MEOHP), mono-(2-carboxymethylhexyl)phthalate (2cx-MMHP) and mono-(2-ethyl-5-carboxypentyl)phthalate (5cx-MEPP), in human urine by liquid chromatography tandem mass spectrometry. The methodology was applied to samples belonging to healthy volunteers (control group), hospitalized patients subjected to blood transfusions and hospitalized patients subjected to medical treatments involving plastic material different to blood transfusions. Significant differences were obtained in the concentrations of the three metabolites studied (MEHP, MEHHP, MEOHP) between transfused patients samples’ and the other two population groups. The method was also applied to urine samples from twenty-five healthy volunteers who were subjected to an autologous blood transfusion. The results indicated high concentrations of the five DEHP metabolites in urine up to 48 hours after the blood transfusion. Finally, the concentration of the five DEHP metabolites were evaluated in a sportsmen population and reference limits to allow suspicion of blood transfusion were calculated. Thus, the results indicate that the DEHP metabolites could be used as markers of blood transfusions in sports. Fri, 19 Apr 2013 09:07:57 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/110464 2013-04-19T09:07:57Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/109261 Environmental contamination and infant development in a Bolivian mining city Ruiz Castell, María de la Concepción, 1981- Background: Oruro is a mining city in the Bolivian highlands. Most of its citizens are exposed to polymetalic cocktails. This study aims to determine whether the neuropsychological development of one year-old children can be associated with 1) polymetalic exposures and/or 2) growth patterns. Methods: The thesis builds from data collected by the ToxBol multidisciplinary project. The health task was centred on the follow-up of a birth-cohort that set to evaluate child development. Children were examined at 11 and 12 months of age using the Bayley Scale of Infant Development (BSID). Results: 1) Analyses revealed no high concentrations of metals in the blood of pregnant women. 2) No neuropsychological anomalies were observed in association with metal concentrations or growth patterns. 3) A positive association was observed between low lead values in blood and the neuropsychological development of children. 4) During the first 6 months of life, growth rate was negatively associated with weight at birth and positively associated with the BMI at 12 months of age. Conclusion: Although heavy metallic pollution was demonstrated by environmental studies, unexpected low levels of exposure were registered from pregnant women. Neither the level of exposure to metals nor the growth patterns appear to have an impact on child neuropsychological development. We argue that the positive effect that was observed in association to lead might be caused by factors such as diet.; Antecedentes: Oruro es una ciudad minera del altiplano boliviano. Muchos de sus habitantes están expuestos a un cóctel polimetálico. El objetivo principal es el de determinar si existe una asociación entre desarrollo neuropsicológico de los niños de un año y 1) la exposición polimetálica y/o 2) los patrones de crecimiento. Métodos: Esta tesis está basada en los datos recogidos del Proyecto multidisciplinario ToxBol. Se realizó el seguimiento de una cohorte de niños para evaluar su desarrollo. Para evaluar el desarrollo neuropsicológico de los niños se utilizaron las escalas de Bayley de desarrollo infantil (BSID). Resultados: 1) No se observaron altas concentraciones de metales en sangre de las mujeres embarazadas. 2) No se observaron anormalidades neuropsicológicas en relación con concentraciones de metales o patrones de crecimiento. 3) Se observó una asociación positiva entre exposiciones bajas de plomo y el desarrollo neuropsicológico del niño al año de vida. 4) La velocidad de crecimiento, desde el nacimiento hasta los 6 meses, se asoció negativamente con el peso al nacer y positivamente con el BMI a los 12 meses. Conclusión: A diferencia de lo demostrado en otros estudios epidemiológicos, se observó una inesperada baja exposición. No se observó una relación entre el grado de exposición a metales- o los patrones de crecimiento -y el desarrollo neuropsicológico del niño. El efecto positivo del plomo creemos que se debe a otros factores como la dieta.; Antecedents: Oruro es una ciutat minera del altiplà Bolivià. La població es troba es contacte amb fonts de contaminación polimetàlica. L’objectiu principal es el de determinar si existeix una associació entre el desenvolupament neuropsicològic dels nens d’un any i 1) la exposició polimetálica i/o 2) patrons de creixement. Mètodes: Esta tesi està basada en dades del Projecte multidisciplinari ToxBol. La tasca de salut es va centrar en el seguiment del desenvolupament d’una cohort de nens. El desenvolupament neuropsicològic infantil es va avaluar amb les escales de Baley de Desenvolupament infantil (BSID). Resultats: 1) No es van observar concentracions altes de metalls en sang de les dones embarassades. 2) No es va observar anormalitats neuropsicològiques en realció amb les concentracions de metalls o patrons de creixement. 3) Es va observar una associació positiva entre concentracions baixes de plom en sang i el desenvolupament neuropsicològic dels nens d’un any. 4) La velocitat de creixement, des del naixement fins els 6 mesos, es va associar negativament amb el pes al néixer i positivament amb el BMI als 12 mesos. Conclusió: A diferencia del que esperàvem, es van registrar baixes concentracions de metalls a les dones embarassades. Tampoc s’observa una relació entre el grau d’exposició a metalls, o patrons de creixement, i el desenvolupament neuropsicològic del nens. El efecte positiu que observem del plom, pensem que es deu a altres factors com la dieta. Thu, 11 Apr 2013 08:54:34 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/109261 2013-04-11T08:54:34Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108337 Pathway-centric approaches to the analysis of high-throughput genomics data Hänzelmann, Sonja, 1981- In the last decade, molecular biology has expanded from a reductionist view to a systems-wide view that tries to unravel the complex interactions of cellular components. Owing to the emergence of high-throughput technology it is now possible to interrogate entire genomes at an unprecedented resolution. The dimension and unstructured nature of these data made it evident that new methodologies and tools are needed to turn data into biological knowledge. To contribute to this challenge we exploited the wealth of publicly available high-throughput genomics data and developed bioinformatics methodologies focused on extracting information at the pathway rather than the single gene level. First, we developed Gene Set Variation Analysis (GSVA), a method that facilitates the organization and condensation of gene expression profiles into gene sets. GSVA enables pathway-centric downstream analyses of microarray and RNA-seq gene expression data. The method estimates sample-wise pathway variation over a population and allows for the integration of heterogeneous biological data sources with pathway-level expression measurements. To illustrate the features of GSVA, we applied it to several use-cases employing different data types and addressing biological questions. GSVA is made available as an R package within the Bioconductor project. Secondly, we developed a pathway-centric genome-based strategy to reposition drugs in type 2 diabetes (T2D). This strategy consists of two steps, first a regulatory network is constructed that is used to identify disease driving modules and then these modules are searched for compounds that might target them. Our strategy is motivated by the observation that disease genes tend to group together in the same neighborhood forming disease modules and that multiple genes might have to be targeted simultaneously to attain an effect on the pathophenotype. To find potential compounds, we used compound exposed genomics data deposited in public databases. We collected about 20,000 samples that have been exposed to about 1,800 compounds. Gene expression can be seen as an intermediate phenotype reflecting underlying dysregulatory pathways in a disease. Hence, genes contained in the disease modules that elicit similar transcriptional responses upon compound exposure are assumed to have a potential therapeutic effect. We applied the strategy to gene expression data of human islets from diabetic and healthy individuals and identified four potential compounds, methimazole, pantoprazole, bitter orange extract and torcetrapib that might have a positive effect on insulin secretion. This is the first time a regulatory network of human islets has been used to reposition compounds for T2D. In conclusion, this thesis contributes with two pathway-centric approaches to important bioinformatic problems, such as the assessment of biological function and in silico drug repositioning. These contributions demonstrate the central role of pathway-based analyses in interpreting high-throughput genomics data.; En l'última dècada, la biologia molecular ha evolucionat des d'una perspectiva reduccionista cap a una perspectiva a nivell de sistemes que intenta desxifrar les complexes interaccions entre els components cel•lulars. Amb l'aparició de les tecnologies d'alt rendiment actualment és possible interrogar genomes sencers amb una resolució sense precedents. La dimensió i la naturalesa desestructurada d'aquestes dades ha posat de manifest la necessitat de desenvolupar noves eines i metodologies per a convertir aquestes dades en coneixement biològic. Per contribuir a aquest repte hem explotat l'abundància de dades genòmiques procedents d'instruments d'alt rendiment i disponibles públicament, i hem desenvolupat mètodes bioinformàtics focalitzats en l'extracció d'informació a nivell de via molecular en comptes de fer-ho al nivell individual de cada gen. En primer lloc, hem desenvolupat GSVA (Gene Set Variation Analysis), un mètode que facilita l'organització i la condensació de perfils d'expressió dels gens en conjunts. GSVA possibilita anàlisis posteriors en termes de vies moleculars amb dades d'expressió gènica provinents de microarrays i RNA-seq. Aquest mètode estima la variació de les vies moleculars a través d'una població de mostres i permet la integració de fonts heterogènies de dades biològiques amb mesures d'expressió a nivell de via molecular. Per il•lustrar les característiques de GSVA, l'hem aplicat a diversos casos usant diferents tipus de dades i adreçant qüestions biològiques. GSVA està disponible com a paquet de programari lliure per R dins el projecte Bioconductor. En segon lloc, hem desenvolupat una estratègia centrada en vies moleculars basada en el genoma per reposicionar fàrmacs per la diabetis tipus 2 (T2D). Aquesta estratègia consisteix en dues fases: primer es construeix una xarxa reguladora que s'utilitza per identificar mòduls de regulació gènica que condueixen a la malaltia; després, a partir d'aquests mòduls es busquen compostos que els podrien afectar. La nostra estratègia ve motivada per l'observació que els gens que provoquen una malaltia tendeixen a agrupar-se, formant mòduls patogènics, i pel fet que podria caldre una actuació simultània sobre múltiples gens per assolir un efecte en el fenotipus de la malaltia. Per trobar compostos potencials, hem usat dades genòmiques exposades a compostos dipositades en bases de dades públiques. Hem recollit unes 20.000 mostres que han estat exposades a uns 1.800 compostos. L'expressió gènica es pot interpretar com un fenotip intermedi que reflecteix les vies moleculars desregulades subjacents a una malaltia. Per tant, considerem que els gens d'un mòdul patològic que responen, a nivell transcripcional, d'una manera similar a l'exposició del medicament tenen potencialment un efecte terapèutic. Hem aplicat aquesta estratègia a dades d'expressió gènica en illots pancreàtics humans corresponents a individus sans i diabètics, i hem identificat quatre compostos potencials (methimazole, pantoprazole, extracte de taronja amarga i torcetrapib) que podrien tenir un efecte positiu sobre la secreció de la insulina. Aquest és el primer cop que una xarxa reguladora d'illots pancreàtics humans s'ha utilitzat per reposicionar compostos per a T2D. En conclusió, aquesta tesi aporta dos enfocaments diferents en termes de vies moleculars a problemes bioinformàtics importants, com ho son el contrast de la funció biològica i el reposicionament de fàrmacs "in silico". Aquestes contribucions demostren el paper central de les anàlisis basades en vies moleculars a l'hora d'interpretar dades genòmiques procedents d'instruments d'alt rendiment. Thu, 14 Mar 2013 08:45:35 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108337 2013-03-14T08:45:35Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108336 Demographic insights of human north African populations using genetic data Rodríguez Botigué, Laura, 1984- The history of North Africa is extremely complex, and it has been difficult to assess from genetic and archeological data whether early populations were replaced by later migrations or if there has been continuous settlement of the region. To resolve the history of human origin and migrations in North Africa, I have used two main forms of genetic data, the maternally inherited mtDNA and 730,000 genome-wide SNPs from a genotype array in a sample set representative of the region. I have discovered that North Africa is a mosaic of an autochthonous component dating back to the Paleolithic and at least four other ancestries, two recent ancestries from sub-Saharan Africa and the others from Europe and the Near East. We have also discovered extensive North African gene flow to the Iberian Peninsula, and minor proportions in the rest of the Europe.; La història del Nord d’Àfrica és extremadament complexa, i fins ara ha estat molt difícil determinar a partir de la genètica o l’arqueologia si els primers pobladors van ser reempleçats per migracions posteriors, o si el poblament de la regió ha estat continuat al llarg del temps. Per tal d’investigar els orígens i les migracions de l’home al Nord d’Àfrica he fet servir dos marcadors genètics en un grup de poblacions representatives de la regio, el marcador heretat per via materna, el DNA mitocondrial (mtDNA), i 730,000 SNPs de tot el genoma genotipats amb un xip. He descobert que el Nord d’Àfrica és un mosaic format per un component autòcton amb origens en el Paleolític i un mínim de quatre components més, dos d’ells recents d’origen sub-Saharià i els altres Europeu i d’Orient Proper. També hem descobert un flux genic recent d’origen Nord Africà molt elevat a la Península Ibèrica, i en menor quantitat a Europa. Thu, 14 Mar 2013 08:41:21 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108336 2013-03-14T08:41:21Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108037 Cross-talk between iron starvation and H202 signaling pathways in Schizosaccharomyces pombe Gabrielli, Natalia, 1978- Hydrogen peroxide (H2O2), a reactive oxygen species (ROS), is involved in both oxidative stress and signaling cascades in a dosage dependent manner. Its toxicity is partially explained through reactivity with iron via the Fenton reaction. Iron, indispensible for many cellular processes, is thus tightly regulated to balance between need and toxicity. Using fission yeast as a model system, we explored the relationship between H2O2 and the iron starvation response system, specifically whether cross-talk allowed mutual regulation that could prevent synergistic toxicity of ROS via diminishing iron quantity. We screened around of 2700 haploid Schizosaccharomyces pombe deletion mutants in different oxidative stress agents, identifying new genes amongst which fep1, pcl1 and sib2 are involved in iron homeostasis. H2O2, unexpectedly, triggers transcriptional iron starvation response, including enhanced iron import and decreased iron consumption. Over-expression of several antioxidant proteins, in particular heme-containing catalase, causes strong iron consumption within the cell, triggering the iron starvation pathway accidentally. Furthermore, glutaredoxin Grx4 contains an iron-sulfur cluster (ISC) involved in iron sensing, underpinning regulation of the iron starvation response. Finally, we identify and characterize the frataxin homolog gene in S. pombe, pfh1. Deficiencies in frataxin provoke a neurodegenerative disease called Friedreich ataxia; the function of this protein remains controversial. We create ∆pfh1 strain as a new model system to elucidate the molecular events leading to the disease.; El peróxido de hidrógeno (H2O2) es un agente oxidante que además de participar en cascadas de señalización produce toxicidad por daño oxidativo. Parte de su toxicidad se explica por su reactividad con hierro. Así, las concentraciones de hierro en el interior celular han de estar estrictamente reguladas. Usando la levadura de fisión, Schizosaccharomyces pombe, como un sistema modelo, estudiamos las relaciones entre H2O2 y el sistema de respuesta a déficit de hierro. Genes como fep1, pcl1 y sib2, importantes para mantener su homeostasis, fueron encontrados en un análisis de 2700 mutantes de S. pombe, tras tratamiento con diferentes agentes oxidantes. Inesperadamente encontramos que H2O2 desencadena una respuesta transcripcional de déficit de hierro, incluyendo aumento de su entrada y disminución de su consumo. Ésta es una respuesta accidental debido a la sobreexpresión de proteínas como catalasa, una hemoproteína, consumidoras masivas de hierro. Encontramos además que la glutaredoxina Grx4 contiene un clúster de hierro-azufre implicado en sensar hierro. Finalmente, identificamos, caracterizamos y delecionamos el homólogo de frataxina en S. pombe, pfh1. Deficiencias en frataxina provocan ataxia de Friedreich. Los mecanismos por los cuales se desencadena esta enfermedad están todavía por elucidar, pero S. pombe es un buen sistema modelo para su estudio. Thu, 07 Mar 2013 10:56:30 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/108037 2013-03-07T10:56:30Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107888 MicroRNAs and metamorphosis in the hemimetabolous insect Blatella germanica (L.) (Dictyopera, Blattellidae) Rubio Martínez, Mercedes, 1980- Trabajos previos llevados a cabo en el laboratorio de acogida, usando como modelo el insecto basal Blattella germanica, mostraron que los microRNAs (miRNAs) son cruciales para completar la metamorfosis. El objetivo general de esta tesis fue identificar miRNAs que estuviesen implicados en este proceso. Como primer paso, se estableció un catálogo general de miRNAs en B. germanica mediante secuenciación con Solexa. A partir de ahí, se prepararon dos librerías de miRNAs, una en la etapa metamórfica y otro en la etapa no metamórfica, para distinguir miRNAs diferencialmente expresados entre las dos etapas y evaluar la influencia de las hormonas principales de la metamorfosis sobre la expresión de estos miRNAs. Nuestros experimentos también mostraron que los factores de transcripción Broad-complex inducen la expresión de let-7 y miR-100, y que estos miRNAs desempeñan un papel en la regulación del tamaño y del patrón de venas e intervenas de las alas de B. germanica. Por último, se estudió el papel de miR-8-3p y miR-8-5p en la regulación de los niveles de transcrito de atrofina, un factor implicado en la coordinación neuromuscular, que es importante para asegurar una adecuada ecdisis en la muda metamórfica.; Previous work carried out in the host laboratory, using the basal insect Blattella germanica as model, showed that microRNAs (miRNAs) are crucial to complete metamorphosis. The general goal of this thesis was to identify particular miRNAs involved in this process. As a first step, we established a general catalogue of miRNAs in B. germanica using high throughput Solexa sequencing. Thereafter, we prepared two miRNA libraries; one in the metamorphic stage and other one in the non-metamorphic stage, to distinguish miRNAs differentially expressed between the two stages, and to assess the influence of the main metamorphosis hormones on the expression of these miRNAs. Our experiments also showed that Broad complex transcription factors induce the expression of let-7 and miR-100, and that these miRNAs play a role in regulating the size and the vein-intervein patterning of B. germanica wings. Finally, we studied the role of miR-8-3p and miR- 8-5p in regulating the transcript levels of atrophin, a factor involved in neuromuscular coordination, which is important to ensure a proper ecdysis in the metamorphic molt. Mon, 04 Mar 2013 11:49:11 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107888 2013-03-04T11:49:11Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104537 Cellular Ca2+ homeostasis in the pathophysiology of chronic respiratory diseases Cantero Recasens, Gerard, 1984- Calcium works as a second intracellular messenger in all cell types and its downstream signalling is a key pathway for many systemic functions. In the lungs, the majority of activating stimuli trigger intracellular calcium increase, which is indispensable for the normal functioning of the airways; thus, deregulation of this pathway leads to pathological conditions. This Thesis aims to understand the relationship of intracellular calcium homeostasis and chronic respiratory pathologies such as asthma. I have studied three different processes involved in calcium homeostasis and their role in asthma pathophysiology: 1) I have shown the genetic association of a defect in calcium entry via TRPV1 with wheezing and cough, which is one feature of asthma pathophysiology; 2) I have also demonstrated the product of the asthma associated ORMDL3 gene is a Ca++ homeostasis and UPR modulator; and 3) I have provided a new Ca++ dependent sorting mechanism for secretory cargoes that bind calcium.; El Calci és un segon missatger intracel·lular en tots els tipus cel·lulars i la cascada de senyalització generada pel calci és una via de senyalització cel·lular clau per moltes funcions sistèmiques. En els pulmons, la majoria d’estímuls activadors produeixen un increment del calci intracel·lular, el qual és indispensable pel funcionament correcte de les vies respiratòries; i, per tant, una desregulació d’aquesta via de senyalització porta a diferents situacions patològiques. Aquesta Tesi té com a objectiu entendre la relació entre l’homeòstasi del calci intracel·lular i les malalties respiratòries cròniques, com per exemple, l’asma. Hem estudiat tres processos diferents implicats en l’homeòstasi del calci i el seu rol en la fisiopatologia de l’asma: 1) Hem demostrat que hi ha una associació genètica entre un defecte en l’entrada de calci via TRPV1 i un dels trets característics de l’asma, la tos; 2) també hem trobat que l’ORMDL3, que havia estat associat amb l’asma, és un modulador de l’homeòstasi del calci i de la UPR; i 3) hem aportat un nou mecanisme de classificació en el Golgi depenent de Ca++ per a proteïnes que uneixen calci i que seran secretades. Mon, 18 Feb 2013 13:28:50 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104537 2013-02-18T13:28:50Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104536 Demography and genetic adaptation: examples from human populations Mendizábal Eceizabarrena, Isabel, 1981- The human colonization of worldwide landmasses occurred through complex patterns of dispersal and admixture. At the same time, the survival in the different areas of the world depended on the adaptation to new habitats that imposed novel selective challenges. With the advent of high-throughput genotyping technologies and dense catalogues of human genetic variation, the demographic history of many human populations has been unraveled from genomic data, with important implications in medical genetics. However, several human groups are yet to be genetically characterized. These incomplete past histories include the determination of ancestries of the current Cuban population, as well as the origins and dispersal of European Romani, whose demographic history is aimed to be reconstructed in this work. Finally, the present study also aims to describe the genetic basis and evolution of one of the most striking human phenotypes, the African Pygmy height.; La colonización humana de las diferentes masas continentales se produjo mediante complejos patrones de dispersión y mezcla. La supervivencia en las diversas regiones del planeta ha dependido de la adaptación a las presiones selectivas impuestas por los nuevos hábitats. Con el desarrollo de tecnologías de genotipado masivo y las bases de datos de la diversidad genética humana, la historia demográfica de muchas poblaciones humanas, y sus implicaciones médicas, han sido descritas. Sin embargo, algunas poblaciones todavía no han sido caracterizadas genéticamente. Por ejemplo, tanto la descomposición de la ancestría genética de la población cubana actual como los orígenes y la dispersión de los gitanos europeos siguen siendo historias incompletas que se han reconstruido en esta tesis. Finalmente, este estudio también tiene como objetivo describir la evolución y las bases genéticas de uno de los fenotipos humanos más llamativos, la altura de los pigmeos africanos. Mon, 18 Feb 2013 13:24:08 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104536 2013-02-18T13:24:08Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104484 The Consequences of stochastic gene expression in the nematode Caenorhabditis elegans Burga Ramos, Alejandro Raúl, 1985- Genetically identical cells and organisms growing in homogenous environmental conditions can show significant phenotypic variation. Furthermore, mutations often have consequences that vary among individuals (incomplete penetrance). Biochemical processes such as those involved in gene expression are subjected to fluctuations due to their inherent probabilistic nature. However, it is not clear how these fluctuations affect multicellular organisms carrying mutations and if stochastic variation in gene expression among individuals could confer any advantage to populations. We have investigated the consequences of stochastic gene expression using the nematode Caenorhabditis elegans as a model. Here we show that inter-individual stochastic variation in the induction of both specific and more general buffering systems combine to determine the outcome of inherited mutations in each individual. Also, we demonstrate that genetic and environmental robustness are coupled in C. elegans. Individuals with higher induction of stress response are more robust to the effect of mutations, however they incur a fitness cost, thus suggesting that variation at the population level could be beneficial in unpredictable environments.; Células y organismos genéticamente idénticos y creciendo en un ambiente homogéneo pueden mostrar diferencias en sus fenotipos. Además, una misma mutación puede afectar de un modo distinto a individuos de una misma población. Es sabido que los procesos bioquímicos responsables de la expresión de genes están sujetos a fluctuaciones debido a su inherentemente naturaleza probabilística. Sin embargo, el rol que juegan estas fluctuaciones en individuos portadores de mutaciones ha sido poco estudiado, así cómo si la expresión estocástica de genes puede conferir alguna ventaja al nivel poblacional. Para investigar las consecuencias de la expresión estocástica de genes usamos como modelo al nemátodo Caenorhabditis elegans. En este trabajo demostramos que existe variación entre individuos en la inducción de mecanismos (tanto gen-específicos como globales) que confieren robustez al desarrollo. En consecuencia, diferencias fenotípicas entre mutantes están determinadas por su variación. También, demostramos que la robustez a perturbaciones genéticos y ambientales están estrechamente ligadas en C. elegans. Individuos que inducen estocásticamente una mayor respuesta a stress, están fenotípicamente mejor protegidos al efecto de mutaciones pero incurren en un costo reproductivo importante. Eso sugiere, que variaciones estocásticas al nivel poblacional pueden ser benéficas cuando las poblaciones afrontan ambientes impredecibles. Thu, 14 Feb 2013 10:59:08 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104484 2013-02-14T10:59:08Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104483 Dietary exposure to contaminants during pregnancy and fetal growth Duarte Salles, Talita, 1985- Introduction: Prenatal exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and to acrylamide has been suggested to reduce fetal growth. The role of diet, the main source of exposure to these compounds in the general population, remains uncertain. This thesis aimed to characterize women’s exposure during pregnancy to dietary acrylamide and the genotoxic PAH benzo(a)pyrene [B(a)P], and to assess the effects of prenatal exposure to these compounds on fetal growth indicators. Methods: This thesis was done within two large European population-based cohort studies conducted in Spain and Norway: the INfancia y Medio Ambiente (INMA; n=657) and The Norwegian Mother and Child Cohort (MoBa; n=50651). Dietary B(a)P and acrylamide intakes were estimated based on information from food frequency questionnaires and the concentrations of these compounds in foods. Results: (i) Smokers had higher dietary intakes of B(a)P and acrylamide compared to non-smokers; (ii) the main predictors of B(a)P intake were shellfish and processed/cured meats while the main predictors of acrylamide intake were snacks, fried potatoes, and crisp bread; (iii) higher prenatal exposure to dietary B(a)P and acrylamide may reduce birth weight and increase the risk of small for gestational age, independently of smoking-related exposure and (iv) stronger effects of dietary B(a)P on fetal growth were observed among women with low vitamin C intake. Conclusions: Dietary B(a)P and acrylamide intakes during pregnancy may impair fetal growth. Therefore, reducing the intake of these compounds from the diet should be recommended in dietary guidelines for pregnant women. Likewise, increasing intakes of fruits and vegetables rich in vitamin C should be recommended given its potential to prevent adverse effects from exposure to such contaminants.; Introducción: La exposición prenatal a los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y a la acrilamida ha sido asociada con la reducción del crecimiento fetal. El papel de la dieta, la principal fuente de exposición a estos compuestos en la población general, sigue siendo incierto. Los objetivos de esta tesis son caracterizar la exposición a través de la dieta a la acrilamida y a los HAP, específicamente el compuesto genotóxico benzo(a)pireno [B(a)P], durante el embarazo, y evaluar los efectos de la exposición prenatal a estos compuestos sobre indicadores del crecimiento fetal. Métodos: Esta tesis se realizó dentro del marco de dos grandes estudios europeos de cohortes de base poblacional realizados en España y Noruega: INfancia y Medio Ambiente (INMA; n=657) y The Norwegian Mother and Child Cohort (MoBa; n=50651). La ingesta de B(a)P y acrilamida fue estimada a partir de información de cuestionarios de frecuencia alimentaria y las concentraciones de estos compuestos en los alimentos. Resultados: (i) Las fumadoras tuvieron mayor ingesta de B(a)P y acrilamida a través de la dieta en comparación con las no fumadoras; (ii) los principales predictores de la ingesta de B(a)P fueron los mariscos y los embutidos, mientras que los principales predictores de la ingesta de acrilamida fueron los aperitivos, las patatas fritas y el pan crujiente; (iii) la exposición prenatal al B(a)P y la acrilamida pueden reducir el peso al nacer y aumentar el riesgo de pequeño para la edad gestacional, independientemente de la exposición relacionada con el tabaco y (iv) los efectos de la ingesta de B(a)P a través de la dieta sobre el crecimiento fetal fueron más fuertes entre las mujeres con baja ingesta de vitamina C. Conclusiones: La ingesta de B(a)P y acrilamida a través de la dieta durante el embarazo, puede perjudicar el crecimiento fetal. Consecuentemente, recomendaciones para la reducción de la ingesta de estos compuestos a través de la dieta deberían ser incluidas en las guías dietéticas para mujeres embarazadas. Asimismo, debería recomendarse un aumento en la ingesta de frutas y verduras con alto contenido en vitamina C por su potencial para prevenir efectos relacionados con la exposición a estos contaminantes. Thu, 14 Feb 2013 10:52:57 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104483 2013-02-14T10:52:57Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104155 Nicotine addiction phenotypes in a BAC transgenic mouse model overexpressing the CHRNA5/A3/B4 genomic cluster Molas Casacuberta, Susanna, 1985- The CHRNA5/A3/B4 genomic cluster encodes for the alpha5, alpha3 and beta4 subunits of the nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs). Human genetic studies have revealed a significant association of variants in this genomic region with nicotine dependence. However, the mechanisms through which overexpression of these three subunits may influence smoking-related behaviours is not understood. To gain insight in the possible mechanisms, we used a BAC transgenic mouse model overexpressing this cluster containing the three genes together with their transcriptional regulatory elements. We found that overexpression of the cluster: i) increases sensitivity to the pharmacological effects of nicotine; ii) modifies particular cognitive domains associated to drug addiction and hippocampal neuronal complexity and synaptic plasticity; and iii) shifts the rewarding and aversive properties of nicotine and the manifestation of nicotine-withdrawal syndrome. Our study suggests that the genomic cluster CHRNA5/A3/B4 contributes to genetic vulnerability to nicotine addiction and promotes smoking-related behaviours possibly through hippocampal plasticity changes.; El cluster genòmic CHRNA5/A3/B4 codifica per les subunitats alfa5, alfa3 i beta4 dels receptors d’acetilcolina (nAChRs). Estudis de genètica humana han revelat que variants en aquesta regió genòmica estan significativament associats a la dependencia a nicotina. Malauradament, els mecanismes pels quals la sobreexpressió d’aquestes tres subunitats influencia comportaments relacionats amb el consum de tabac no són del tot coneguts. Per tal d’entendre els possibles mecanismes, hem utilitzat un model de ratolí transgènic que sobreexpressa aquest cluster amb els tres gens i les seus elements de regulació transcripcional. Hem trobat que la sobreexpressió del cluster: i) incrementa la sensibilitat als efectes farmacològics de la nicotina; ii) modifica determinats dominis cognitius associats a l’addicció a droges i la complexitat neuronal i plasticitat sinàpica de l’hipocamp; a més a més iii) canvia les propietats de recompensa i aversió de la nicotina i la manifestació del síndrome d’abstinència. El nostre estudi suggereix que el cluster genòmic CHRNA5/A3/B4 contribueix a la vulnerabilitat genètica a l’adicció a la nicotina i promou comportaments relacionats amb el consum de tabac possiblement a través de canvis de plasticitiat a l’hipocamp. Fri, 08 Feb 2013 11:26:07 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104155 2013-02-08T11:26:07Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104154 Socioeconomic inequalities in the use of health care services in Europe : the role of public coverage and population-based cancer screening programmes Palència Fernàndez, Laia The aim of this thesis was to describe inequalities in the use of different health care services according to socioeconomic position (SEP) in Catalonia, Spain and Europe. In addition, we intended to assess whether the public coverage of the services, in particular dental health care, has an influence on the magnitude of inequalities in the use of such services. Finally, we aimed to determine the influence of population-based female cancer screening programmes on the prevalence of screening and on the extent of inequality. To accomplish these objectives four studies were carried out. The sources of information of the four studies were, respectively: several editions of the Catalan Health general practitioner (GP) services are equitable or manual classes use them to a greater extent. However, there are marked SEP inequalities in the use of outpatient specialist services, especially in dental care. Socioeconomic inequalities in use of dental care services exist throughout Europe, but they are larger in countries in which dental care is not covered at all by the public health care system than in countries in which dental care is partially covered. In Europe, socioeconomic inequalities in breast and cervical cancer screening are not found in countries with population-based screening programmes but they are found in those countries with only regional or pilot programmes and in those countries with opportunistic screening.; L'objectiu d'aquesta tesi era descriure les desigualtats en l'ús de diferents serveis sanitaris segons la posició socioeconòmica a Catalunya, Espanya i a Europa. A més a més, es volia avaluar si la cobertura pública dels serveis, en particular la dels serveis dentals, infuencia la magnitud de les desigualtats socioeconòmiques en l'ús d'aquests serveis. Finalment, es va voler determinar la influència dels programes poblacionals de cribratge dels càncers de mama i cèrvix en la prevalença de cribratge i en la magnitud de les desigualtats. Per tal d'assolir aquests objectius es van dur a terme 4 estudis. Les fonts d'informació d'aquests estudis van ser, respectivament: diferents edicions de l'Enquesta de Salut de Catalunya (ESCA), diferents edicions de l'Enquesta Nacional de Salut d'Espanya (ENS), l'Enquesta de Salut, Envelliment i Jubilació a Europa (SHARE) 2006 i dades dels països europeus que van participar a l'Enquesta Mundial de la Salut de l'OMS l'any 2002. Els dos primers estudis eren estudis de tendències mentre que els dos últims van ser transversals. En tots els estudis les desigualtats socioeconòmiques es van mesurar mitjançant índexos relatius (RII) i absoluts (SII) de desigualtat. Els resultats d'aquests estudis mostren que a Catalunya i a Espanya els serveis d'atenció primària són equitatius o fins i tot les persones de classes manuals en presenten una major proporció d'ús. Tanmateix, hi ha marcades desigualtats en visites a l'especialista, en especial en les visites al dentista. Les desigualtats socioeconòmiques en la utilització dels serveis dentals existeixen a tota Europa, però són més grans en aquells països on l'atenció dental no està coberta pel sistema públic de salut que en aquells països on aquesta està parcialment coberta. A Europa, no es troben desigualtats socioeconòmiques en el cribratge dels càncers de mama i cèrvix en aquells països amb programes poblacionals de cribratge, però sí que es troben en aquells països amb programes pilot o regionals o amb només cribratge oportunista. Fri, 08 Feb 2013 11:21:31 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104154 2013-02-08T11:21:31Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104152 On the study of 3D structure of proteins for developing new algorithms to complete the interactome and cell signalling networks Planas Iglesias, Joan, 1980- Proteins are indispensable players in virtually all biological events. The functions of proteins are determined by their three dimensional (3D) structure and coordinated through intricate networks of protein-protein interactions (PPIs). Hence, a deep comprehension of such networks turns out to be crucial for understanding the cellular biology. Computational approaches have become critical tools for analysing PPI networks. In silico methods take advantage of the existing PPI knowledge to both predict new interactions and predict the function of proteins. Regarding the task of predicting PPIs, several methods have been already developed. However, recent findings demonstrate that such methods could take advantage of the knowledge on non-interacting protein pairs (NIPs). On the task of predicting the function of proteins,the Guilt-by-Association (GBA) principle can be exploited to extend the functional annotation of proteins over PPI networks. In this thesis, a new algorithm for PPI prediction and a protocol to complete cell signalling networks are presented. iLoops is a method that uses NIP data and structural information of proteins to predict the binding fate of protein pairs. A novel protocol for completing signalling networks –a task related to predicting the function of a protein, has also been developed. The protocol is based on the application of GBA principle in PPI networks.; Les proteïnes tenen un paper indispensable en virtualment qualsevol procés biològic. Les funcions de les proteïnes estan determinades per la seva estructura tridimensional (3D) i són coordinades per mitjà d’una complexa xarxa d’interaccions protiques (en anglès, protein-protein interactions, PPIs). Axí doncs, una comprensió en profunditat d’aquestes xarxes és fonamental per entendre la biologia cel•lular. Per a l’anàlisi de les xarxes d’interacció de proteïnes, l’ús de tècniques computacionals ha esdevingut fonamental als darrers temps. Els mètodes in silico aprofiten el coneixement actual sobre les interaccions proteiques per fer prediccions de noves interaccions o de les funcions de les proteïnes. Actualment existeixen diferents mètodes per a la predicció de noves interaccions de proteines. De tota manera, resultats recents demostren que aquests mètodes poden beneficiar-se del coneixement sobre parelles de proteïnes no interaccionants (en anglès, non-interacting pairs, NIPs). Per a la tasca de predir la funció de les proteïnes, el principi de “culpable per associació” (en anglès, guilt by association, GBA) és usat per extendre l’anotació de proteïnes de funció coneguda a través de xarxes d’interacció de proteïnes. En aquesta tesi es presenta un nou mètode pre a la predicció d’interaccions proteiques i un nou protocol basat per a completar xarxes de senyalització cel•lular. iLoops és un mètode que utilitza dades de parells no interaccionants i coneixement de l’estructura 3D de les proteïnes per a predir interaccions de proteïnes. També s’ha desenvolupat un nou protocol per a completar xarxes de senyalització cel•lular, una tasca relacionada amb la predicció de les funcions de les proteïnes. Aquest protocol es basa en aplicar el principi GBA a xarxes d’interaccions proteiques. Fri, 08 Feb 2013 11:14:33 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/104152 2013-02-08T11:14:33Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/101408 Use of mouse models to establish genotype-phenotype correlations in Williams-Beuren syndrome Segura Puimedon, Maria, 1985- Williams-Beuren syndrome (WBS) is a neurodevelopmental disorder caused by the common deletion of 26-28 contiguous genes in the 7q11.23 region, which poses difficulties to the establishment of genotype-phenotype correlations. The use of mouse models would broader the knowledge of the syndrome, the role of deleted genes, affected pathways and possible treatments. In this thesis project, several mouse models, tissues and cells have been used to define the phenotypes at different levels, the deregulated genes and pathways and to discover modifying elements and novel treatments for the cardiovascular phenotype. In addition, a new binding motif has been described for Gtf2i, a deleted gene encoding a transcription factor with a major role in WB, providing new target genes from deregulated pathways. The obtained results reveal the essential role of mouse models for the study of Williams-Beuren syndrome and provide new treatments options and affected pathways and genes which could be future treatment targets.; La síndrome de Williams-Beuren és una malaltia del neurodesenvolupament causada per una deleció comú d’entre 26 i 28 gens contigus a la regió 7q11.23, dificultant l’establiment de relacions genotip-fenotip. L’ús de models de ratolí pot augmentar el coneixement sobre la malaltia, el paper dels gens delecionats, les vies moleculars afectades i els futurs tractaments. En aquesta tesi s’han usat diversos models de ratolí, les seves cèl·lules i teixits per tal de descriure i definir fenotips, gens i vies moleculars desregulades i per descobrir elements modificadors i nous tractaments. Per últim, s’ha definit un nou motiu d’unió per Gtf2i, uns dels gens delecionats que codifica per un factor de transcripció amb un rol central en la síndrome, proporcionats possible nous gens diana de vies moleculars desregulades. Els resultats obtinguts revelen el paper essencial dels models de ratolí per a l’estudi de la síndrome de Williams-Beuren, proporcionen noves opcions terapèutiques i defineixen nous gens i vies moleculars afectades que podrien suposar noves dianes terapèutiques. Mon, 04 Feb 2013 11:20:35 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/101408 2013-02-04T11:20:35Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/101407 Investigation of protein-ligand interactions using high-throughput all-atom molecular dynamics simulations Buch Mundó, Ignasi, 1984- Investigation of protein-ligand interactions has been a long-standing application for molecular dynamics (MD) simulations given its importance to drug design. However, relevant timescales for biomolecular motions are orders of magnitude longer than the commonly accessed simulation times. Adequate sampling of biomolecular phase-space has therefore been a major challenge in computational modeling that has limited its applicability. The primary objective for this thesis has been the brute-force simulation of costly protein-ligand binding modeling experiments on a large computing infrastructure. We have built and developed GPUGRID: a peta-scale distributed computing infrastructure for high-throughput MD simulations. We have used GPUGRID for the calculation of protein-ligand binding free energies as well as for the reconstruction of binding processes through unguided ligand binding simulations. The promising results presented herein, may have set the grounds for future applications of high-throughput MD simulations to drug discovery programs. Mon, 04 Feb 2013 11:13:45 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/101407 2013-02-04T11:13:45Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/98475 Notch activation and downstream targets in embryonic hematopoiesis Guiu Sagarra, Jordi, 1983- La regió de l’aorta-gonada-mesonefros (AGM) és el primer nínxol de les cèl·lules mare hematopoètiques. Està descrit que la via de Notch és necessària per generar artèries i cèl·lules mare hematopoètiques. Les cèl·lules mare hematopoètiques es generen a partir de les artèries durant el desenvolupament embrionari. Tenint en compte que els vasos arterials es formen abans que les cèl·lules mare hematopoètiques, durant molt temps ha estat controvertit si la via de Notch només indueix la formació d’artèries i en canvi l’abscència de cèl·lules mare hematopoètiques és un efecte secundari o si per contra, la via de Notch participa activament en la inducció d’ambdós programes genètics, l’arterial i l’hematopoètic. Moltes de les funcions descrites de la via de Notch són conseqüència de l’expressió de les seves dianes transcripcionals: Hes i Hesrelated (Hrt). No obstant cada cop s’estan identificant noves dianes transcripcionals de la via de Notch que són específiques de teixit. En aquesta tesis doctoral, demostrem que l’activació de la via de Notch per part del lligand Jagged1 és necessària per activar el programa hematopoètic però no cal per establir el programa arterial. Aquest fet demostra que la via de Notch juga un paper clau i directe en l’hematopoèsi embrionaria. Per sota de la via de Notch mostrem que els embrions deficients en Hes1 i Hes5 mantenen intacte el programa arterial. Cal remarcar que també generen més quantitat de cèl·lules mare hematopoètiques però que no són funcionals. A més tal mutants, tenen nivells més alts d’expressió dels gens Runx1, Myb i Gata2; els quals són importants reguladors de l’hematopoèsi. Per acabar demostrem que Notch activa la transcripció de Gata2 i que HES-1 l’inhibeix. Això genera un Incoherent Feed-Fordward loop, el qual regula estretament els nivells de Gata2 necessàris per generar cèl·lules mare hematopoètiques.; The aorta-gonad-mesonephros (AGM) is the first Hematopoietic Stem Cell (HSC) niche. It was previously shown that Notch pathway is required to induce the arterial fate as well as to generate Hematopoietic Stem Cells. HSC emerge at the site of arterial vessels during embryonic development. Since arterial fate precedes HSC generation, it has long been controversial whether Notch exclusively induces the arterial program and the lack of HSC is a secondary defect; or Notch is directly involved in activating both genetic programs, arterial and hematopoietic. The best-characterized Notch targets are Hes and Hesrelated genes (Hrt) since they are involved in most of described Notch functions, however there is a growing number of tissue-specific transcriptional Notch-targets. In this thesis, we found that Jagged-mediated activation of Notch is required for the correct execution of the definitive hematopoietic program but not for the establishment of the arterial fate, thus demonstrating that Notch exerts a specific hematopoietic function in the embryo. Downstream of Notch pathway, we also show that embryos deficient for Hes1 and Hes5 alleles contain an intact arterial program but produce increased numbers of non-functional hematopoietic stem cells associated to higher levels of the hematopoietic regulators Runx1, Myb and Gata2. Moreover, Gata2 transcription is positively regulated by Notch and negatively controlled by HES-1. This creates an incoherent feed-forward loop that tightly controls Gata2 levels to generate HSC. Fri, 25 Jan 2013 11:41:53 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/98475 2013-01-25T11:41:53Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/98246 Extensiones multivariantes del modelo "Besag, York y Mollié" : Aplicación al estudio de las desigualdades socioeconómicas en la mortalidad Marí Dell'Olmo, Marc, 1978- Esta tesis tiene dos objetivos principales. El primero es proponer métodos multivariantes para el estudio de las desigualdades socioeconómicas en la mortalidad en áreas pequeñas. El segundo es estudiar estas desigualdades en la práctica en varias ciudades españolas. En consecuencia, se han realizado cuatro estudios diferentes: dos de ellos más metodológicos y los otros dos más aplicados al estudio de las desigualdades. El primer estudio metodológico propone usar Análisis Factorial Bayesiano para el cálculo de índices de privación. Además, en este estudio se concluye que ignorar la variabilidad en la estimación del índice puede conducir a un sesgo cuando las áreas se agrupan según cuantiles del índice. En el segundo estudio se ha reformulado el modelo SANOVA de modo que es posible introducir una covariable dentro de este modelo. Asimismo, dicha reformulación permite la descomposición de la varianza de los patrones estudiados como suma de varianzas de todas las componentes del modelo. Finalmente, los estudios restantes evidencian la existencia de desigualdades socioeconómicas en la mortalidad total y en la mortalidad por las principales causas específicas en once ciudades españolas. Además, para las enfermedades isquémicas del corazón estas desigualdades parecen aumentar ligeramente en el tiempo.; This thesis has two main objectives. The first is to propose multivariate methods for the study of socioeconomic inequalities in mortality in small areas. The second is to study socioeconomic inequalities in mortality in small areas of several Spanish cities. Four different studies were conducted to attain these objectives: two of them focussed on the methodological aspects and the other two being empirical studies focussed on the study of inequalities. The first methodological study proposes the Bayesian factor analysis to calculate a deprivation index. Additionally, this study concludes that ignoring the uncertainty obtained in the estimation of the index may result in a misclassification bias when the areas are grouped according to quantiles of the index. In the second methodological study the SANOVA model has been reformulated enabling the introduction of a covariate in the model. Also, this reformulation permits the decomposition of the variance of the studied patterns into the sum of variances of all the model components. Finally, the other studies show the existence of socioeconomic inequalities in total mortality and mortality by specific causes in eleven major Spanish cities. In addition, for ischemic heart disease these inequalities appear to increase slightly over time. Mon, 21 Jan 2013 10:43:02 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/98246 2013-01-21T10:43:02Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/97290 Aurora A kinase function during anaphase Lioutas, Antonio, 1980- Aurora A (AurA) is an important mitotic kinase mainly studied for its involvement in cell cycle progression, centrosome maturation, mitotic spindle pole organization and bipolar spindle formation. It localizes to duplicated centrosomes and spindle microtubules (MTs) during mitosis where it regulates various factors participating in metaphase spindle formation. AurA is degraded late in mitosis suggesting that it might also have a function in anaphase. In this study we focused in understanding AurA function during anaphase in two different experimental systems. First, we kept AurA active in cycled Xenopus egg extracts and found that MTs maintained their mitotic organization longer throughout mitotic exit. We also observed chromosome segregation defects and problematic nuclear envelope formation. These observations indicate that AurA activity needs to be down-regulated for the transition from metaphase back to interphase. To get insights into the role of AurA during metaphase-anaphase transition we initially asked whether its kinase activity is still necessary for the maintenance of the metaphase spindle. We saw that the inhibition of AurA kinase activity in metaphase resulted to a collapse of the established metaphase spindle in HeLa cells. Indicating that AurA activity is necessary for the metaphase spindle maintenance. Then, we looked whether AurA kinase activity is still necessary during anaphase. We inhibited AurA at the onset of anaphase in Hela cells and found that anaphase spindles were smaller. We also observed that the MT structure responsible for anaphase spindle elongation, the central spindle, was defectively assembled and organized. Moreover, in cells where AurA was inhibited segregation of chromosomes was defective. These results indicate that AurA kinase activity is necessary for anaphase spindle elongation, central spindle assembly and organization and chromosome segregation. To understand further how AurA regulates anaphase spindle formation we looked known AurA substrates. We depleted TACC3, a known AurA substrate involved in MT formation earlier in mitosis and observed that TACC3 depletion phenocopied AurA inhibition. This indicates that TACC3 has a function in MT organization and chromosome segregation during anaphase and this function could possibly be regulated by AurA. In this study we have demonstrated that AurA activity is essential for metaphase spindle maintenance. We also found that during anaphase when AurA is either maintained active or inhibited MT organization is greatly affected and chromosome segregation is defective. Suggesting that AurA activity needs to be tightly controlled during anaphase for a correct completion of mitosis.; Aurora A (AurA) es una quinasa mitótica importante que se ha estudiado principalmente en su papel durante la progresión del ciclo celular, la maduración del centrosoma, la organización y la formación del polo y del huso mitótico. Durante la mitosis, AurA se localiza en los centrosomas duplicados y en los microtúbulos (MTs) del huso y se ha observado que regula varios factores que participan en la formación del huso mitótico. AurA se degrada al final de la mitosis indicando que pueda tener una función durante la anafase. En este estudio nos hemos centrado en la comprensión de la función de AurA durante la anafase en dos sistemas experimentales diferentes. En primer lugar, utilizando extractos de huevos de Xenopus hemos mantenido AurA activa durante la transición de metafase a anafase y hemos visto que los MTs del huso mitótico mantienen su organización durante más tiempo. También hemos observado que cuando AurA se mantiene activa existen defectos en la segregación cromosómica y la formación de la membrana nuclear. Esto indica que la actividad de AurA tiene un papel regulador sobre los MTs y la chromatina durante la transición de la metafase a la interfase. Para entender cual es la función de AurA durante la transición de metafase a anafase primero hemos estudiado si la actividad de la quinasa es necesaria para el mantenimiento del huso mitótico. Hemos visto que la inhibición de la actividad quinasa AurA resultó en el colapso del huso durante la metafase en células HeLa. Esto indica que la actividad de AurA es necesaria para el mantenimiento del huso mitótico de metafase. A continuación hemos analizamos si la actividad quinasa de AurA sigue siendo necesaria para la anafase. Para ello hemos inhibido AurA en células Hela al inicio de la anafase. En estas condiciones los husos de la anafase son más pequeños y la estructura de los MTs responsable del alargamiento del huso mitótico durante la anafase, el huso central, se organiza defectuosamente. Además, se encontraron errores durante la segregación de los cromosomas. Estos resultados indican que la actividad quinasa de AurA es necesaria para el alargamiento del huso durante la anafase y la organización y segregación cromosómica. Para entender el mecanismo de la función de AurA durante la anafase hemos estudiado a sustratos de AurA. Al estudiar TACC3 , un sustrato conocido de AurA que participa en la formación de MTs en las fase iniciales de la mitosis hemos encontrado que su eliminación de células HeLa produce el mismo fenotipo que la inhibición de AurA. Esto indica que TACC3 tiene una función en la organización de MT y la segregación de cromosomas durante la anafase y que esta función podría estar regulada por la quinasa AurA. En este estudio hemos demostrado que la actividad quinasa de AurA es esencial para el mantenimiento del huso mitótico. También hemos encontrado que durante la anafase cuando la quinasa AurA se mantiene activa o se inhibe la organización de los MTs del huso mitótico se ve muy afectada y los cromosomas se segregan defectuosamente. Por tanto los resultados de este estudio indican que la actividad quinasa de AurA está estrechamente controlada durante la anafase para el correcto cumplimiento de la mitosis. Thu, 17 Jan 2013 10:57:45 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/97290 2013-01-17T10:57:45Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/97289 Analysis of multiple protein sequence alignments and phylogenetic trees in the context of phylogenomics studies Capella Gutiérrez, Salvador Jesús, 1985- Phylogenomics is a biological discipline which can be understood as the intersection of the fields of genomics and evolution. Its main focuses are the analyses of genomes through the evolutionary lens and the understanding of how different organisms relate to each other. Moreover, phylogenomics allows to make accurate functional annotations of newly sequenced genomes. This discipline has grown in response to the deluge of data coming from different genome projects. To achieve their objectives, phylogenomics heavily depends on the accuracy of different methods to generate precise phylogenetic trees. Phylogenetic trees are the basic tool of this field and serve to represent how sequences or species relate to each other through common ancestry. During my thesis, I have centered my efforts in improving an automated pipeline to generate accurate phylogenetic trees and its posterior publication through a public database. Among the efforts to improve the pipeline, I have specially focused on the problem of multiple sequence alignment post-processing, which has been shown to be central to the reliability of subsequent analyses. Subsequently I have applied this pipeline, and a battery of other phylogenomics tools, to the study of the phylogenetic position of Microsporidia, a group of fast-evolving intracellular parasites. Due to their special genomic features, Microsporidia evolution constitutes one of the classical examples of challenging problems for phylogenomics. Finally, I have also used the pipeline as a part of a newly designed method for selecting robust combinations of phylogenetic gene markers. I have used this method for selecting optimal gene sets to assess the phylogenetic relationships within fungi and cyanobacteria, showing that the potential of these genes as phylogenetic markers goes well beyond the species used for their selection.; Filogenómica es una disciplina biológica que puede ser entendida como la intersección entre los campos de la genómica y la evolución. Su área de estudio es el análisis evolutivo de los genomas y como se relacionan las distintas especies entre sí. Además, la filogenómica tiene como objetivo anotar funcionalmente, con gran precisi ón, genomas recién secuenciados. De hecho, esta disciplina ha crecido rápidamente en los úultimos años como respuesta a la avalancha de datos provenientes de distintos proyectos genómicos. Para alcanzar sus objetivos, la filogenómica depende, en gran medida, de los distintos métodos usados para generar árboles filogenéticos. Los árboles filogenéticos son las herramientas básicas de la filogenómica y sirven para representar como secuencias y especies se relacionan entre sí por ascendencia. Durante el desarrollo de mi tesis, he centrado mis esfuerzos en mejorar una pipeline (conjunto de programas ejecutados de forma controlada) automática que permite generar árboles filogenéticos con gran precisión, y como ofrecer estos datos a la comunidad científica a través de una base de datos. Entre los esfuerzos realizados para mejorar la pipeline, me he centrado especialmente en el post-procesamiento previo a cualquier análisis de alineamientos múltiples de secuencias, ya que la calidad del alineamiento determina la de los estudios posteriores. En un contexto más biológico, he usado esta pipeline junto con otras herramientas filogenómicas en el estudio de la posición filogenética de Microsporidia. Dadas sus características genómicas especiales, la evolución de Microsporidia constituye uno de los problemas clásicos y difíciles de resolver en filogenómica. Finalmente, he usado también la pipeline como parte de un nuevo método para seleccionar combinaciones óptimas de genes con potencial como marcadores filogenéticos. De hecho, he usado este método para identificar conjuntos de marcadores filogenéticos que permiten reconstruir con alto grado de precisión las relaciones evolutivas en Cyanobacterias y en Hongos. Lo más interesante de este método es que eval úa la fiabilidad de los marcadores en especies no usadas para su selección. Thu, 17 Jan 2013 10:44:55 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/97289 2013-01-17T10:44:55Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/97095 Relación de la práctica de actividad física y la posición socioeconòmoica con los factores de riesgo cardiovascular y el riesgo de infarto agudo de miocardio Redondo Noya, Ana Belén, 1977- La posición socioeconómica y la práctica de actividad física (AF), como estilo de vida, son dos determinantes que influyen en la salud individual y poblacional. En esta tesis se ha analizado la relación y la tendencia en el periodo 1995-2005 de estos dos determinantes con los factores de riesgo cardiovascular (FRCV) y el riesgo de infarto agudo de miocardio (IAM). Se han utilizado datos de tres estudios transversales de base poblacional (1995-2000-2005) realizados en la población de Girona y que incluyen más de 9.000 individuos y datos de un estudio caso-control que incluye más de 1.000 casos de IAM y 1.000 controles. Se ha demostrado que las clases sociales menos favorecidas tienen mayor prevalencia de FRCV, no obstante, las diferencias entre clases en relación al conocimiento, tratamiento y control de los FRCV clásicos que existían en 1995, han desaparecido. Sin embargo, las diferencias entre clases están aumentando durante el periodo analizado respecto a los estilos de vida (tabaquismo, sobrepeso/obesidad y sedentarismo). En relación a la práctica de AF, la prevalencia de sedentarismo ha disminuido de 1995 a 2005. La edad, el género femenino y la clase social menos favorecida se asocian con mayor prevalencia. Al analizar la relación dosis-respuesta de la AF y la salud cardiovascular, se ha observado que la AF ligera no se asocia con un mejor perfil de FRCV pero si con menor riesgo de IAM en mayores de 64 años. La AF moderada-intensa mejora los perfiles de los FRCV con un beneficio máximo en 600-700 MET•minuto/semana y disminuye el riesgo de IAM con un beneficio máximo en 1.500-2.000 MET•minuto/semana.; Socioeconomic status and physical activity practice (PA) (as lifestyle) are two major factors in individual and population health. In this thesis, we analyzed the relationship and the trend in the period 1995-2005 of both two determinants with cardiovascular risk factors and myocardial infarction risk. We used data from three independent population-based cross-sectional studies performed in Girona across 1995-2005 period with 9,546 individuals and data from population based age- and sex-matched case-control study with 1,000 cases and 1,000 controls. This thesis shows that the lower social classes have higher prevalence of cardiovascular risk factors, however, differences in awareness, treatment and control of classical cardiovascular risk factors between groups have disappeared and the disparities in healthy lifestyles between groups are widening. The prevalence of sedentary lifestyle has decreased in the period. Age, female gender and lower educational level were associated with a higher prevalence of physical inactivity. Light intensity PA reduced myocardial infarction risk in subjects older than 64 years and moderate-high intensity PA were associated with a better cardiovascular risk factors profile with a maximum benefit around 600-700 MET・min/week and also with a lower myocardial infarction risk with a maximum benefit around 1500-2000 MET・min/week. Thu, 10 Jan 2013 11:45:35 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/97095 2013-01-10T11:45:35Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/97093 Desigualdades socioeconómicas en la mortalidad por lesiones en áreas pequeñas de zonas urbanas Gotsens Miquel, Mercè, 1983- El objetivo general de esta tesis es analizar las desigualdades socioeconómicas en la mortalidad debida a lesiones por causas externas en las áreas pequeñas de diferentes ciudades europeas y españolas. En consecuencia, se han realizado cuatro estudios: el primero enfocado a validar la información recogida en los documentos estadísticos en las muertes que requieren intervención médico-legal, dos enfocados al estudio de las desigualdades socioeconómicas en la mortalidad por lesiones y el último dedicado al estudio de la evolución de dichas desigualdades. Los estudios de desigualdades son estudios de diseño ecológicos donde la unidad de análisis son las áreas pequeñas de las diferentes ciudades. La población de estudio son todos los residentes en las ciudades. Las fuentes de información utilizadas son los registros de mortalidad y el censo de población. Con el objetivo de analizar las desigualdades socioeconómicas se han utilizado modelos jerárquicos Bayesianos que tienen en cuenta la estructura espacial de los datos. Los estudios de esta tesis muestran la existencia de desigualdades socioeconómicas en la mortalidad debida a lesiones en la mayoría de ciudades estudiadas. Además, estas desigualdades se han mantenido estables o incluso han aumentado. Sin embargo, estos resultados varían según el tipo de lesión. Por último, los resultados también han evidenciado que la validez de las causas externas en el registro de mortalidad de Barcelona es escasa.; The general objective of this dissertation is to analyse socio-economic inequalities in mortality due to injuries in small areas of different Spanish and European cities. Therefore, four different studies have been done: one is focused on the validation of information obtained from the statistical documents on deaths that require medico-legal intervention, two are focused on the study of socio-economic inequalities in injury mortality and the last one is dedicated to analyse the trends of these inequalities. The inequality studies consist of an ecological design where the unit of analysis are small areas of different cities and the study population consists of all residents in the cities. The information sources used are death records and the population and housing census. In order to analyse socio-economic inequalities, hierarchical Bayesian models have been used to take into account the spatial structure of the data. The studies of this dissertation show the existence of socio-economic inequalities in mortality due to injuries in most cities studied. In addition, these inequalities have either remained stable or increased. However, these results can vary depending on the type of injury. Finally, the results have also shown that the validity of the external causes of mortality in the register of Barcelona is sparse. Thu, 10 Jan 2013 11:39:04 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/97093 2013-01-10T11:39:04Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/97092 Cellular processing bodies and the hepatitis C virus life cycle : characterization of their dynamic interplay Pérez Vilaró, Gemma, 1985- Els cossos de processament (cossos-P) són grànuls discrets i dinàmics que contenen mRNAs represos en la traducció així com proteïnes involucrades en la degradació dels mRNAs i de la maquinària dels miRNAs. Alguns components dels cossos-P, com els repressors de la traducció PatL1, LSm1 i DDX6, promouen la traducció i la replicació del virus de la hepatitis C (VHC) i d’altres virus RNA de polaritat positiva [RNA(+)]. A més a més, un genome wide screening en llevat va determinar que l’exonucleasa Xrn1, que també es localitza als cossos-P, pot afectar la taxa de recombinació d’un virus RNA(+) de plantes Així doncs, els components dels cossos-P estan estretament relacionats amb els cicles vitals dels virus RNA(+). En l’estudi que aquí es presenta hem explorat la relació del VHC amb els cossos-P, demostrant que la infecció pel VHC promou canvis en la composició dels cossos-P a través de l’alteració de la localització d’aquells components que són necessaris per a la replicació viral. A més a més, hem demostrat que els components dels cossos-P però no els grànuls per se són necessaris per a la replicació del VHC. Addicionalment, hem posat a punt un sistema de detecció de recombinació en cultiu cel•lular basat en replicons del VHC que permet analitzar successos de recombinació i caracteritzar la possible participació dels components dels cossos-P en aquest mecanisme d’evolució. Amb aquest sistema s’han establert les primeres estimacions en la freqüència de recombinació del VHC indicant que la recombinació en aquest virus no és gaire comú. A més a més, la reducció del nivell d’expressió de Xrn1 no va alterar la taxa de recombinació del VHC indicant que la utilització de l’exonucleasa no és una característica general en la recombinació dels virus RNA(+). En conjunt, aquests resultats incrementen el nostre coneixement sobre els aspectes bàsics de la biologia del VHC així com de l’estreta relació que aquest virus estableix amb l’hoste. Thu, 10 Jan 2013 11:27:33 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/97092 2013-01-10T11:27:33Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96913 Assessment of growth hormone secretagogues in anti-doping Pinyot Comelles, Armand, 1981- La present tesis doctoral desenvolupa una nova metodologia analítica antidopatge. Degut a que actualment la detecció de l'abús d'hormona del creixement recombinant està relativament resolt, es tem que els secretagogs de la hormona del creixement (GHS) siguin el relleu natural ja que es creu provoquen efectes anabòlics semblants. L'objectiu de la tesi és la detecció de secretagogs de l'hormona del creixement (GHS) a partir de mostres d’orina. Els GHS presenten gran diversitat estructural que fa difícil una única determinació química convencional. Per això s'ha optat per utilitzar la seva propietat comú d'interaccionar amb el receptor específic GHS-R1a, mitjançant un mètode basat en un assaig competitiu front un lligand marcat. Monitorant la senyal del lligand marcat al final de l’assaig es pot determinar la presència de qualsevol GHS a la mostra. S'ha determinat per l’assaig un valor de tall de la senyal del lligand marcat per sota de la qual una mostra és considerada sospitosa amb una baixa probabilitat d'obtenir un fals positiu. El mètode desenvolupat ha funcionat amb els 8 GHS estudiats, incloses mostres reals procedents d'un assaig d’administració d’un d’ells. Variables com l'edat, gènere o exercici físic no provoquen interferències en el mètode, que actualment es troba en fase de validació.; The presented doctoral thesis describes de development of a new analytical method in anti-doping. At present, the detection of recombinant growth hormone abuse is relatively settled, and therefore it is anticipated that growth hormone secretagogues (GHS) will replace GH, as they can induce similar anabolic effects. The aim of this thesis is the detection of growth hormone secretagogues (GHS) from urine samples. GHS presents high structural diversity rendering very difficult a single conventional chemical determination for all. Thus, in this approach the single feature shared by all GHS, interaction with the specific receptor GHS-R1a, is targeted using a method based on a competitive assay against a labelled ligand. By monitoring the signal of the labelled ligand at the end of the test, the presence of any GHS in the sample can be determined. A threshold value below which a sample is considered suspicious with low probability of being false positive was set up. The developed methodology was tested with 8 different GHS, and also samples from an administration assay of one of the GHS. Variables such as age, gender or physical exercise do not interfere with the method, which is currently under validation. Fri, 21 Dec 2012 08:56:22 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96913 2012-12-21T08:56:22Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96912 Generation of human dopaminergic neurons from induced pluripotent stem cells to model Parkinson's disease Sánchez Danés, Adriana, 1984- Parkinson’s disease (PD) is an incurable, chronically progressive neurodegenerative disease leading to premature invalidity and death. The locomotor disability of PD patients is mainly rooted in the gradual and insidious degeneration of dopaminergic neurons (DA) projecting from the midbrain substantia nigra (SN) to the basal ganglia striatum, a pathological process highlighted microscopically by the formation of insoluble cytosolic protein aggregates, known as Lewy bodies and Lewy neurites. The pathogenic mechanisms leading to PD remain poorly understood, arguably owing to the lack of suitable animal and cellular experimental models of the disease. Therefore, there is an urgent need for developing reliable experimental models that recapitulate the key features of PD. The recent development of induced pluripotent stem cell (iPSC) technology has enabled the generation of patient-specific iPSC and their use to model human diseases, although it is currently unclear whether this approach could be useful to successfully model age-related conditions. Importantly, disease modeling using iPSC largely relies on the existence of efficient protocols for the differentiation of disease-relevant cell types. Here, we first developed an efficient protocol for the differentiation of iPSC to authentic midbrain-specific DA neurons with SN properties by forced expression of LMX1A using a lentivirus-mediated gene delivery system. Next, we generated an iPSC-based cellular model of PD that recapitulates key phenotypic features of PD, such as DA neuron loss and α-synuclein accumulation in DA neurons from PD patients. Overall, our results demonstrate that we have developed a valuable tool for elucidating the pathogenic mechanisms leading to PD, as well as an experimental platform for screening new drugs that may prevent or rescue neurodegeneration in PD.; La malaltia de Parkinson (MP) és una malaltia neurodegenerativa incurable que causa invalidesa i mort prematura. Els pacients de la malaltia de Parkinson presenten alteracions motores degudes a una degeneració gradual de les neurones dopaminèrgiques que projecten des de la substància nigra fins a l’estriat. A nivell microscòpic s’observa la presència d’agregats proteics insolubles en el citosol de les neurones coneguts com cossos o neurites de Lewy. Els mecanismes patològics responsables de la MP no es coneixen bé, possiblement a causa de la manca de models animals i cel•lulars adequats. Per tant, existeix una gran necessitat de desenvolupar models experimentals fiables que recapitulin les característiques bàsiques de la MP. El recent desenvolupament de les cèl•lules mare pluripotents induïdes (iPSC) ha permès la generació de iPSC específiques de pacient i el seu ús per modelar malalties humanes, ara bé, no és clar si aquesta estratègia es pot utilitzar per modelar exitosament malalties d’origen tardà, com ara la MP. És important destacar que el modelatge de malalties utilitzant iPSC, es basa, en gran mesura en l'existència de protocols eficients per a la diferenciació de les iPSC cap al tipus cel•lular rellevant per a la malaltia. Durant aquest període, per primera vegada, s’ha desenvolupat un protocol per a l’eficient diferenciació de les iPSC cap a neurones dopaminèrgiques amb les propietats característiques de neurones dopaminèrgiques nigrostriatals, mitjançant l’expressió forçada de LMX1A utilitzant vectors lentivirals. A continuació, s’ha generat un model cel•lular usant iPSC derivades de pacients de MP que recapitula les principals característiques fenotípiques de la malaltia, com ara la pèrdua de neurones dopaminèrgiques i l'acumulació de α-sinucleïna en les neurones dopaminèrgiques. En general, els nostres resultats demostren que hem desenvolupat una eina valuosa per a l’estudi dels mecanismes patològics que condueixen a la MP, així com una nova plataforma pel descobriment de nous fàrmacs encaminats a prevenir o evitar la neurodegeneració. Fri, 21 Dec 2012 08:46:40 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96912 2012-12-21T08:46:40Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96909 Genetic architecture of complex disease in humans :a cross-population exploration Martínez Marigorta, Urko, 1983- The aetiology of common diseases is shaped by the effects of genetic and environmental factors. Big efforts have been devoted to unravel the genetic basis of disease with the hope that it will help to develop new therapeutic treatments and to achieve personalized medicine. With the development of high-throughput genotyping technologies, hundreds of association studies have described many loci associated to disease. However, the depiction of disease architecture remains incomplete. The aim of this work is to perform exhaustive comparisons across human populations to evaluate pressing questions. Our results provide new insights in the allele frequency of risk variants, their sharing across populations and the likely architecture of disease; La etiología de las enfermedades comunes está formada por factores genéticos y ambientales. Se ha puesto mucho empeño en describir sus bases genéticas. Este conocimiento será útil para desarrollar nuevas terapias y la medicina personalizada. Gracias a las técnicas de genotipado masivo, centenares de estudios de asociación han descrito una infinidad de genes asociados a enfermedad. Pese a ello, la arquitectura genética de las enfermedades no ha sido totalmente descrita. Esta tesis pretende llevar a cabo exhaustivas comparaciones entre poblaciones para responder diversas preguntas candentes. Nuestros resultados dan pistas sobre la frecuencia de los alelos de riesgo, su presencia entre poblaciones y la probable arquitectura de las enfermedades. Fri, 21 Dec 2012 08:39:49 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96909 2012-12-21T08:39:49Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96908 The Epigenetic regulation of Drosophila telomeres Sousa, Rute Inês Silva e, 1983- Drosophila telomere maintenance depends on the transposition of three specialized retrotransposons – HeT-A, TART and TAHRE (HTT). Controlling the activation and silencing of these elements is crucial to maintain telomere length homeostasis without compromising genomic instability. In this thesis, I have identified the role of different chromosomal proteins involved in creating the correct chromatin environment to achieve telomere length homeostasis and stability. JIL-1, together with HP1a and Z4, act as a boundary at the telomere-subtelomere frontier. The interplay of these proteins leads to an equilibrium in the activation/repression state of the telomere retrotransposons. Additionally, I have contributed to the finding that the HeT-A Gag protein is a key component targeting different protein complexes to the telomeres and guaranteeing genome stability. I have also been able to demonstrate that the Z4 partners DREF, TRF2 and KEN are also involved in the silencing of HTT, probably by mediating chromatin remodeling. Finally, I have identified a special subtelomere domain at the 4R telomere with different chromatin characteristics and demonstrated that SETDB1, HP1a and POF are involved in the regulation of the telomeric retrotransposons in the 4th chromosome. These results provide important insights to better understand how in Drosophila the telomere retrotransposons are orchestrated to achieve a telomere function analogous to telomerase telomeres in other eukaryotes.; El manteniment dels telòmers de Drosophila depèn de la transposició especialitzada de tres retrotransposons, HeT-A, TART i TAHRE (HTT). El control de l’activació i la repressió d’aquests elements és crucial a l’hora de mantenir la llargada telomèrica sense comprometre l’estabilitat genòmica. En aquesta tesi jo he pogut identificar el paper de diferents proteïnes cromosòmiques involucrades en crear un estat de la cromatina adient per mantenir la longitud i l’estabilitat telomèrica. JIL-1 juntament amb HP1a i Z4 ajuden a crear el llindar entre la frontera dels domini telomèric i subtelomèric. L’actuació conjunta d’aquestes proteïnes aconsegueix un estat d’equilibri activació/repressió dels retrotransposons telomèrics. A més a més, he contribuït a la descoberta de la implicació de la proteïna HeT-A Gag en el reclutament de diferents complexes proteics als telomèrs de Drosophila per poder garantir l’estabilitat telomèrica. També he pogut demostrar que altres membres dels complexes on participa Z4, com ara: DREF, TRF2 i KEN, estan també implicats en el silenciament dels retrotransposons telomèrics segurament per mitjà de la remodelació de la cromatina. Finalment he pogut demostrar que el domini subtelomèric del telòmer 4R, té una estructura cromatínica diferent a la resta dels dominis subtelomèrics dels altres cromosomes i he pogut demostrar que les proteïnes SETDB1, HP1a i POF estan implicades en la regulació de l’HTT del cromosoma 4. Els resultats d’aquesta tesi ajuden de manera substancial a comprendre com els retrotransposons telomèrics estan orquestrats per tal de poder fer una funció anàloga als telòmers de telomerasa en altres eucariotes. Fri, 21 Dec 2012 08:19:42 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96908 2012-12-21T08:19:42Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96194 Genetic, genomic and epigenetic alterations in congenital malformations : implications in genetic counseling Serra Juhé, Clara, 1984- Mechanisms underlying congenital malformations are largely unknown despite its high incidence, affecting 2-3% of liveborn infants. A broader knowledge about the causes of birth defects would provide valuable information regarding the outcome and prognosis of the anomaly, the development and establishment of diagnostic protocols, the design of therapeutic strategies and genetic counseling to the family. Different approaches have been used in the present thesis regarding technologies and model diseases to elucidate the contribution of genetic and epigenetic alterations in the etiopathogenesis of congenital malformations. Copy number variations, methylation patterns, as well as point mutations have been explored. Moreover, a study to analyze genetic counseling in relation to one of the new molecular techniques used has been performed. Obtained data reveal a relevant role of genetic and epigenetic alterations in congenital malformations, in some cases as a unique cause to explain the disease and in others as part of an oligogenic or multifactorial model.; Els mecanismes causants de les malformacions congènites són poc coneguts malgrat l’elevada incidència d’aquestes patologies, que afecten el 2-3% de recent nascuts. Un coneixement més ampli de les causes de les anomalies congènites proporcionaria informació rellevant pel que fa al pronòstic de l’anomalia, el desenvolupament i establiment de protocols diagnòstics, el disseny d’estratègies terapèutiques, així com l’assessorament genètic a la família. En la tesi que es presenta s’han utilitzat diferents estratègies, pel que fa a tecnologies i models de malalties, amb l’objectiu d’esbrinar la contribució d’alteracions genètiques i epigenètiques en l’etiopatogènia de les malformacions congènites. S’han analitzat variacions en número de còpia, patrons de metilació, així com mutacions puntuals. D’altra banda, també s’ha realitzat un estudi per aprofundir en l’assessorament genètic en relació a una de les noves tècniques moleculars utilitzades. Els resultats obtinguts indiquen que les altercacions genètiques i epigenètiques tenen una contribució molt rellevant en l’etiologia de les malformacions congènites, en alguns casos com a causa única de la malaltia i en altres com a component d’un model oligogènic o multifactorial. Fri, 30 Nov 2012 13:11:06 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96194 2012-11-30T13:11:06Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96193 Social and environmental determinants of neuropsychological development from birth to preadolescence Forns i Guzman, Joan, 1981- Introduction Neuropsychological development is a genetically guided process which is continuously modified by socio-environmental factors. This thesis aimed to study the main socio-environmental determinants of neuropsychological development in different time-periods, such in the first two years of life, during preschool, and during preadolescence. This thesis also aimed to summarize the work done in environmental epidemiology on neuropsychological development in a novel conceptual framework. Methods This thesis is based on the data of the INMA (Infancia y Medio Ambiente) Project. The main objective of this project is to evaluate the impact of environmental exposures in children’s health in 7 population-based birth cohorts in different regions of Spain. The neuropsychological development of approximate total of 2,650 children was assessed at different time-periods following the same protocols. Results (1) Maternal cognitive capacities were positively related with child cognitive development early in life in more disadvantaged occupational social classes. (2) The levels of child cortisol were not related to child neuropsychological development during the second year of life. (3) Higher levels of long-chain polyunsaturated fatty acids in colostrum due to prolonged periods of breastfeeding improved early neuropsychological development of children, in particular in those children exposed to maternal smoking during pregnancy. (4) Prenatal exposure to PCBs (specially for PCB congener 153) impacted negatively on psychomotor development during the second year in life and on general neuropsychological development at the age of 4 years. (5) Postnatal exposure to organochlorine compounds was associated with a delay in reaction time (speed processing) during the preadolescent period. (6) The conceptual framework proposed will improve the quality of research in this area. Conclusions Social and cultural determinants such as maternal intelligence, educational level or occupational social class, are configuring the proximal environment in which a child develops and determine their neuropsychological development. Current levels of some organochlorine compounds, particularly polychlorinated byphenils, measured in blood samples (from umbilical cord, mothers, or children) are impairing on neuropsychological development in the general population.; Introducció El desenvolupament neuropsicològic infantil és un procés guiat genèticament, el qual és contínuament influenciat per factors socials i ambientals. L’objectiu d’aquesta tesis fou l’estudi dels principals determinants socio-ambientals del desenvolupament neuropsicològic infantil en diferents períodes de temps. Aquesta tesis també té l’objectiu de resumir en un marc conceptual els diferents components del desenvolupament neuropsicològic pel seu ús en estudis d’epidemiologia ambiental. Mètodes Aquesta tesis està basada en dades del projecte INMA (Infancia y Medio Ambiente). El principal objectiu d’aquest projecte és avaluar l’impacte de les exposicions ambientals en la salud infantil en 7 cohorts de població establides en diferents regions d’Espanya. Dintre del marc d’aquest projecte, s’ha avaluat el desenvolupament neuropsicològic d’aproximadament 2.650 nens en diferents moments, seguint els mateixos protocols. Resultats (1) Les capacitats cognitives maternes estan positivament relacionades amb el desenvolupament cognitiu infantil en les primeres etapes, en les classes socials ocupacionals menys afavorides. (2) Els nivells de cortisol infantil no mostren associació amb el desenvolupament neuropsicològic durant el segon any de vida. (3) Nivells elevats d’àcids grassos poliinsaturats de cadena llarga en conjunció amb períodes prolongats de lactancia materna afavoreixen el desenvolupament neuropsicològic a les primeres etapes, especialment en aquells nens de mares fumadores durant l’embaràs. (4) L’exposició prenatal a PCBs (espcialment, al congener 153) impacta negativament en el desenvolupament psicomotor infantil durant el segon any de vida i en el desenvolupament neuropsicològic general als 4 anys d’edat. (5) L’exposició postnatal a compostos organocloroats està associada a una capacitat de reacció (velocitat de processament) més alentida en etapes preadolescents. (6) L’ús del marc conceptual propossat tesis afavorirà la qualitat de l’investigació en aquesta àrea. Conclussions Els determinants socials, com l’intel•ligència materna, el nivell educatiu o la classe social basada en l’ocupació, configuren l’entorn més proper del nen i determinen el seu desenvolupament neuropsicològic. Els nivells actuals de certs compostos organoclorats, especialment els bifenils policlorinats, mesurats en mostres de sang (de cordó umbilical, mares o nens) mostren efectes negatius sobre el desenvolupament neuropsicològic en la població general.; Introducción El desarrollo neuropsicológico infantil es un proceso guiado genéticamente, el cual está contínuamente influenciado por factores sociales y ambientales. El objetivo de esta tesis fue estudiar los principales determinantes socio-ambientales del desarrollo neuropsicológico infantil en diferentes periodos de tiempo. Esta tesis también tenía como objetivo resumir en un marco conceptual el trabajo hecho en epidemiología ambiental en el estudio del desarrollo neuropsicológico infantil. Métodos Esta tesis está basada en datos del proyecto INMA (Infancia y Medio Ambiente). El principal objetivo de esto proyecto es evaluar el impacto de las exposiciones ambientales en la salud infantil en 7 cohortes de población establecidas en diferentes regiones de España. El desarrollo neuropsicológico de aproximadamente 2.650 niños ha sido evaluado en diferentes momentos siguiendo los mismos protocolos. Resultados (1) Las capacidades cognitivas maternas están positivamente relacionadas con el desarrollo cognitivo infantil en edades tempranas en las clases sociales ocupacionales menos aventajadas. (2) Los niveles de cortisol en el niño no se asocian con el desarrollo neuropsicológico durante el segundo año de vida. (3) Niveles altos de ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga debido a periodos largos de lactancia materna mejoraron el desarrollo neuropsicológico a edades tempranas, especialmente en esos niños cuyas madres fumaron durante el embarazo. (4) La exposición prenatal a PCBs (espcialmente para el congener 153) impacta negativamente en el desarrollo psicomotor durante el segundo año de vida y en desarrollo neuropsicológico general a la edad de 4 años. (5) La exposición postnatal a compuestos organoclorados está asociado con una peor capacidad de tiempo de reacción (velocidad de procesamiento) durante la preadolescencia. (6) El marco conceptual propuesto mejorará la calidad de la investigación en esta área. Conclusiones Los determinantes sociales tales como inteligencia maternal, nivel educativo o clase social basada en la ocupación, configuran el entorno más cercano en el cual el niño se desarrolla y determinan su desarrollo neuropsicológico. Los niveles actuales de ciertos compuestos organoclorados, especialmente los bifeniles policlorinados, medidos en sangre (de cordón umbilical, madre, o niño) tienen efectos negativos sobre el desarrollo neuropsicológico de la población general. Fri, 30 Nov 2012 13:05:32 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96193 2012-11-30T13:05:32Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/92564 Regulatory role of the mechanistic target of Rapamycin (mTOR) on the expression of osmotic stress response genes in mammalian cells Ortells Campos, Mª Carmen, 1984- Adaptive responses allow cells to maintain their growth as well as their proliferative potential under diverse stress conditions. It is known that, growth and proliferation can be suppressed by intense stress, but maintained under tolerable stress conditions under which cells can induce compensatory responses. The kinase mTOR is a central regulator of proliferative and growing capacity in mammalian cells, and has been shown to be sensitive to diverse stressors. However, little is known about the role played by mTOR in the adaptive responses that cells utilize to resist stress and maintain their growth capacity. We addressed this question in the context of osmotic stress, to which cells can adapt by inducing the transcription of specialized genes. We showed that mTOR is active under moderate osmostress conditions and regulates the induction of a set of genes by mechanisms dependent and independent of NFAT5, the main transcription factor involved in the transcription of genes upon hypertonic stress. In addition, we observed that the overall set of genes whose induction was sensitive to mTOR activity is enriched in regulators of growth and proliferation. We also have identified REDD1 and REDD2 as two osmostress and mTOR-dependent induced genes, which previously had been characterized in other stress contexts acting as negative regulators of the mTORC1 pathway. We observed that mTOR promoted changes in chromatin predisposing it towards a transcriptional permissive configuration, with higher levels of acetylated histone H4 and increased recruitment of active RNA-pol II to promoters as well as transcribed regions. Altogether, the results described in this thesis reveal a new role for the mTOR kinase in the regulation of gene expression to facilitate the cellular adaptive response upon osmostress.; Las respuestas adaptativas frente al estrés permiten a las células mantener su crecimiento así como su potencial proliferativo. Aunque se ha establecido que el crecimiento y la proliferación celular pueden inhibirse en respuesta a un estrés intenso, en situaciones de estrés tolerable las células pueden mantener su crecimiento y proliferación mediante la inducción de respuestas compensatorias. La quinasa mTOR es una proteína clave para el mantenimiento de la capacidad proliferativa y del crecimiento en las células de mamífero; además se ha descrito que es sensible a varios estreses. Sin embargo, poco se sabe acerca del papel que juega en las respuestas de adaptación que son utilizadas por las células para resistir el estrés y mantener así su capaciad de crecimiento. Nuestro trabajo se ha centrado en el ámbito del estrés osmótico, en cuyo caso las células pueden adaptarse mediante la transcripción de diversos genes especializados. Nuestro estudio demuestra que mTOR se encuentra activo en condiciones moderadas de estrés osmótico y regula la indución de un conjunto de genes mediante mecanismos dependientes e independientes de NFAT5, el principal factor de transcripción responsable de la transcripción de genes en respuesta a un estrés hipertónico. Además, observamos que la mayoría de los genes cuya inducción es sensible a la actividad de mTOR tienen funciones en la regulación del crecimiento y de la proliferación. También hemos identificado a REDD1 y REDD2 como genes que se inducen en respuesta a estrés osmótico dependientes de mTOR, y que con anterioridad se habían caracterizado en otros escenarios de estrés actuando como reguladores negativos de la ruta de señalización de mTORC1. Por último hemos observado que mTOR origina cambios en la cromatina, promoviendo una configuración permisiva para la transcripción, con un incremento de la acetilación de la histona H4 y un aumento en el reclutamiento de la forma activa de la RNA-polimerasa II en los promotores y regiones transcritas de ciertos genes. En resumen, los resultados descritos en esta tesis muestran un nuevo papel de la quinasa mTOR en la regulación de la expresión génica facilitando así la respuesta de adaptación celular frente al estrés osmótico. Tue, 06 Nov 2012 11:39:30 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/92564 2012-11-06T11:39:30Z