El establecimiento de un reservorio latente del virus del HIV en células T CD4+ es la mayor barrera contra la erradicación de esta enfermedad. Para lograr su erradicación, se necesitaría combinar la terapia antirretroviral HAART con drogas capaces de reactivar los virus durmientes. El objetivo principal de este estudio es entender cómo se establece la latencia tras la integración del virus en el genoma, con el propósito de identificar factores involucrados que pudieran ser dianas de una nueva terapia. Hemos generado una librería de clones que contienen un minigenoma latente del virus que expresa GFP como reportero cuando se reactiva. Esta librería permite estudiar la posible relación existente entre estado de la cromatina en el lugar de integración y actividad del promotor. También hemos estudiado la implicación de la interferencia transcripcional en el establecimiento de la latencia en los clones cuya integración del HIV ha tenido lugar en genes transcripcionalmente activos. Para investigar el mecanismo de represión durante la latencia, se han llevado a cabo depleciones de factores relacionados con el reensamblaje de la cromatina y proteínas relacionadas con represión transcripcional. Finalmente, hemos buscado drogas que puedan reactivar el virus latente como posible terapia a combinar con la terapia antiretroviral. / The establishment of a latent HIV reservoir in CD4+ T cells is the main barrier to prevent the eradication of the virus and converts its infection in a chronic disease. To achieve its eradication, it would be needed to combine HAART with drugs able to reactivate the dormant viruses. The main objective of this study is to understand how latency is established after proviral integration into the genome, with the aim of identifying factors involved that could be targeted by new therapeutic approaches. We have generated a library of clones containing a latent HIV minigenome that expresses GFP as a reporter only when reactivated. This library allows the study of the relationship between the chromatin state at the site of integration and HIV promoter activity. We have also studied the implication of transcriptional interference in the establishment of latency in those clones where HIV has integrated in transcriptionally active genes. To further investigate the mechanism of transcriptional repression in latency we have performed knockdowns of known chromatin reassembly factors and repression-related proteins by using shRNA expression. Finally we have searched drugs that can reactivate the latent HIV as a possible therapy to combine with HAART.

In vertebrate oocytes, meiotic progression is driven by the sequential translational activation of maternal messenger RNAs stored in the cytoplasm. This activation is mainly induced by the cytoplasmic elongation of their poly(A) tails, which is mediated by the cytoplasmic polyadenylation element (CPE) present in their 3’ untranslated regions (3´ UTRs). Sequential, phase-specific translation of these maternal mRNAs is required to complete the two meiotic divisions. Although the earlier polyadenylation events in prophase I and metaphase I are driven by the CPE-binding protein 1 (CPEB1), 90% of this protein is degraded by the anaphase promoting complex in the first meiotic division. The low levels of CPEB1 during interkinesis and in metaphase II raise the question of how the cytoplasmic polyadenylation required for the second meiotic division is achieved. In this work, we demonstrate that CPEB1 activates the translation of the maternal mRNA encoding CPEB4, which, in turn, recruits the cytoplasmic poly(A) polymerase GLD2 to “late” CPE-regulated mRNAs driving the transition from metaphase I to metaphase II, and, therefore, replacing CPEB1 for “late” meiosis polyadenylation.

In Schizosaccharomyces pombe, the MAPK pathway Sty1 is activated upon several stress situations, like osmotic and oxidative stress, stationary phase, UV radiation or heat shock. Since the modulation of gene expression is one of the main outputs of this response, we focused this Thesis work on the charactherization of the transcription regulation by the activation of the Sty1 pathway and through the transcription factors Atf1 and Pcr1. Moreover, we extend our field of interest investigating how stress–related chromatin remodelers are affecting the stress defence transcription of the cells. / En Schizosaccharomyces pombe, la vía de la MAPK Sty1 es activada ante diferentes situaciones de estrés, como son el estrés oxidativo u osmótico, fase estacionaria, radiación UV o choque de calor. Al ser la modulación de la expresión génica uno de los más importantes objetivos de esta respuesta, hemos focalizado el trabajo de esta Tesis doctoral en la caracterización de la regulación transcripcional mediada por la activación de la ruta de Sty1 y los factores de transcripción Atf1 y Pcr1. Además, hemos ampliado nuestra área de interés investigando el papel de remodeladores de cromatina relacionados con la respuesta a estrés y cómo a participan en la transcripción estrés-dependiente.

Animal models are crucial to improve the knowledge of the mechanisms underlying the different pathological processes. These models are also excellent tools to facilitate the research of new targets for the treatment of different diseases and to evaluate the benefit/risk ratio of the potential new treatments. We have focussed this research work in the study of a new potential targets for pain, cognitive and eating disorders using new animal models developed in our laboratory. We first investigated the effects of the interaction between cannabinoids and nicotine on cognitive processes and metabolism using different behavioural models and new experimental devices. In a second part of this work, we investigated new therapeutic targets for neuropathic pain and for this purpose we developed a new behavioural model to improve the study of the therapeutic potential and possible side-effects of novel compounds. / Los modelos animales son cruciales para mejorar el conocimiento sobre los mecanismos que constituyen la base de los diversos procesos patológicos. Estos modelos representan también excelentes herramientas para facilitar la investigación de nuevas dianas para el tratamiento de estas enfermedades y para evaluar el cociente beneficio/riesgo de los nuevos tratamientos potenciales. Este trabajo de investigación se encuentra centrado en el estudio de nuevos dianas terapéuticas para el dolor, los procesos cognitivos y los desórdenes alimentarios utilizando nuevos modelos animales desarrollados en nuestro laboratorio. En primer lugar, hemos investigado los efectos de la interacción entre los cannabinoinoides y la nicotina a nivel los procesos cognitivos y del metabolismo usando diversos modelos comportamentales y nuevos dispositivos experimentales. En una segunda parte de este trabajo, hemos estudiado nuevas dianas terapéuticas para el dolor neuropático y hemos desarrollado para este propósito un nuevo modelo comportamental que permite evaluar el potencial terapéutico y los posibles efectos secundarios de nuevos compuestos.

ANTECEDENTS: La natació té beneficis per la salut, però l’assistència a piscines comporta l’exposició a subproductes de la cloració (SPC). Els banyistes podrien tenir cert risc de patir efectes respiratoris, com l’asma, però l’evidència és inconsistent. L’objectiu principal és determinar si l’assistència a piscines s’associa a efectes respiratoris aguts i crònics, especialment l’asma infantil. MÈTODES: Per avaluar efectes aguts es mesura funció pulmonar i diferents biomarcadors respiratoris a 48 adults sans abans i després de nedar en una piscina clorada. Per avaluar efectes crònics: estudi transversal a Sabadell (9-12 anys; N=3.223) i estudi longitudinal en una cohort de naixement (ALSPAC, Regne Unit; 7-10 anys; N=5.738). Informació sobre assistència a piscines durant la infància i símptomes d’asma i al lèrgia recollida amb qüestionari i espirometria. RESULTATS: L’únic efecte agut detectat és un lleuger augment de la permeabilitat pulmonar, estimada amb la concentració de CC16 en sang, correlacionat amb l’exposició a SPC i l’exercici físic. L’assistència a piscines no s’associa a un augment del risc d’asma, tampoc entre els nens atòpics, però s’associa a una menor prevalença d’alguns símptomes respiratoris i millor funció pulmonar. Els nens asmàtics que havien anat a la piscina tenen menys símptomes d’asma. CONCLUSIÓ: Es detecta un lleuger efecte agut sobre la permeabilitat de l’epitel li pulmonar dels banyistes, però actualment se’n desconeix la rellevància clínica. Aquest treball no dóna suport a la hipòtesi que l’assistència a piscines durant la infància augmenta el risc d’asma. Al contrari, la natació s’associa lleugerament a menys símptomes d’asma entre els 7 i 12 anys d’edat. / BACKGROUND: Swimming is a healthy activity, but swimming pool attendance enhances the exposure to disinfection by-products (DBP). Swimming pool attendants may have a higher risk of suffering from respiratory conditions, such as asthma, but the evidence is unconsistent. The aim is determine if swimming pool attendance is associated with acute and chronic respiratory effects, especially childhood asthma. METHODS: To evaluate acute effects lung function and several respiratory biomarkers were measured in 48 healthy adults before and alter swimming in a chlorinated pool. To evaluate chronic effects: crosssectional study in Sabadell (9-12 years; N=3,223) and longitudinal study in a birth cohort (ALSPAC, UK; 7- 10 years; N=5,738). Information on swimming pool attendance and asthma and allergic symptoms was collected by questionnaire and spirometry. RESULTS: The only acute effect detected was an slight increase in the lung epithelium permeability, estimated by serum CC16 concentration, correlated with DBP exposure and physical activity. Swimming pool attendance was not associated to an increased asthma risk, neither in atopic children, but was associated with a lower prevalence of some respiratory symptoms and higher lung function. Asthmatic children who attended swimming pools had less asthma symptoms. CONCLUSION: An slight acute effect on the lung epithelium permeability was detected among swimmers, but the clinical relevance is currently not understood. This work do not support the hypothesis that swimming pool attendance during childhood increases the asthma risk. On the contrary, swimming is associated to slightly lower prevalence of asthma symptoms in children 7 to 12 years old.

The general objective of this dissertation is to study breast cancer screening and specifically social inequalities by social class and country of origin and its relationship with decreasing mortality. Therefore, four different studies have been done: three with quantitative methodology and one with qualitative. According to the quasi-experimental study, breast cancer mortality decreased in Barcelona before the introduction of the population screening program, but this reduction is more marked after its introduction. According to data from the Spanish National Health Survey in 2006, there are inequalities in the rate of breast cancer screening according to country of origin and social class. According to two studies conducted in Barcelona, immigrant women from low-income countries are less aware, and hence do less, early detection practices, as they have other priorities and perceive more barriers and taboos. Chinese women are the immigrants who present more differences with native women, followed by Maghribian and Philippine women. Place of origin, social class and migration process are key factors in preventive practices. In conclusion, it is necessary to encourage access to preventive screening practices for all women and also to undertake specific actions directed at the most vulnerable groups, taking into account any socio-cultural factors that influence the use of preventive practices. / L’objectiu general d’aquesta tesi és estudiar el cribratge de càncer de mama i en concret les desigualtats socials per classe social i país d’origen, així com la seva relació amb la disminució de la mortalitat. En conseqüència, s’han realitzat quatre estudis diferents: tres de metodologia quantitativa i un de qualitativa. Segons l’estudi quasi-experimental, la mortalitat per càncer de mama a Barcelona disminueix des d’abans de la introducció del programa poblacional de cribatge, però aquesta reducció és més accentuada desprès de la seva introducció. En base a l’Enquesta Nacional de Salut de l’Estat Espanyol de l’any 2006, existeixen desigualtats en la realització de mamografies periòdiques segons país d’origen i classe social. Segons els dos estudis realitzats a Barcelona, les dones immigrades procedents de països de renda baixa coneixen i realitzen menys les pràctiques de detecció precoç, ja que tenen altres prioritats i perceben més barreres i tabús. Les dones xineses són les que presenten més diferències amb les dones autòctones, seguides de les magribines i les filipines. El lloc d’origen, la classe social i el procés migratori són factors claus en les practiques preventives. En conclusió, és necessari afavorir l’accés a les pràctiques preventives a totes les dones i també realitzar accions específiques dirigides als grups més vulnerables sense deixar de tenir en compte els factors socioculturals que influeixen en les pràctiques preventives de les dones.

In this thesis we combine quantitative measurements of mouse limb morphogenesis and computer modelling to test a well established theory about the cellular mechanisms promoting limb elongation. A distally directed gradient of cellular proliferation was believed to be the driving mechanism for limb outgrowth. We find that the empirically measured spatial proliferation pattern fails to promote normal development - a reverse engineering algorithm was applied and revealed a proliferation pattern that could indeed carry out normal development. The differences between those patterns is dramatic and suggests that isotopic cellular proliferation alone has very little impact on limb morphogenesis and other – non isotropic - mechanisms need to be involved. / En esta tesis tratamos de testar una bien establecida teor´ıa sobre los mecanismos celulares que promueven de la elongaci´on de las extremidades. Para eso combinamos mediciones cuantitativas del proceso morfogen ´etico de la extremidad del rat´on con modelos computacionales. Se cre´ıa que la fuerza conductora del crecimiento de las extremidades era un gradiente en sentido distal del incremento de la proliferaci´on celular. Descubrimos que el patr´on de proliferaci´on celular basado en medidas emp´ıricas no consegu´ıa promover un desarrollo normal, mientras que un algoritmo de ingenier´ıa inversa aplicado al proceso revel´o un patr´on que si podr´ıa. La diferencia entre estos dos patrones es inmensa y sugiere que la proliferaci´on celular isotropica por si sola tiene muy poco impacto sobre la morfog´enesis de las extremidades, indicando as´ı la necesidad de que otros procesos no isotr´opicos se hallen involucrados.

Alternative splicing provides the cell the ability to generate, from a single gene, multiple protein isoforms, sometimes with different or even antagonistic functions. This process is tightly regulated and alterations in the accurate balance of alternatively spliced mRNAs are a common cause of disease. The main objective of this thesis has been to understand the molecular mechanisms underlying disease-causing defective splicing. Skipping of Fas death receptor exon 6 leads to decreased Fas-ligand induced apoptosis. We have studied how this event is promoted by a mutation at the 3’ splice site and by the proto-oncogene SF2, leading to Autoimmune Lymphoproliferative Syndrome and possibly contributing to tumor progression, respectively. Moreover, we have determined the mechanism by which an antitumor drug, Spliceostatin A, alters 3’ splice site recognition and affects alternative splicing. This thesis underscores the importance of pre-mRNA splicing in disease and how the study of disease-causing aberrant splicing can be used as a tool to understand splicing mechanisms and vice versa. / El processament alternatiu del pre-ARNm proporciona a la cèl•lula l’habilitat de generar, a partir d’un únic gen, proteïnes amb funcions diferents i, fins i tot, antagòniques. Aquest procés està altament regulat i desequilibris en l’abundància de les diferent isoformes són causes comunes de malaltia. L’objectiu principal d’aquesta tesi ha estat entendre el mecanisme molecular a través del qual problemes en el processament del pre-ARNm causen malalties. L’exclusió de l’exó 6 del receptor de mort cel•lular Fas condueix a una disminució de l’apoptosi en resposta al lligand de Fas. Hem estudiat com una mutació al lloc de processament 3’ d’aquest exó i el proto-oncogén SF2 promouen aquest patró, causant el síndrome autoimmune lifoproliferatiu i possiblement contribuint a la progressió tumorogènica, respectivament. A més, hem estudiat el mecanisme pel qual la droga antitumoral Spliceostatin A altera el reconeixement del lloc de processament 3’ i causa canvis en el processament alternatiu de diversos gens. Aquesta tesi posa en evidència la importancia del processament del pre-ARNm en malalties i com l’estudi de mutacions que alteren aquest procés i són causa de malaties pot ser utilitzat con una eina per entendre el mecanisme d’aquest processament i viceversa.

In the intestinal epithelium, Wnt signaling drives the expression of the genes encoding tyrosine kinase receptors EphB2 and EphB3 and represses the expression of their membrane-tethered ligands, ephrin-Bs. Eph-ephrin interactions result in cellular repulsion and are involved in boundary formation. The project of this thesis is to understand the mechanism by which EphB−ephrin-B signals restrict cell positioning of cell types (cell sorting) in the normal intestinal epithelium and suppress colorectal cancer (CRC) progression beyond the earliest stages. We have demonstrated that at the onset of CRC EphB receptors impair the expansion of tumor cells through a mechanism dependent on E-cadherin–mediated adhesion. We show that EphB-mediated compartmentalization restricts the spreading of EphB+ tumor cells into ephrin-B1+ territories in vitro and in vivo. Our results indicate that CRC cells must silence EphB expression to avoid repulsive interactions imposed by normal ephrin-B1+ intestinal cells at the onset of tumorigenesis. We have discovered that cell sorting is the outcome of two integrated mechanisms: cell contraction/repulsion and differential cell adhesion. The latter is the driving force to induce EphB/ephrin-B−mediated cell compartmentalization. We have developed in vitro models to analyze the mechanisms that induce E-cadherin remodeling upon EphB activation. We found RhoA, p120-catenin and the metalloproteinase ADAM10 as downstream effectors of EphB signaling involved in the control of cell sorting in CRC cells. / A l'epiteli intestinal, la ruta de senyalització Wnt indueix l'expressió dels gens que codifiquen per als receptors tirosina kinasa EphB2 i EphB3 i reprimeixen la dels seus lligands transmembrana, efrines de tipus B. Les interaccions Eph-efrina causen repulsió cel·lular i estan implicades en la formació de fronteres entre compartiments. La finalitat d'aquesta tesi és entendre el mecanisme pel qual la senyalització per EphB−efrina-B restringeix el posicionament dels diferents tipus cel·lulars a l'epiteli intestinal normal i suprimeix la progressió del càncer colorectal (CRC) en els primer estadis. Hem demostrat que, a l’inici del CRC, els receptors EphB restringeixen l'expansió de les cèl·lules tumorals a través d'un mecanisme depenent d'adhesió intercel·lular a través d’E-cadherina. En aquest treball es mostra in vitro i in vivo que la compartimentalització mitjançada per la senyalització dels receptors EphB restringeix l’invasió de les cèl·lules tumorals EphB+ als territoris efrina-B+. Aquests resultats indiquen que les cèl·lules de CRC han de silenciar l’expressió d'EphB per evitar les interaccions repulsives imposades per les cèl·lules intestinals normals efrina-B+ circumdants al començament del procés de tumorigènesi. Hem pogut discernir que el reordenament cel·lular per senyals EphB−efrina-B és el resultat de dos mecanismes integrats: la contracció/repulsió intercel·lular i l’adhesió diferencial entre diferents poblacions cel·lulars. Aquesta última és la força principal que condueix a la compartimentalització cel·lular mitjançada per EphB−efrina-B. Hem desenvolupat models in vitro per analitzar els mecanismes que provoquen el remodelament de la E-cadherina sota la senyalització per EphB. Presentem RhoA, p120-catenina i ADAM10 com a efectors de la senyalització de la ruta EphB implicats en el control de la compartimentalització cel·lular en el CRC.

The purpose of this thesis is to introduce and demonstrate several biological processes or phenomena using posterior lateral line system of zebrafish as a model. The first part of this work focuses on the highly dynamic tissue remodeling under the control of morphogenetic territories. In particular, eya1 gene is studied to add a susbtantial mechanism during migration of lateral line primordium. I propose that combinatorial Wnt/β-catenin and Fgf signaling control the spatialtemporal profile of Dkk expression to dynamically confine Wnt/β-catenin to the mesenchyme. The second part of this thesis mainly discusses about the existence of tissue compartment whereby Notch signaling involves in governing the regeneration anisotropy. I also discuss the importance of centrifugal movement of hair cell progenitors to propagate and maintain bilateral symmetry in the neuromasts. The last part of this thesis emphasizes on the epigenetic study in order to validate the involvement of macroH2A during development of zebrafish embryos. / La intención de ésta tesis es introducir y demostrar diversos procesos biológicos o fenómenos, usando como modelo el sistema de la línea lateral posterior del pez cebra. La primera parte de éste trabajo se enfoca en el proceso dinámico de remodelación de los tejidos bajo el control de territorios morfogénicos. En particular, se estudia el gen Eya1, como mecanismo sustancial en la migración del primordio de la linea lateral. Propongo que la señalización combinatorial de Wnt/B-catenin y FGF controla el patrón de expresión de Dkk, para confinar dinámicamente Wnt/B-catenin al tejido mesenquimal. La segunda parte de ésta tesis, principalmente discute acerca de la existencia de una compartimentalización de los tejidos, en dónde la señalización via Noch está involucrada en el control de la anisotropía en la regeneración. También se discute la importancia de los movimientos centrífugos de los progenitores de las células ciliadas para propagar y mantener la simetria bilateral en los neuromastos. La última parte de la Tesis emfatiza en el estudio epigenético, para validar la implicación de macroH2A en el desarrolllo de los embriones del pez cebra.