Las enfermedades genéticas se clasifican típicamente en dos grandes grupos: las enfermedades mendelianas y las enfermedades complejas. Mientras que las enfermedades mendelianas se caracterizan por ser de baja frecuencia en la población y estar causadas por mutaciones en un gen particular, las enfermedades complejas son el principal problema sanitario en los países desarrollados y se encuentran producidas por la interacción de factores ambientales y factores genéticos. En este caso no se puede hablar de mutación en un determinado gen, sino de polimorfismo que incrementa en una pequeña fracción el riesgo a padecer la enfermedad. En la presente tesis se ha estudiado la distribución espacial de la variabilidad genética tanto en enfermedades mendelianas (en concreto la fibrosis quística, la fenilcetonuria y la b-talasemia) como en una enfermedad compleja (la enfermedad coronaria) en poblaciones europeas y de todo el mundo. Los resultados obtenidos sugieren que la distribución geográfica de la variabilidad genética de las enfermedades mendelianas depende principalmente de factores demográficos y de la historia de las poblaciones. Ahora bien, este efecto no es independiente de factores selectivos. En particular, fenómenos de selección equilibradora pueden incrementar o disminuir la variabilidad genética en una población dependiendo de el momento en el que se dio el evento selectivo. En el caso de la enfermedad compleja estudiada, la enfermedad coronaria, nuestros resultados indican que la distribución espacial de los polimorfismos de riesgo en poblaciones europeas depende, al igual que sucede con otros marcadores genéticos, principalmente de la historia de poblaciones, especialmente del poblamiento del continente europeo, la posterior reexpansión después del último periodo glacial y de las gran expansión poblacional de los agricultores durante el neolítico.

La Transició Epiteli-Mesènquima és el mecanisme pel qual les cèl·lules epitelials generades en regions particulars, poden dissociar-se de l'epiteli i migrar cap a nous destins, gràcies a uns canvis morfològics que transformen les cèl·lules epitelials en cèl·lules mesenquimals. Aquest procés fonamental durant el desenvolupament, també és rellevant en la progressió de tumors epitelials malignes i en tots dos casos les cèl·lules perden cohesió i adhesió i guanyen mobilitat. Aquests processos morfogènics impliquen una reorganització important del citoesquelet que serà incompatible amb un estat proliferatiu actiu, fins que les cèl·lules necessitin colonitzar un nou territori.Snail és un factor clau en la regulació dels processos EMT, tant en el desenvolupament com en la progressió tumoral gràcies a la seva capacitat de reprimir directament la transcripció de gens epitelials i promoure l'expressió de gens mesenquimals. Uns clons estables de dues línies cel·lulars epitelials, generats en el nostre grup proliferaven més lentament a l'expressar Snail de manera que ens vam proposar descriure el mecanisme utilitzat per Snail per fer disminuir la taxa de proliferació cel.lular al ser expressat ectòpicament en cèl.lules en cultiu que havien patit una EMT.Els resultats d'aquesta tesi indiquen que Snail bloqueja el cicle cel·lular al ser expressat en cèl·lules epitelials fent que disminueixin els nivells de proteïna CDC25A, fosfatasa que pot activar els complexes CDK-ciclina implicats en la progressió per diverses etapes del cicle. Els nostre estudi suggereix que Snail reté el mRNA de CDC25A al nucli, impedint que sigui exportat i traduit.

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

With only 689 genes Mycoplasma pneumoniae (M. pneumoniae) is among the simplest known organisms. Because of this simplicity, mycoplasma represents an attractive organism for systems-wide analyses. Such approaches aiming at the whole quantitative understanding of an entire organism are expected to illustrate the basic principles of life. Strand-specific tiling arrays complemented by transcriptome sequencing, were combined with more than 252 spotted arrays to study M. pneumoniae transcriptional organization. An important presence of alternative transcripts (42%) within operons and a high frequency of antisense RNA (89) were detected. Metabolism was also studied in detail. A manually curated metabolic network allowed the definition of a minimal medium with 19 essential nutrients. This has been complemented with measurements of biomass indicators, metabolites and fluxes. Integration with transcriptional profiling has provided keys in the metabolic regulation. Protein organization and interactions have been addressed systematically by Tandem affinity purification-mass spectrometry (TAP-MS) in a proteome-wide screen. The biochemical analysis revealed 178 protein complexes which have been complemented by structural models, single-article electron microscopy and electron tomography. By integrating the datasets from these different approaches, we show that this small bacterium harbors an unexpected complexity with features such as the frequent occurrence of alternative transcripts and antisense RNA, a small but tightly controlled metabolic network and a high level of proteome organization. / Amb només 689 gens Mycoplasma pneumoniae es troba entre els organismes més simples que es coneixen. Degut a aquesta simplicitat, mycoplasma representa un organisme atractiu per dur a terme estudis a nivell genòmic. S'espera d'aquests treballs que pretenen descriure de manera quantitativa l'organisme sencer que ajudin a entendre els principis bàsics de la vida. Per tal l'estudiar amb profunditat del transcriptoma, s'ha fet ús d'una combinació de dades de "tiling arrays" amb especificitat de cadena, ultraseqüenciació i més de 252 microarrays. Després d'analitzar els resultats s'ha detectat una alta presència de transcrits alternatius (42%) dintre operons i una alt contingut de ARN de tipus "antisense" (89). També s'ha realitzat un estudi detallat del metabolisme. S'ha revisat i completat manualment el mapa metabòlic de M. pneumoniae, fet que ha permès el disseny d'un medi mínim amb l'ús de 19 ingredients essencials. El mapa s'ha completat amb diferents mesures d'indicadors de biomassa, metabòlits i fluxos. També s'ha estudiat la regulació de metabolisme mitjançant microarrays. Per altra banda, s'han mesurat sistemàticament les interaccions proteïna-proteïna mitjançant "Tandem affinity purification-mass spectrometry (TAP-MS)". Aquest anàlisis ha detectat 178 complexes diferents, els quals han estat complementats amb models estructurals, microscòpia electrònica i tomografia electrònica. Mitjançant la integració d'aquestes col·leccions de dades, es pot mostrar que aquest petit bacteri amaga un inesperada complexitat amb característiques com la freqüència de transcrits alternatius i ARN "antisense", una xarxa metabòlica petita però fortament controlada i una alta organització del proteoma.

The focus of this work was to functionally characterize the CD300e receptor expressed in human monocytes and myeloid dendritic cells and investigate the implications that receptor engagement has on their biology. We provide evidence formally supporting that CD300e functions as an activating receptor capable of regulating the innate immune response by triggering various pro- inflammatory functions including intracellular calcium mobilization, superoxide anion production, pro-inflammatory cytokine release and up-regulation of co-stimulatory molecules in myeloid cells. We also report that ligation of CD300e on the surface of monocytes results in their differentiation to functional MΦ2-like macrophages by an autocrine mechanism that involves M-CSF and its receptor (CD115). / L'objectiu d'aquest treball ha estat caracteritzar funcionalment el receptor CD300e expressat en monòcits i cèl·lules dendrítiques mieloides humanes, així com investigar les implicacions que l'activació d'aquest receptor pot tenir en la seva biologia. Demostrem formalment que el receptor CD300e funciona com un receptor activador capaç de regular la resposta immune innata activant diverses funcions proinflamatòries, incloent la mobilització de calci intracel·lular, la producció d'anió superòxid, la secreció de citocines proinflamatòries i la inducció de molècules coestimuladores en cèl·lules mieloides. També descrivim que l'activació del receptor CD300e a la superfície dels monòcits provoca la seva diferenciació cap a macròfags funcionals del tipus MΦ2 gràcies a un mecanisme autocrí que funciona a través del M-CSF i el seu receptor (CD115).

El zinc és el metall de transició més abundant després del ferro a totes les cèl·lules, i un micronutrient essencial, presentant diverses funcions en sistemes biològics. D'altra banda, els polifenols de la dieta són micronutrients bioactius que mostren nombrosos beneficis per a la salut, com ara activitat antitumoral i neuroprotectora. Anteriors treballs del nostre grup d'investigació han demostrat que els polifenols interaccionen amb cations de zinc i tenen la capacitat de modular l'expressió de diferents gens implicats en l'homeòstasi d'aquest. En aquest treball van ser usats els flavonoides gal·lat d’Epigalocatequina i Quercetina com a models per polifenols hidrofílics i lipofílics respectivament, observant-se que, un cop combinats amb el zinc, presenten activitat ionófora per aquest metall en un sistema liposomal, similar a l'efecte del Clioquinol, fàrmac utilitzat en teràpies anti-càncer i anti-Alzheimer. A través d'aquest mecanisme, s'augmenten el pool de zinc làbil citoplasmàtic, intercanviable i de senyalització en el model de carcinoma hepatocel·lular Hepa 1-6. Per tant, els polifenols de la dieta es poden afegir a l'arsenal de fàrmacs que modulen l'homeòstasi del zinc i regulen les vies biològiques dependents d'aquest. Com a prova d'aquest principi, hem demostrat aquí, que en concentracions molt baixes, el gal·lat d’Epigalocatequina i la Quercetina quan es combinen amb el zinc, poden activar o inhibir la fosforilació d'Akt en cèl·lules Hepa 1-6. A més, vam demostrar que la Quercetina desencadena l’apoptosi en el carcinoma hepatocel·lular Hepa 1-6 de manera dependent de zinc. / El zinc es el metal de transición más abundante después del hierro en todas las células, y un micronutriente esencial, presentando diversas funciones en sistemas biológicos. Por otra parte, los polifenoles de la dieta son micronutrientes bioactivos que muestran numerosos beneficios para la salud, tales como actividad antitumoral y neuroprotectora. Anteriores trabajos de nuestro grupo de investigación han demostrado que los polifenoles interaccionan con cationes de zinc y tienen la capacidad de modular la expresión de diferentes genes implicados en la homeostasis de éste. En este trabajo fueron usados los flavonoides galato de Epigalocatequina y Quercetina como modelos para polifenoles hidrofílicos y lipofílicos respectivamente, observándose que, una vez combinados con zinc, presentan actividad ionófora para este metal en un sistema liposomal, similar al efecto del Clioquinol, fármaco utilizado en terapias anti-cáncer y anti-Alzheimer. A través de este mecanismo, se aumentan el pool de zinc lábil citoplasmático, intercambiable y de señalización en el modelo de carcinoma hepatocelular Hepa 1-6. Por lo tanto, los polifenoles de la dieta se pueden añadir al arsenal de fármacos que modulan la homeostasis del zinc y regulan las vías biológicas dependientes de éste. Como prueba de este principio, hemos demostrado aquí, que en concentraciones muy bajas, el galato de Epigalocatequina y la Quercetina cuando se combinan con zinc, pueden activar o inhibir la fosforilación de Akt en células Hepa 1-6. Además, demostramos que la Quercetina desencadena apoptosis en el carcinoma hepatocelular Hepa 1-6 de manera dependiente de zinc. / Zinc is the most abundant transition metal after iron in all cells and an essential micronutrient, displaying many functions in biological systems. On the other hand, dietary polyphenols are bioactive micronutrients that display many health benefits, such as antitumor and neuroprotective activity. Previous work by our research group has shown that polyphenols interact with zinc cations and have the ability to modulate the expression of different genes involved in zinc homeostasis. In this work, using the flavonoids Epigallocatechin-gallate and Quercetin as a model for hydrophilic and lipophilic polyphenols respectively, we show that, once polyphenols are combined with zinc, they display a zinc ionophore activity in a liposomal system, similar to the anti-cancer and anti-Alzheimer drug Clioquinol. Through this mechanism, they increase the labile, interchangeable and signaling pool of cytoplasmic zinc in the hepatocellular carcinoma cells Hepa 1-6 model. Thus, natural dietary polyphenols can be added to the arsenal of drugs that may be used to modulate zinc homeostasis and regulate zinc-dependent biological pathways. As a probe of this principle, we have shown here that at remarkably low concentrations, Epigallocatechin-gallate and Quercetin when combined with zinc, may activate or inhibit Akt-phosphorylation in Hepa 1-6 cells. In addition, we demonstrate that Quercetin triggers apoptosis in the hepatocellular carcinoma Hepa 1-6 cell line in a zinc-dependent way.

The study of the brain using diffuse optical methods has progressed rapidly in the recent years. The possibility of studying the cerebral microvasculature in addition to the portability and low cost of these devices, opens a new door in the study of the cerebral pathophysiologies. In this scenario, the study of the cerebral hemodynamics of ischemic patients might allow neurologists to improve the performance of the early medical treatments and therapies used up to date. In this thesis, I have conducted a pioneering study where cerebral autoregulation was studied in ischemic stroke patients during the early hours after the stroke. Similarly, some other diseases can provoke impaired cerebral autoregulation in the long term. One of them is the obstructive sleep apnoea (OSA) syndrome which can provoke a risk increase of developing cardiovascular diseases and ischemic stroke. In this regards, I have carried out the largest to date study conducted with Diffuse Correlation Spectroscopy in patients with OSA and I have compared their hemodynamical response to an orthostatic challenge test with a control group of healthy subjects. Finally, primary animal research is of great importance in the development of new therapies, medical strategies and in the validation of new drugs with the aim of reducing the high mortality and slow and costly recovery of ischemic patients. In consequence, many models of ischemia are reproduced in rodents where the cerebral hemodynamics are studied using expensive equipments such as MRI scanners or by techniques that involve invasive approaches like for instance removing the scalp or thinning the skull which in turn cause a worsening in the living conditions of the animal. In relation to this point, I have developed a fully non-invasive method to study the cerebral hemodynamics in rats that allows to proceed with longitudinal studies and which I hope will be useful in future biomedical research. / El estudio del cerebro mediante métodos de óptica difusa ha progresado rápidamente en los últimos años. La posibilidad de estudiar la microvasculatura cerebral junto con la portabilidad y bajo coste de estos equipos abre una ventana de posibilidades para el estudio de fisiopatologías cerebrales. En este escenario, el estudio de la hemodinámica cerebral en pacientes isquémicos podría permitir a los neurólogos mejorar el rendimiento de los tratamientos médicos tempranos y de las terapias utilizadas hasta la fecha. En esta tesis he realizado un estudio pionero al respecto, estudiando por primera vez la hemodinámica cerebral de pacientes isquémicos durante las primeras horas después del infarto cerebral. De igual manera, existen otro tipo de enfermedades que pueden desarrollar un empeoramiento a largo plazo de la autorregulación cerebral. Entre ellas destaca el síndrome de apnea obstructivo (SAO), debido al cual el empeoramiento de la hemodinámica cerebral provoca un aumento del riesgo directo de sufrir enfermedades cardiovasculares y un aumento del riesgo de infarto cerebral. Al respecto, he llevado a cabo el mayor estudio hasta la fecha con pacientes con SAO donde he estudiado su respuesta hemodinámica a un test ortostático comparado estos resultados con los obtenidos en grupo de control de pacientes sanos. Finalmente, la investigación primaria en animales es de vital importancia en el desarrollo de nuevas terapias y estrategias médicas así como en la validación de nuevos fármacos que reduzcan la alta mortalidad y la lenta y costosa recuperación de los pacientes isquémicos. En consecuencia, numerosos modelos de isquemia son reproducidos en roedores donde se estudia la hemodinámica cerebral mediante caros equipos como los resonadores magnéticos o mediante técnicas que implican someter al animal a cierta cirugía en la que se le sustrae el cuero cabelludo o se le lima el cráneo. En relación con esto último, he desarrollado un método completamente no invasivo para estudiar la hemodinámica cerebral en ratas y que permite llevar a cabo estudios longitudinales, el cual espero sea utilidad en futuras investigaciones biomédicas.

En el presente estudio se analizan los efectos de los fotoperiodos ambientales de otoño e invierno y los fotoperiodos experimentales de 24, 12 y 0 horas de luz artificial sobre la calidad del semen de machos reproductores porcinos de raza Landrace.El estudio se realizó sobre 30 machos postpuberales de 8 meses de edad y testados con el fin de comprobar la homogeneidad. Los machos fueron distribuidos aleatóriamente en los 3 grupos de luz artificial durante 3 meses. El tratamiento de 12 horas de luz artificial fue considerado como grupo control. Previamente al inicio de cada tratamiento, se sometió a cada grupo de machos al fotoperiodo ambiental correspondiente a la época del año; así, se caracterizó también la calidad seminal en otoño e invierno, manteniendo la temperatura constante.La nave experimental que acogió a los machos tiene una superficie de 100 m2 y una altura de 3,5 m. Un pasillo central divide la nave en dos hileras de 5 y 6 celdas respectivamente. En una de las celdas pequeñas se instaló el maniquí y fue utilizada para las extracciones de semen. La iluminación artificial se consiguió con la instalación de 6 lámparas fluorescentes en el techo del pasillo central que proporcionaron una luz homogénea superior a 200 lux. Así mismo, la nave se mantuvo en todo momento a 21±1ºC y la humedad relativa osciló entre el 60-75%.A todos los verracos se les proporcionó una dieta nutritiva y equilibrada y se les sometió a un regimen de extracciones de semen de 2 veces por semana, habiendo sido previamente entrenados en la monta del maniquí.Les muestras de semen fueron recogidas según la técnica de la mano enguantada (Martín, 1982; Daza, 1992) y se analizaron los siguientes parámetros: el volumen y el pH seminales, la concentración, la vitalidad y la motilidad espermáticas, la resistencia acrosómica de los espermatozoides, la morfología espermàtica a partir de la frecuencia de los espermatozoides maduros, inmaduros y aberrantes, la producción testicular y el número de dosis seminales. Se analizó, además, bioquímicamente el plasma seminal al principio y al final de cada tratamiento experimental de luz artificial a partir de la concentración de proteína total, de la identificación de residuos fosforilados de proteína y del contenido de azúcares. También se determinaron los índices de fertilidad y prolificidad. El volumen y el pH de los eyaculados se utilizaron como marcadores del estado funcional de las glándulas sexuales accesorias; la concentración espermàtica como un indicador de la actividad testicular (Pinart y col., 1999). La vitalidad y la motilidad espermáticas fueron estimadores del grado de diferenciación del espermatozoide tanto a nivel testicular como epididimario; la resistencia acrosómica fue utilizada para valorar el nivel de diferenciación de la membrana acrosómica durante la espermiogénesis y/o maduración epididimària (Briz i col., 1996; Pinart i col., 1999). Referente a la morfología espermática, los espermatozoides inmaduros fueron marcadores de anomalías en la maduración de éstos a lo largo del conducto epididimario y los espermatozoides aberrantes se utilizaron como marcadores de una diferenciación defectuosa a nivel de testículo (anomalías primarias) y a nivel de conducto epididimario (anomalías secundarias) (Briz i col., 1996). La concentración de proteína total se utilizó para valorar la integridad funcional de las membranas del espermatozoide y la actividad de las glándulas sexuales accesorias. La identificación de proteínas con residuos de tirosina fosforilados fue un estimador de la viabilidad celular y la actividad de las glándulas sexuales, y el contenido de azúcares como un indicador de la producción de las vesículas seminales.La determinación del volumen y el pH de los eyaculados se realizó en las instalaciones de la granja a partir de semen fresco el mismo día de la extracción. El resto de parámetros se analizaron en el laboratorio durante las 48 horas posteriores a la extracción a partir de semen diluido en BTS (diluyente de Bestville) (Daza, 1992) y transportado y conservado a 15ºC. Las muestras fueron previamente filtradas con el fin de eliminar la tapioca.El estudio estadístico de los resultados obtenidos se realizó a partir del análisis de la varianza (ANOVA) con un nivel de significación de =0,05.En cuanto al estudio comparativo de los fotoperiodos ambientales estacionales se ha observado un incremento significativo del pH del eyaculado en los machos expuestos a otoño (P0,0001), mientras que el volumen seminal se mantiene en valores similares en ambos tratamientos (P=0,1650). La concentración espermàtica, la producción espermàtica y el número de dosis seminales que se pueden preparar a partir de un eyaculado se duplica en los verracos sometidos al fotoperiodo de primavera (P0,0001). La vitalidad y la motilidad espermáticas no experimentan cambios significativos entre tratamientos (P=0,3440 y P=0,9220, respectivamente). La resistencia osmótica de los acrosomas desciende únicamente en los machos expuestos a condiciones estacionales de otoño (P0,0001). En referencia a la morfología espermàtica aunque no se observan diferencias entre primavera y otoño (P0,05), sí se detecta un incremento de los porcentajes de espermatozoides inmaduros y aberrantes en ambos fotoperiodos estacionales, y en especial en los machos expuestos a condiciones fotoperiódicas de otoño. Según los resultados obtenidos en este estudio la calidad seminal de los verracos es inferior en el fotoperiodo de otoño debido a un descenso de la concentración y la producción espermáticas, un aumento del pH seminal, una disminución de la resistencia de la membrana acrosómica y a un incremento en la frecuencia de espermatozoides inmaduros y aberrantes. Parece ser, pues, que en el otoño tiene lugar la disminución de la producción testicular, cambios en la actividad de las glándulas sexuales accesorias y disfunciones en el proceso de diferenciación testicular y epididimària de los espermatozoides y especialmente del acrosoma.En relación a los resultados obtenidos en el estudio de los diferentes fotoperiodos artificiales se observa que la iluminación continua provoca un aumento significativo del volumen del eyaculado en el primer y segundo mes de tratamiento (P0,0001), disminuyendo en el tercer mes. La oscuridad absoluta no modifica este parámetro (P0,05). En cuanto al pH seminal la iluminación continua provoca un incremento progresivo del valor del pH a lo largo del periodo experimental (P0,0001), mientras que la oscuridad absoluta tiene un efecto más irregular. La exposición de los machos a iluminación continua y a oscuridad absoluta se manifiesta en un descenso de la concentración y la producción espermáticas que se mantiene hasta el segundo mes de tratamiento (P0,0001), observándose un incremento en el tercer mes de exposición de los machos a oscuridad absoluta (P=0,1010). De todas maneras, este descenso es mas severo en los machos sometidos a iluminación continua ya que no presentan recuperación. La vitalidad y la motilidad espermáticas no se ven alteradas por la iluminación continua y la oscuridad absoluta, ni tampoco el contenido de los azúcares mayoritarios del plasma seminal (P0,005). La glucosa aparece como un azúcar minoritario y sí que presenta concentraciones inferiores en los tratamientos experimentales de luz continua y de oscuridad absoluta (P0,0001 y P=0,0002, respectivamente). La resistencia osmótica de los acrosomas desciende en ambos tratamientos artificiales extremos de luz continua y oscuridad total (P0,0001), aunque en los machos expuestos a iluminación continua se produce una recuperación a partir del segundo mes de tratamiento (P=0,4930). Dado que tampoco se han observado diferencias significativas en las concentraciones de proteína total (P0,05), es probable que las anomalías de la membrana acrosómica se originen durante el proceso de espermiogénesis y/o maduración epididimària. La exposición de los verracos a oscuridad absoluta no altera la morfología espermàtica de los eyaculados, aunque se observa un aumento de la frecuencia de espermatozoides con anomalías en la forma de la cola en el primer mes (P0,0001), y un aumento de la frecuencia de espermatozoides inmaduros con gota distal y de espermatozoides con anomalías en el número de colas en el tercer mes de experimentación (P=0,0030 y P0,0001). La luz continua, sin embargo, provoca un incremento de la frecuencia de espermatozoides inmaduros con gota distal (P0,0001) y de espermatozoides con anomalías en la forma de la cola (P=0,0040) ya en el primer mes. El fotoperiodo provoca un descenso de la fertilidad de los machos expuestos a oscuridad absoluta en el tercer mes de tratamiento (P0,0001) y un incremento de ésta en los machos sometidos a iluminación continua (P=0,0005). La prolificidad no se ve modificada por ambas condiciones extremas de luz artificial (P0,05). Así pues, los resultados obtenidos demuestran que el fotoperiodo afecta la actividad testicular, provoca alteraciones en la actividad de las glándulas sexuales accesorias, altera el proceso de expulsión de la gota citoplasmática y provoca anomalías en el proceso de diferenciación de la cola tanto a nivel testicular como epididimario, siendo los verracos expuestos a luz continua más sensibles a estos parámetros que los verracos sometidos a oscuridad absoluta. El fotoperiodo, sin embargo, no altera de forma esencial la integridad de las membranas del espermatozoide ni la capacidad fecundante de éste. / The present study analizes the effects of ambiental photoperiods of srping and autumn and of experimental photoperiods of 24, 12 and 0 hours lighting on the semen quality of Landrace boars.For this purpouse 30 healthy postpuberal boars of 8 months of age were selected; the males chosed showed both facility to mount on the dummy and high semen quality. In order to determine the effects of light on seminal features. Boars were randomly distributed into 3 experimental groups throughout 3 months. The artificial photoperiod of 12 h was considered a control treatment. Previous to the initiation of each experimental treatment, the males were exposed in a natural photoperiod of autumn or spring for 15 days by maintaining the temperature constant.In all groups the boars were kept in a experimental room of 100 m2 and 3,5 m high, divided into 2 files of 5 and 6 boxs, respectively. One box contained the dummy and was reserved for semen collections. The artificial lighting, upper the 200 lux, was obtained from 6 regulaly distributed lamps in the ceiling. The experimental room was always maintained in a temperature of 201ºC and an humidity of 60-75%.Boars were fed with a nutritious diet, and subjected to a semen collection rythm of twice per week. Semen samples were obtained by the gloved hand method. For each semen sample the parameters analized were the ejaculate volume and pH, the sperm concentration, vitality and motility, the acrosomic resistance, the sperm morphology from the frequency of mature, immature, and aberrant spermatozoa, the testicular production and the number of dosis for each ejaculate. Moreover, samples from the day 30th and 90th of each experimental treatment were processed for biochemical analysis in order to determine protein concentracion and identificate the tyrosine phosphorilated residues and to determine fructose, sorbitol and glucose concentrations; and, also they were processed to value fertility and prolificity indexs.The volume and pH of the ejaculates were measured from the sperm fraction the same day of the extractions. The other seminal parameters were analized in the 48 hours after the obtention of the samples from the filtration and dilution of the sperm fraccion. Statistical comparisons were made using the analysis of variance ANOVA at a significance level of =0,05.The comparative study of natural photoperiods indicated that pH was significantly higher in males under autumn conditions, while seminal volume did not differ. Sperm concentration, sperm production and number of seminal dosis were higher in males exposed to spring conditions. Sperm vitality and sperm motility was similar in males exposed to both spring and autumn conditions, whereas osmotic resistance of acrosomes was lower in autumn photoperiod. The sperm morphology did not differed between treatments, but in males exposed to autumn photoperiod an increase of the frequency of inmature and aberrant spermatozoa was found.These results show that the sperm quality of boars was lower in autumn photoperiod than in spring photoperiod due to low sperm concentration and sperm production, a high pH value of semen, a low osmotic resistance of acrosome and a high frequency of inmature and aberrant spermatozoa. Thus, autumn conditions induces a decrease in testicular production, and dysfunctions in both testicular and epididymal differentiation of spermatozoaThe comparative study of artificial photoperiods showed that 24 h lighting resulted in an increase of seminal volume in the first and second months of treatment, whereas 0 h lighting did not affect this parameter. The pH of semen increased progressively throughout the 24h treatment, whereas the 0h treatment showed an irregular effect on this parameter. Both experimental conditions produced a decrease in sperm concentration and sperm production until the second month; this decrease was more severe in males exposed to 24 h lighting. Neither the sperm vitality and motility nor the fructose and sorbitol concentration were affected by experimental condictions. In our study, glucose appeared as a minoritary sugar that was affected by artificial photoperiod. The effect of artificial photperiod on osmotic resistance of acrosome was more severe in darkness than in continuous lighting. The exposure of boars to darkness and continuous lighting did not alter the sperm morphology; however an increase of the frequency of inmature spermatozoa with distal droplet and aberrant spermatozoa with tail anomalies. The total protein concentration and the content of phophorilated tyrosine residues showed normal values throughout the experimental treatments. Fertility and prolificity were not affected by experimental conditions; however in males exposed to darkness a decrease in fertility was found in the third month of threatment.Data obtained indicate that photoperiod affects the semen quality of boars by decreasing the sperm concentration and sperm production, the osmotic resistance of acrosome and the glucose concentration, and by increasing the frequencies of inmature and tail aberrant spermatozoa; these alterations were more severe in those males exposed to 24h lighting thant in males exposed to 0h lighting. However, despite these anomalies both the fecundity and prolificity are not disturbed. Lack of abnormalitites in fecundity and fertility are correlated with the normal content of both sugar and proteins in seminal plasma of boars.

La peridermis és una estructura complexa que protegeix els òrgans vegetals madurs (secundaris) i les zones que han sofert ferides de la pèrdua d'aigua i dels patògens. Aquesta funció barrera és deguda al fel·lema o súber, un teixit format per cèl·lules suberificades. Tant el fel·lema com la suberina són crucials per la vida de les plantes terrestres, però pràcticament no es coneix res dels processos moleculars que regulen la seva formació, probablement degut a la manca de models adequats. En aquesta tesi s'han identificat i caracteritzat gens induïts al fel·lema mitjançant la combinació de dues plantes models. L'escorça d'alzina surera (Quercus suber) s'ha utilitzat per aïllar gens candidats de la formació del fel·lema i per investigar el comportament d'alguns d'aquests gens durant l'estació de creixement, mentre que la pela de la patata (Solanum tuberosum) s'ha utilitzat en estudis de genètica reversa per demostrar la funció d'alguns gens reguladors al fel·lema. / The periderm is a complex structure that protects plant mature (secondary) organs and wounded tissues from water loss, injuries and pathogens. This barrier capacity is accomplished by the cork layer of the periderm, a tissue made of dead cells with suberin deposited into cell walls. Although cork and suberin are critical for the survival of land plants, very few is known about the molecular processes involved in their biosynthesis and differentiation, probably due to the lack of appropriate plant models. Here we developed a strategy to identify and characterize cork candidate genes using a combination of two model plants for periderm studies. The bark of cork oak (Quercus suber) was used to identify candidate genes and to analyze the seasonal behaviour of some of these genes. The potato (Solanum tuberosum) tuber was used to demonstrate the role of some selected candidates in the regulation of cork by reverse genetic analyses.

S'ha estudiat l'estructura i dinàmica del sistema bentònic de llacunes costaneres de la maresma dels aiguamolls de l'Empordà (NE de la península Ibèrica) i els factors que les determinen. Amb aquesta finalitat es van prendre mostres d'organismes del bentos (mensualment), nutrients i pigments de l'aigua (setmanalment) i el sediment (mensualment), així com paràmetres físics de l'aigua (setmanalment), durant dos cicles d'inundació (1997-1998 i 1998-1999). En aquesta maresma els factors determinants per als organismes bentònics i el contingut en nutrients del sediment són principalment físics: el grau de permanència de l'aigua, el confinament i la granulometria. De manera que els factors tròfics tenen menys pes que els físics tal com es posa de manifest amb les associacions de nematodes. El règim hídric de les llacunes integra des del grau de permanència de l'aigua fins a la salinitat i el confinament, per la qual cosa a partir de la caracterització dels diferents tipus de règim hídric es poden discriminar les tres tipologies d'ambients amb comunitats bentòniques diferenciades en l'estructura, la composició i la dinàmica temporal. Així, les tres comunitats diferenciades són: (1) la d'aigües permanents caracteritzada per una riquesa i diversitat elevades i constants en el temps, i per un nombre més elevat de tàxons sense adaptacions per passar situacions adverses; (2) la d'aigües semipermanents i temporànies d'inundació pulsativa, caracteritzada per una menor riquesa i diversitat, i per la dominància d'organismes amb estructures de resistència per passar la fase seca i aguantar condicions desfavorables, i (3) la d'aigües temporànies d'inundació continuada, caracteritzada per una major variabilitat de la riquesa i diversitat al llarg del cicle i per una singularitat taxonòmica més elevada, ja que s'observen cladòcers i una major representació taxonòmica dels insectes. Durant la realització d'aquest estudi els dos cicles d'inundació van suposar entrades d'aigua en el sistema diferents, per això es va diferenciar un cicle humit (1997-1998) i un de sec (1998-1999). En relació amb la major importància de les entrades d'aigua en el sistema, es va observar un contingut en nutrients de l'aigua significativament superior durant el cicle humit. Pel que fa al sediment, la seva major inèrcia explicaria la manca de diferències significatives en el contingut en nutrients del sediment del cicle humit i del sec. Ara bé, sí que s'observa diferència en la composició d'organismes. Així, la variabilitat interanual en l'estructura de la comunitat bentònica de la maresma es pot atribuir a una situació d'estrès provocada pel cicle sec. Aquesta situació va comportar un augment de la diversitat per disminució de la dominància a totes les llacunes estudiades, determinada, en gran manera, per la disminució de l'abundància original de poblacions dominants i característiques d'ambients permanents, Corophium orientale, o temporànies, Gammarus aequicauda. No existeix un patró estacional en les comunitats estudiades, sinó que els principals canvis en el plàncton i el bentos són deguts a pertorbacions hídriques. Aquestes pertorbacions provoquen que s'estableixi una situació en què dominen uns tàxons característics en el plàncton (Synchaeta i Eutintinnus) i, en canvi, que en el bentos es perdi l'estructura pròpia de les comunitats característiques dels diferents ambients (comunitats dominades per Corophium orinetale en aigües permanents i per Chironomus salinarius en temporànies). La severitat és diferent en funció del grau de permanència de l'aigua, i és més alta en ambients permanents i més baixa en els temporanis. La major severitat en ambients permanents ve determinada per la menor adaptació del bentos d'aigües permanents a les fluctuacions ambientals i a l'efecte de la predació sobre el plàncton. A més, tant en el bentos com en el plàncton es donen fenòmens d'histèresi, segons els quals l'efecte de la pertorbació no solament depèn de la causa pertorbadora sinó també de l'estat en què es troba la comunitat en el moment de la pertorbació. / The structure and dynamic of the benthic system, and the main factors that control this system have been studied in coastal basins of the Empordà wetlands (NE Iberian Peninsula). During two hydroperiods (1197-1998; 1998-1999) organisms and sediment samples (nutrient and pigment analysis) have been taken monthly, and water samples (nutrient and pigment analysis) and physic and chemical parameters (Tª, Conductivity, Oxygen and pH) have been taken weekly. In these wetlands benthic organisms and sediment nutrient content were mainly determined by physics factors as water permanence, confinement and granulometry. Trophic factors were less important for the benthic communities than physics ones, as it has been shown by the nematodes associations. Based on the hydrological pattern, three types of basins are distinguished: permanent waters (type 1), temporary waters with pulse water inputs (type 2), and temporary waters with continuous water inputs (type 3). These three types are in agreement with the classification resulting from the benthic communities composition. The type 1 basins, where the more stable environemental conditions were found, had a community characterized by a high density of individuals, total biomass and diversity. The community of type 2 basins had lower richness and diversity values with little temporal variability. Organisms with resistant structures to pass the dry phase and survive adverse conditions were dominant in these community. The high frequency of freshwater inputs in type 3 basins causes a high taxonomic singularity and high temporal variability of species richness and diversity in these basins.The water input in the wetlands was significantly different for the two hydroperiods studied, so we can distinguish a wet hydroperiod (1197-1998) and a dry hydroperiod (1998-1999). Significantly higher nutrient content in the water was observed related to more important water entrance during the wet hydroperiod. The lack of significant differences on nutrient content of sediment between hydroperiods could be explained by a higher inertia in the benthic system. Differences in faunal composition were observed between hydroperiods. Thus, the interannual variability in the benthic community structure could be attributed to the stress situation caused by the dry hydroperiod. This situation implies a diversity increase due to a highest evenness because the dominant species decrease its relative abundance. The main plankton and benthos changes were due to hydrological perturbations, so seasonal patterns did not have any relevance to the studied communities. In the plankton community hydrological perturbations caused a new situation (situation dominated by Synchaeta and Eutintinnus), while in the benthos communities provokes a lost of the characteristic structure (characteristic structure were communities dominated by Corophium orientale in permanent waters, and by Chironomus salinarius in temporary waters). The severity varied depending on water permanence, so it was higher in permanent systems and lower in temporary ones. The higher severity in permanent systems was conditioned by the low adaptation to environmental fluctuations of the benthos which lives in permanent waters, and to the effect of predation on the plankton community. Moreover, histeresy phenomenons were observed, since the effects of perturbation were not only caused by the perturbation but also by the community status when the perturbation started.