Antecedentes y objetivo: Un creciente número de estudios epidemiológicos han asociado la exposición prenatal a contaminación atmosférica urbana con un menor crecimiento fetal, pero pocos están basados en cohortes prospectivas con modelos de exposición que capten la variabilidad espacial a pequeña escala de la contaminación dentro de una misma ciudad. Métodos: A partir de modelos basados en medidas de contaminación con captadores pasivos y variables geográficas, se estimó la exposición prenatal a dióxido de nitrógeno (NO2) y compuestos orgánicos volátiles (COVs) en una cohorte de 611 embarazadas de Sabadell. El crecimiento fetal se midió como peso al nacer y también longitudinalmente mediante ecografías obstétricas.Resultados: Tras estratificar por determinados patrones de tiempo-actividad, se halló un efecto negativo de la exposición prenatal a COVs por incremento en el rango intercuartílico sobre el peso al nacer (-77 gr, p<0.05). Al evaluar el crecimiento fetal mediante ecografías se halló una asociación entre exposición a NO2 y COVs desde el inicio del embarazo y un menor crecimiento de varios parámetros fetales a partir de la semana 20 de gestación. Conclusiones: La variabilidad en la exposición a contaminación atmosférica asociada al tráfico dentro de una misma ciudad tiene un efecto negativo sobre el crecimiento fetal. Este efecto comienza a manifestarse hacia la mitad del embarazo y parece persisitir hasta el nacimiento. / Background and objective: A growing number of studies have found an association between prenatal exposure to urban air pollution and fetal growth, but few of them are based on prospective cohorts with exposure models developed to capture the small-scale spatial variability in air pollution levels within a city.Methods: We developed models based on air pollution measurements with passive samplers and geographic variables. They were applied to estimate prenatal exposure to nitrogen dioxide (NO2) and volatile organic compounds (VOCs) in a cohort of 611 pregnant women from Sabadell. Fetal growth was assessed as birth weight and also through obstetric ultrasounds.Results: After stratifying by some specific time-activity patterns, a negative effect of prenatal exposure to VOCs was found on birth weight (-77 gr, p<0.05 for an interquartilic range increase in VOCs levels). When fetal growth was longitudinally assessed through ultrasound examinations, an association was found between exposure to NO2 and VOCs from early pregnancy and impaired growth in several fetal parameters from week 20 onwards. Conclusiones: Within-city variations in exposure to traffic-related air pollution have an effect on fetal growth. This effect already manifests during mid-pregnancy and seems to persist until birth.

In this thesis we have studied genetic elements potentially contributing to the pathophysiology of psychiatric disorders, focusing on different sources of human genome variability, including SNPs and CNVs, which can affect not only coding genes but also RNA regulatory elements, such as miRNAs. First, we have interrogated different candidate genes for psychiatric disorders overlapping with known CNVs, finding 14 different genes variable in copy number in psychiatric disorders but not in control individuals. Then, narrowing the analysis on mood disorders, we explored GSK3&#946; gene considering both SNPs and a partially overlapping CNV. The GSK3&#946; promoter and intron 1 region was found significantly associated with an earlier onset of the major depressive disorder. Finally, we have found evidence possibly pointing to a precise post-transcriptional regulation of circadian rhythms by miRNAs in mood disorder patients. Concretely, a variant in the precursor form of miR-182 could play an important role in fine-tuning its target sites involved in the control of sleep/wake cycles. Overall, we have provided evidence of different types of genome variation on neuronal genes or miRNA regulatory regions that can potentially contribute to the development of psychiatric disorders. / En aquesta tesi hem estudiat elements genètics que podrien contribuir potencialment en la fisiopatologia dels trastorns psiquiàtrics, centrant-nos en diferents fonts de variabilitat genòmica humana, incloent els SNPs i els CNVs, els quals poden afectar no només a gens codificants sinó també a elements reguladors, com els miRNAs. Primer, vam interrogar diferents gens candidats per trastorns psiquiàtrics solapats amb CNVs coneguts, trobant que 14 gens eren variables en el número de còpia en pacients però no en individus controls. Després, restringint l'anàlisi a trastorns afectius, vam explorar el gen GSK3&#946; considerant SNPs així com també un CNV que se solapa parcialment amb el gen. Vam trobar la regió del promotor i de l'intró 1 del gen GSK3&#946; associada de manera significativa amb una inferior edat d'inici del trastorn de depressió major. Finalment, hem trobat evidències que possiblement indiquen una precisa regulació post-transcriptional dels ritmes circadians per miRNAs en pacients amb trastorns afectius. Concretament, una variant en la forma precursora del miR-182 podria jugar un paper important en la fina regulació dels seus gens diana implicats en el control dels cicles de son i vigília. En general, hem aportat evidències de què diferents tipus de variació genòmica en gens neuronals o regions reguladores com els miRNAs podrien contribuir potencialment en el desenvolupament de trastorns psiquiàtrics.

When DNA replication is challenged, cells activate a DNA synthesis checkpoint blocking cell cycle progression until they are able to overcome the replication defects. In fission yeast, Cds1 is the effector kinase of this checkpoint, inhibiting M phase entry, stabilizing stalled replication forks and triggering transcriptional activation of S-phase genes; the molecular basis of this last effect remains largely unknown. The MBF complex controls the transcription of S-phase genes. We have purified novel interactors of the MBF complex and among them we have identified the repressor Max1. When the DNA synthesis checkpoint is activated, Max1 is phosphorylated by Cds1 resulting in the abrogation of its binding to MBF. As a consequence, MBF-dependent transcription is maintained active until cells are able to overcome this challenge. / Cuando la replicación del DNA se ve alterada, las células activan un mecanismo de control bloqueando la progresión del ciclo celular hasta que son capaces de superar el daño. En la levadura de fisión, Cds1 es la proteína kinasa efectora de dicha respuesta, mediante inhibición de la entrada en fase M, estabilización las horquillas de replicación bloqueadas, e inducción de la activación de la transcripción de los genes de fase S; siendo la base molecular de este último proceso poco conocida. El factor de transcripción MBF controla la transcripción de los genes de fase S. Hemos purificado proteínas que interaccionan con MBF, y entre ellas, hemos identificado al represor Max1. Cuando el checkpoint de síntesis de DNA es activado, Max1 es fosforilado por la kinasa Cds1, y esto se traduce en la disociación de Max1 del complejo MBF. Como consecuencia, la transcripción MBF-dependiente se mantiene activa hasta que las células son capaces de superar el daño.

A pesar de la abundancia de estudios realizados sobre el papel de las células acinares en las patologías exocrinas del páncreas (i.e. pancreatitis y cáncer), el estudio de las modificaciones producidas durante la diferenciación acinar en dichas patologías, se ha visto limitado por la escasez de modelos celulares no tumorales. Resultados previos de nuestro laboratorio, muestran que las células mES (células madre embrionarias de ratón )- pluripotentes y con la capacidad para generar tipos celulares especializados- pueden desarrollar un fenotipo acinar in vitro. Los objetivos de esta tesis han sido aumentar el contenido de enzimas digestivos así como las propiedades funcionales de las células generadas. Para ello se sobreexpresaron de forma estable p48, RBPJL y Mist1en células madre por transducción lentiviral de estos genes. Obtuvimos, gracias a una estrategia de infección en múltiples etapas, líneas celulares transgénicas mES que expresaban de forma constitutiva RBPJL y/o Mist1. La superimposición de la expresión de p48 por infección lentiviral en células en proceso de diferenciación dio lugar a una fuerte expresión de enzimas digestivos, con un patrón de regulación similar al que acontece in vivo durante el desarrollo pancreático. En esta inducción, tanto p48 como RPBJL son indispensables. Por otro lado, hemos mostrado un aumento elevado en la producción de varios componentes de la maquinaria secretota dependiente de Mist1. Además, hay que hacer notar ,que las células p48/RBPJL/Mist1 exhiben una regulada-secreción en respuesta a los secretagogos acinares y una mejor actividad de que la línea celular acinar 266-6. La expresión combinada de genes clave implicados en el desarrollo pancreático en células ES es un prometedor abordaje que nos llevará a una comprensión de los sutiles procesos del desarrollo exocrino pancreático. / Despite known involvement of acinar cells in pancreatic exocrine pathologies (i.e pancreatitis and pancreatic cancer), the lack of normal cell-based models has limited the study of the alterations that occur in the acinar differentiation program. Our previous data showed that mES (murine embryonic stem) cells, which are pluripotent and have the ability to generate specialized cell types, can acquire an acinar phenotype in vitro. The aim of this work was to increase the digestive enzyme content of the generated cells as well as their functional properties based on stable overexpression of p48, RBPJL and Mist1 by lentiviral gene transduction. Thus, we engineered transgenic mES cell lines constitutively expressing RBPJL and/or Mist1 using a multi-step infection strategy. The superimposition of p48 expression by lentiviral infection of differentiating cells resulted in a strong expression of digestive enzymes, with a pattern of regulation similar to what occurs in vivo during pancreatic development. In this induction, both p48 and RPBJL are indispensable. On the other hand, we showed a high increase in the production of several components of the secretory machinery which was dependent of Mist1. Importantly, p48/RBPJL/Mist1 cells exhibited a regulated-secretory in response to acinar secretagogues and a better secretion activity than the 266-6 acinar cell line. Combined expression of key genes involved in pancreatic development in ES cells may be a promising approach to better understand subtle steps of pancreatic exocrine development.

The informational content of 3' splice sites is low and the mechanisms whereby they are selected are not clear. Here we enunciate a set of rules that govern their selection. For many introns, secondary structures are a key factor, because they occlude alternative 3'ss from the spliceosome and reduce the effective distance between the BS and the 3'ss to a maximum of 45 nucleotides. Further alternative 3'ss are disregarded by the spliceosome because they lie at 9 nucleotides or less from the branch site, or because they are weak splice sites. With these rules, we are able to explain the splicing pattern of the vast majority of introns in Saccharomyces cerevisiae. When in excess, L30 blocks the splicing of its own transcript by interfering with a critical rearrangement that is required for the proper recognition of the intron 3' end, and thus for splicing to proceed. We show that the protein Cbp80 has a role in promoting this rearrangement and therefore antagonizes splicing regulation by L30. / Tanto la información que define el sitio de splicing 3' como los mecanismos de selección del mismo son poco conocidos. En este trabajo, proponemos una serie de reglas que gobiernan esta selección. Las estructuras secundarias son claves en el caso de muchos intrones, porque son capaces de ocultar sitios de splicing alternativos 3' al spliceosoma, y además reducen la distancia efectiva entre el punto de ramificación y el sitio de splicing 3' a un máximo de 45 nucleotidos. Otros sitios de splicing alternativo 3' no son considerados por el spliceosoma como tales porque se encuentran a 9 nucleotidos o menos del punto de ramificación, o porque son sitios de splicing débiles. Con estas reglas somos capaces de explicar el splicing de la mayoría de intrones de Saccharomyces cerevisiae. El exceso de proteína L30 bloquea el splicing de su propio tránscrito porque interfiere con la reorganización necesaria para el correcto reconocimiento del 3' final del intrón, y por tanto de su splicing. Demostramos que la proteína Cbp80 está implicada en promover esta reorganización y que por tanto antagoniza la regulación del splicing por L30.

Ptf1a/p48 is a pancreas specific bHLH transcription factor that is required at early stages of embryonic development for pancreas formation and, during adulthood, for the proper exocrine pancreatic function. P48 also exerts an antiproliferative effect, which may exert a tumor suppressor activity. In this study, based on a yeast two-hybrid approach, we have identified new p48 partners that modulate the activity of p48. Among the newly identified putative interactors we found p/CAF, which is a coactivator that potentiates its transcriptional activity, and ICAT, an inhibitor of the &#946;-catenin/TCF signaling pathway. ICAT binds to p48 and is coexpressed with it in the pancreas during development and postnatally. Using different cellular models, ICAT overexpression in acinar tumor cells resulted in changes of the pancreatic specific gene expression pattern. Furthermore, high levels of ICAT inhibited the interaction between p48 and p/CAF. While this hetero-oligomeric complex is required for the acinar gene expression, ICAT itself is shown to be present in a reconstituted PTF1 complex in vivo. Importantly, altered ICAT expression is demonstrated in several histological types of pancreatic tumors, possibly contributing to their differentiation phenotype and neoplastic properties. / Ptf1a/p48 es un factor de transcripción bHLH específico del páncreas necesario durante los estadios tempranos del desarrollo embrionario para la formación del mismo, y para el correcto funcionamiento del páncreas exocrino en el adulto. P48 desempeña también una función antiproliferativa, la cual puede resultar en una actividad de supresión tumoral. En el presente estudio, basado en una estrategia de cribado de doble-híbrido en levadura, han sido identificadas nuevas proteínas que interaccionan y que modulan la actividad específica de p48. Entre las posibles proteínas que interaccionan y han sido identificadas de novo se encuentra p/CAF, un co-activador que potencia la actividad transcripcional de p48, y ICAT, un inhibidor de la vía de señalización de la &#946;-catenina. Se ha demostrado que ICAT se une a p48 y ambos son co-expresados en el páncreas durante el desarrollo y en el adulto. Utilizando diferentes modelos celulares, la sobreexpresión de ICAT en células tumorales acinares resultó en un cambio en el patrón de expresión de genes específicos del páncreas. Al mismo tiempo, se observó que niveles elevados de ICAT inhiben la interacción entre p48 y su co-activador p/CAF. Mientras que este complejo hetero-oligomérico es necesario para la expresión de los genes acinares, se demostró que ICAT está presente en un complejo PTF1 reconstituido in vivo. Finalmente, se observaron alteraciones en la expresión de ICAT en varios tipos histológicos de tumores pancreáticos, que posiblemente contribuyen a su fenotipo de diferenciación y propiedades neoplásicas.

We have identified a novel Cyclin, called Cyclin O, which is able to bind and activate Cdk2 in response to intrinsic apoptotic stimuli. We have focused on the study of Cyclin O&#945; and Cyclin O&#946;, alternatively spliced products of the gene. Upon treatment with different stress stimuli, transfected Cyclin O&#945; accumulates in dense aggregations in the cytoplasm compatible with being Stress Granules (SGs). Furthermore, we have seen that Cyclin O&#946; and a point mutant of the N-terminal part of the protein constitutively localize to the SGs. Although both alpha and beta isoforms are proapoptotic, only Cyclin O&#945; can bind and activate Cdk2. On the other hand, we have demonstrated that Cyclin O is upregulated by Endoplasmic Reticulum (ER) stress and is necessary for ER stress-induced apoptosis. Cyclin O activates specifically the PERK pathway and interacts with the PERK inhibitor protein p58IPK. Moreover, Cyclin O participates in the activation of other eIF2&#945; kinases. We have also observed that a pool of Cyclin O is located in active mitochondria, suggesting a function of the protein linked to oxidative metabolism.Hemos identificado una nueva Ciclina, llamada Ciclina O, que es capaz de unirse y activar Cdk2 en respuesta a estímulos apoptóticos intrínsecos. Nos hemos centrado en el estudio de la Ciclina O&#945; y la Ciclina O&#946;, productos de splicing alternativo del gen. En respuesta a diferentes tipos de estrés, la Ciclina O&#945; se acumula en agregaciones citoplásmicas densas que podrían corresponder a Gránulos de Estrés (SGs). Además, hemos visto que la Ciclina O&#946; y un mutante puntual de la parte N-terminal de la proteína se localizan constitutivamente en los SGs. Aunque las dos isoformas alfa y beta son proapoptóticas, solo la Ciclina O&#945; es capaz de unirse y activar Cdk2. Por otro lado, hemos demostrado que los niveles de Ciclina O se incrementan en respuesta al estrés de Retículo Endoplásmico (RE) y que esta proteína es necesaria para la inducción de apoptosis dependiente de estrés de RE. La Ciclina O activa específicamente la vía de PERK e interacciona con la proteína inhibidora de PERK p58IPK. Además, la Ciclina O participa en la activación de otras quinasas de eIF2&#945;. La Ciclina O se localiza en mitocondrias activas, lo que sugiere una función de la proteína ligada al metabolismo oxidativo.

Αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής αποτελεί η μελέτη και ανάπτυξη νέων μεθοδολογιών αυτόματης επεξεργασίας σεισμολογικών δεδομένων, µε σκοπό την επίλυση σημαντικών προβλημάτων που συναντώνται στα πεδία των επιστημών της σεισμολογίας και της γεωφυσικής όπως: 1) η ανίχνευση μικροσεισμικών γεγονότων από µία καταγραφή, µε άλλα λόγια ο διαχωρισμός της καταγραφής σε τμήματα που αποτελούνται από εδαφικό θόρυβο και σε τμήματα που περιέχουν την χρήσιμη πληροφορία (σεισμικά γεγονότα) για τους γεωεπιστήμονες και 2) η εκτίμηση των χρόνων άφιξης των διαμήκων (P-) καθώς και των εγκαρσίων (S-) σεισμικών φάσεων. Πιο αναλυτικά, η διατριβή είναι δομημένη ως εξής: Το πρώτο κεφάλαιο αποτελεί την εισαγωγή της διατριβής. Στο δεύτερο κεφάλαιο συγκεντρώνονται και κατηγοριοποιούνται όλες οι υπάρχουσες τεχνικές που έχουν αναπτυχθεί για την επίλυση του προβλήματος της αυτόματης ανίχνευσης σεισμικών γεγονότων καθώς και τον αυτόματο προσδιορισμό του χρόνου άφιξης των P και S σεισμικών φάσεων. Συγκεκριμένα γίνεται κατηγοριοποίηση αυτών σε τεχνικές που στηρίζονται στην ανάλυση και επεξεργασία των σεισμικών καταγραφών στα πεδία του χρόνου και της συχνότητας, στη χρήση νευρωνικών δικτύων, στην ανάλυση χρονικών σειρών και αυτοπαλινδρόμησης, στην ανάλυση της πόλωσης των κυμάτων, στις στατιστικές υψηλότερης τάξης, μεθόδους ασαφούς λογικής, κυματιδιακές μεθόδους κτλ. Στο τρίτο κεφάλαιο, αναπτύσσεται νέα τεχνική για την επίλυση του προβλήματος της αυτόματης ανίχνευσης σεισμικών γεγονότων από μία καταγραφή, η οποία βασίζεται σε μία μη αυστηρή διαδικασία ελέγχου υποθέσεων. Η προτεινόμενη τεχνική πραγματοποιείται σε δύο στάδια. Κατά το πρώτο στάδιο εκτιμώνται οι εμπειρικές συναρτήσεις πυκνότητας πιθανότητας που προκύπτουν τόσο από τον εδαφικό θόρυβο όσο και από τα υπόλοιπα που προέκυψαν από την λεύκανση αυτού. Κατά το δεύτερο στάδιο προτείνεται στατιστικό τεστ τύπου κατωφλίωσης για την αυτόματη ανίχνευση μικροσεισμικών γεγονότων. Η προτεινόμενη τεχνική εφαρμόζεται σε συνθετικά και πραγματικά δεδομένα και συγκρίνεται με τον γνωστό αλγόριθμο του λόγου βραχυπρόθεσμου προς μακροπρόθεσμο μέσο (STA/LTA). Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται μέθοδος για την επίλυση του προβλήματος του αυτόματου προσδιορισμό του χρόνου άφιξης της P φάσης κάνοντας χρήση στατιστικών ανώτερης τάξης. Συγκεκριμένα, γίνεται χρήση των ποσοτήτων της λοξότητας, της κύρτωσης και μίας εκτίμησης της αντιεντροπίας ως γραμμικός συνδυασμός των παραπάνω. Επιπλέον παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από την εφαρμογή της συγκεκριμένης τεχνικής σε συνθετικά αλλά και πραγματικά δεδομένα μικροσεισμικού δικτύου, κατάλληλα για χρήση στην παθητική σεισμική τομογραφία υψηλής ευκρίνειας. Τα αποτελέσματα αυτά συγκρίνονται με γνωστές ενεργειακές μεθόδους. Στο πέμπτο κεφάλαιο, αναπτύσσεται νέα τεχνική για την επίλυση του προβλήματος της αυτόματης εκτίμησης του χρόνου άφιξης της S φάσης. Η προτεινόμενη τεχνική βασίζεται στην στατιστική επεξεργασία συγκεκριμένης χαρακτηριστικής συνάρτησης, η οποία προκύπτει από τις ιδιότητες πόλωσης των σεισμικών κυμάτων που έχουν καταγραφεί. Επιπλέον, για να ελαττωθεί η εξάρτηση του προτεινόμενου αλγορίθμου από το χρησιμοποιούμενο παράθυρο, ακολουθείται μια πολυ-παραθυρική προσέγγιση του προβλήματος σε συνδυασμό με χρήση συναρτήσεων βαρών οι οποίες εκτιμώνται αυτόματα και βασίζονται στις μεταβολές της ενέργειας του σήματος κατά τη S άφιξη. Τέλος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εφαρμογής της μεθόδου σε πραγματικά δεδομένα καθώς και η αξιολόγησή τους σε περιβάλλον θορύβου. Στο έκτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εφαρμογής των προτεινόμενων τεχνικών σε δεδομένα μικροσεισμικού δικτύου και συγκεκριμένα σε δεδομένα που προέκυψαν από πειράματα παθητικής σεισμικής τομογραφίας και τεχνητής υδραυλικής διάρρηξης που έλαβαν χώρα στην περιοχή Δέλβινο της ΝΔ Αλβανίας. Επιπλέον, γίνεται ανάλυση των αποτελεσμάτων βάσεις των δεικτών αβεβαιότητας που επέλεξαν οι αναλυτές στις εκτιμήσεις τους, καθώς και βάσει των λόγων σήματος θορύβου των καταγραφών. Στο έβδομο κεφάλαιο παρατίθενται τα συμπεράσματα της παρούσας διδακτορικής διατριβής, καθώς και πιθανές μελλοντικές προεκτάσεις. / The problems of seismic event detection and P- and S-phase arrival time estimation constitute important and vital tasks for the geoscientists. The solution of the aforementioned problems provides with important geophysical and seismological information, that can be used in a number of problems such as the structure of the earth’s interior, geotectonic settings, hypocentric and epicentric coordinates of an earthquake, the seismicity of an area and seismic hazard assessment. Traditionally, human experts have carried out this task. Nevertheless, during the last three decades due to the progress in computer technology, several methods have been developed for the automatic seismic event detection and P- and S- phase identification. After the introduction of the first chapter, in the second chapter the majority of the existing methods that have been developed and applied up to now, are gathered and categorized. These methods involve energy criteria, the seismic wave polarity assumption, artificial neural networks, higher order statistics, maximum likelihood methods, fuzzy logic methods etc. In the third chapter, a new thresholding type technique is proposed, tailored to fit real world situations where our knowledge on the statistical characteristics of the background noise process are unknown and a strict hypothesis testing framework can not be followed. In such cases the replacement of the unknown probability density function under the null hypothesis by its empirical counterpart, constitutes a possibility. In this work, a two stage procedure is proposed. The first one concerns the estimation of the empirical functions of the noise process itself as well as its whitened counterpart. In the second stage, using the above empirical functions, a thresholding scheme is proposed in order to solve the problem of the detection of seismic events in a non strict hypothesis testing framework. The performance of the proposed technique is confirmed by its application in a series of experiments both in synthetic and real seismic datasets. In the fourth chapter, the problem of automatic P-phase identification is solved using higher order statistics. The first- and second-order statistics (such as mean value, variance, autocorrelation, and power spectrum) are extensively used in signal processing to describe linear and Gaussian processes. In practice, many processes deviate from linearity and Gaussianity. Higher order statistics can be used for the study of such processes. The P-phase arrival time is estimated using these HOS parameters and additionally, an estimation of the negentropy defined as a linear combination of skewness and kurtosis. According to the implemented algorithm a moving window “slides” on the recorded signal, estimating skewness, kurtosis, and negentropy. Skewness can be considered as a measure of symmetry of the distribution, while kurtosis is a measure of heaviness of the tails, so they are suitable for detecting parts of the signal that do not follow the amplitude distribution of ambient noise. Seismic events have higher amplitudes in comparison to the seismic noise, and these higher values occupy the tails of the distribution (high degree of asymmetry of distribution). In the case of seismic events, skewness and kurtosis obtain high values, presenting maxima in the transition from ambient noise to the seismic events (P-arrival). The proposed algorithms are applied on synthetic as well as real seismic data and compared to well known energy based methods. Algorithms that deal with the automatic S-onset time identification problem, is a topic of ongoing research. Modern dense seismic networks used for earthquake location, seismic tomography investigations, source studies, early warning etc., demand accurate automatic S-wave picking. Most of the techniques that have been proposed up to now are mainly based on the polarization features of the seismic waves. In the fifth chapter, a new time domain method for the automatic determination of the S-phase arrival onsets is proposed and its implementation on local earthquake data is presented. Eigevalue analysis is taking place over small time intervals, and the maximum eigenvalue which is obtained on each step is retained for further processing. In this way a time series of maximum eigenvalues is formed, which serves as a characteristic function. A first S-phase arrival time estimation is obtained by applying the kurtosis criterion on the derived characteristic function. Furthermore, a multi-window approach combined with an energy-based weighting scheme is also applied, in order to reduce the algorithm’s dependence on the moving window’s length and provide a weighted S phase onset. Automatic picks are compared against manual reference picks and moreover the proposed technique is subjected to a noise robustness test. In the sixth chapter, the results of the implementation of the proposed techniques on microseismic data are presented. Specifically, the proposed methods are applied on two real sets of data. One dataset was been recorded during a Passive Seismic Tomography (PST) experiment, while the second one during the seismic monitoring of fracking operations. Both experiments took place in a hydrocarbon field in Delvina, SW Albania. These results are also analyzed, based on the arrival times and their uncertainty as they were evaluated by human analysts as well as the corresponding signal to noise ratio of the seismic records. Finally, the seventh chapter concludes this work and possible future extensions are discussed.

El present treball analitza al microscopi òptic i al microscopi electrònic de transmissió les glàndules sexuals accessòries de Sus domesticus (raça Landrace - varietat anglesa) a partir de mascles reproductors porcins adults i sans. Un millor coneixement dels patrons estructural i ultraestructural normals de las glàndules sexuals accessòries permetrà diagnosticar amb facilitat quina ha estat l'estructura o la funció glandular afectada en mascles en els que s'observa una disminució de la qualitat del semen. Per altra banda, els estudis anatomopatològics s'han de complementar amb tècniques histoquímiques que generalment permeten confirmar o excloure un diagnòstic histopatològic previ.Les glàndules sexuals accessòries del mascle reproductor porcí estan molt desenvolupades i inclouen les glàndules vesiculars, la pròstata i les glàndules bulbouretrals. L'epiteli secretor de les glàndules vesiculars està format per cèl·lules columnars, cèl·lules basals i mastòcits. Les cèl·lules columnars es caracteritzen per presentar tres morfologies diferents que es consideren diferents estadis d'un mateix tipus cel·lular: les cèl·lules principals, les cèl·lules clares i les cèl·lules denses. Les cèl·lules principals secreten activament glicoproteïnes N- i O- glicosilades amb residus d'&#945;-L-fucosa, &#945;(1&#61543;6)fucosa, &#945;-D-mannosa, &#945;-D-glucosa, &#945;- i &#61538;-D-N-acetilgalactosamina, &#61538;-D-galactosa-&#61538;(1&#61543;3)-D-N-acetilgalactosamina, &#945;-D-galactosa, galactosa-&#61538;(1&#61543;4)-N-acetilglucosamina, D-N-acetilglucosamina i àcid neuramínic. Aquestes glicoproteïnes afavoreixen les interaccions entre l'espermatozoide i l'occit i regulen la permeabilitat de la membrana espermàtica. La pròstata està formada per dues porcions glandulars, el cos de la pròstata (BP) y la pròstata disseminada (DP), entre las quals s'observen diferencies estructurals, ultraestructurals, histoquímiques i funcionals. En ambdues porcions, l'epiteli secretor està constituït per cèl·lules columnars principals, denses i cèl·lules basals, i també per cèl·lules cúbiques en el BP i per cèl·lules mucoses en la DP. En ambdues porcions glandulars, se sintetitzen i secreten N- i O- glicoproteïnes neutres i àcides. Aquestes glicoproteïnes s'alliberen mitjançant un mecanisme regulat en el BP y mitjançant un mecanisme regulat i un constitutiu en la DP. Les glucoproteïnes luminals del BP contenen residus de fucosa, mannosa, &#945;- i &#61538;-D-N-acetilgalactosamina, galactosa-&#61538;(1&#61543;4)-N-acetilglucosamina, D-N-acetilglucosamina i àcid neuramínic. En la DP les glicoproteïnes presenten, a més, &#61538;-D-galactosa-&#61538;(1&#61543;3)-D-N-acetilgalactosamina i &#945;-D-galactosa. Les glicoproteïnes secretades en el BP i en la DP per via regulada, participen en el control de l'estabilitat del plasmalemma dels espermatozoides, eviten la resposta immune uterina i l'aglutinació dels espermatozoides i afavoreixen la seva motilitat progressiva. Les glicoproteïnes secretades per via constitutiva en la DP protegeixen i lubrifiquen la uretra pelviana.L'epiteli secretor de les glàndules bulbouretrals està format per cèl·lules piramidals principals i denses. Les cèl·lules principals sintetitzen i secreten principalment O-glicoproteïnes àcides carboxilades i sulfatades amb residus glicosídics d'N-acetilgalactosamina, &#61538;-D-galactosa-&#61538;(1&#61543;3)-D-N-acetilgalactosamina, &#945;-D-galactosa, D-N-acetilglucosamina i àcid neuramínic. Aquests residus proporcionen resistència a la proteolisi a les O-glicoproteïnes secretades, les quals participen en la lubrificació y protecció de l'epiteli, i intervenen en el control de la permeabilitat del plasmalemma dels espermatozoides i en el transport d'ions al seu través. / The present study evaluates by means of light and transmission electron microscopy, the accessory sex glands coming from adult and healthy boars (Sus domesticus Landrace breed - British variety). A deeper knowledge of the normal structural and ultrastructural patterns of the accessory sex glands will allow diagnosing easily the structure or the glandular function affected when a low spermatic quality is observed. On the other hand, anatomopathological studies must to be complemented with histochemical techniques which generally allow confirming or rejecting a previous histopathological diagnostic. The boar accessory sex glands were very developed and formed by the vesicular glands, the prostate and the bulbourethral glands. Columnar cells, basal cells and mast cells composed the secretory epithelium of the vesicular glands. Columnar cells showed three morphologies, which were considered different stages of the same cell typology and named: principal cells, clear cells and dense cells. Principal cells secreted actively N- and O- glycoproteins that exhibited residues of: &#945;-L-fucose, &#945;(1&#61543;6)fucose, &#945;-D-mannose, &#945;-D-glucose, &#945;- and &#61538;-D-N-acetilgalactosamine, &#61538;-D-galactose-&#61538;(1&#61543;3)-D-N-acetilgalactosamine, &#945;-D-galactose, galactose-&#61538;(1&#61543;4)-N-acetilglucosamine, D-N-acetilglucosamine and neuraminic acid. These glycoproteins improve sperm-oocyte interactions and regulate plasma membrane permeability.The prostate was constituted by two glandular portions, the prostate body (PB) and the disseminate prostate (DP). Both of them showed structural, ultrastructural, histochemical and functional differences. Principal columnar cells, dense columnar cells and basal cells composed the secretory epithelium of these two glandular parts. The PB contained also cubic cells and the DP contained mucous cells. Both glandular portions synthesised and secreted N- and O- neutral and acid glycoproteins. These glycoproteins were thought to be released by a regulated pathway in the BP while in the DP the glycoproteins seemed to follow a regulated and a constitutive pathway. The BP luminal glycoproteins exhibited residues of: fucose, mannose, &#945;- and &#61538;-D-N-acetilgalactosamine, galactose-&#61538;(1&#61543;4)-N-acetilglucosamine, D-N-acetilglucosamine and neuraminic acid. The DP glycoproteins also contained &#61538;-D-galactose-&#61538;(1&#61543;3)-D-N-acetilgalactosamine and &#945;-D-galactose residues.The BP and the DP glycoproteins secreted by the regulated pathway participate in the control of sperm membrane stability, avoid uterine immune response and sperm agglutination and, improve their progressive motility. The DP glycoproteins secreted by the constitutive pathway protect and lubricate the pelvic urethra.Principal and dense piramidal cells composed the secretory epithelium of the bulbourethral glands. The principal cells mainly synthesised and secreted carboxylated and sulfated acid O-glycoproteins with residues of: N-acetilgalactosamine, &#61538;-D-galactose-&#61538;(1&#61543;3)-D-N-acetilgalactosamine, &#945;-D-galactose, D-N-acetilglucosamine and neuraminic acid. These O-linked oligosaccharides make these proteins extremely resistant to proteolysis, provide lubrication and protection to the epithelium, and participate in ion transport throughout the plasma membrane.

En aquest treball es caracteriza per primera vegada la capacitat de coordinació metàl·lica d'una metal·lotineïna (MT) de planta i es proposa un model de plegament per a les MTs de planta en general. Els resultat mostren que aquestes proteïnes poden tenir un paper molt important en la regulació de l'estat redox de les cèl·lules, probablement a través de la coordinació a Cu.Les MTs de planta són proteïnes molt desconegudes. Es postula que participen en l'homeòstasi del Cu i en la protecció contra l'estrès oxidatiu, però es desconeix la capacitat de coordinació metàl·lica i el plegament. En aquest treball s'han estudiat una metal·lotioneïna d'alzina surera, QsMT, aïllada d'una llibreria de cDNA de fel·lema. Els objectius concrets han estat: (1) estudiar l'expressió de QsMT i la resposta a l'estrès oxidatiu; (2) determinar la capacitat de coordinació metàl·lica i la funcionalitat in vivo; (3) fer una aproximació al plegament de les MTs de planta. L'expressió del gen s'ha estudiat mitjançant hibridació in situ en plàntules i en embrions d'alzina surera. QsMT s'expressa majoritàriament en cèl·lules amb fort estrès oxidatiu, associat a la síntesi de polifenols (suberització i lignificació) i a la senescència. També s'expressa en cèl·lules meristemàtiques, cèl·lules en divisió molt activa on la funció de les MTs podria estar relacionada amb el manteniment de l'estat redox. L'aplicació d'estrès oxidatiu exogen (H2O2 i paraquat) incrementa fortament l'expressió de QsMT en teixits amb expressió constitutiva, confirmant la regulació de l'expressió del gen per estrès oxidatiu.Per l'estudi de les propietats de coordinació metàl·lica es va expressar QsMT en cèl·lules d'E. coli en medi de cultiu suplementat amb Cu, Zn o Cd. Es van aïllar els agregats metàl·lics corresponents i es van analitzar mitjançant tècniques espectroscòpiques i espectromètriques (ICP-OES, ESI-MS i CD). Els resultats mostren que QsMT coordina de forma estable Cu (8 ions metàl·lics/molècula), Zn (4 ions de Zn/molècula) i Cd (6 ions de Cd/molècula), i adopta una estructura especialment quiral en coordinació a Cu. L'elevada capacitat quelant de la proteïna i la quiralitat de l'estructura indiquen que QsMT possiblement té preferència metàl·lica pel Cu i per tant una funció relacionada amb aquest metall in vivo. Estudis de complementació en llevat demostren que QsMT coordina Cu de forma funcional in vivo. En coordinació a Cd QsMT presenta una peculiaritat no observada fins ara en altres MTs: la participació d'ions sulfur en la formació de l'agregat metàl·lic incrementant la capacitat de coordinació metàl·lica (6 ions metàl·lics divalents de Cd enlloc de 4 ions de Zn). A més QsMT coordina Cd de forma funcional en llevat, i per tant la seva funció també podria estar relacionada amb la destoxicació de Cd en la planta.QsMT s'ha utilitzat com a model per fer una aproximació al plegament de les MTs de planta. Amb aquest objectiu vam dissenyar tres pèptids mutants derivats de QsMT: N25 corresponent a la zona rica en cisteïna en posició amino-terminal, C18 corresponent a la zona rica en cisteïna en posició carboxil-terminal, i N25-C18 corresponent a les dues zones riques en cisteïna enllaçades per 4 glicines substituint la zona central de 39 aminoàcids. Es van expressar i estudiar aquests pèptids per les mateixes tècniques utilitzades en l'estudi de QsMT. Els resultats indiquen que QsMT es plega formant un sol agregat metàl·lic per la interacció de les dues zones riques en cisteïna. En aquest model la zona central d'enllaç, típica de les MTs de planta, no participa en la coordinació metàl·lica però és imprescindible per a la funció de la proteïna. El paper de la zona central podria variar en funció del metall que coordina, participant en el plegament i estructura de la proteïna quan coordina Zn i Cd i en la seva regulació i estabilització quan coordina Cu. / In this work we characterize for the first time the metal coordination capacity of a plant metallothionein (MT), and propose a model for the protein folding of plant MTs in general. Results show that these proteins can play a very important role in the regulation of the cellular redox, probably through its copper-coordination ability.Plant MTs are largely unknown proteins. It is postulated that they play a role in copper homeostasis and protection against oxidative stress, but precise function of these proteins, as well as its metal coordination capacity remain unknown.In this work we have studied a cork oak metallothionein, QsMT, isolated from phellem cDNA library. Our main objectives were: (1) to study the QsMT gene expression and its response to oxidative stress; (2) to determine the protein metal coordination properties and the functionality in vivo; (3) to estimate a type of folding for plant MTs.The sudy of the gene expression has been carried out by in situ hybridization in cork oak plants and embryos. QsMT is mainly expressed in cells with high oxidative stress associated to both polyphenol synthesis (suberization and lignification) and senescence. QsMT is also expressed in meristematic cells, where its function could be related to the redox regulation. The oxidative treatment (H202 and paraquat) highly increases gene expression in tissues with constitutive expression, confirming its regulation by oxidative stress.To characterize the protein metal coordination properties we expressed QsMT in E. coli cells in culture medium supplemented with Cu, Zn or Cd. We isolated the corresponding metal aggregates and analyzed them using spectroscopic and spectrometric techniques (ICP-OES, ESI-MS, CD). Results show that QsMT effectively binds Cu (8 ions/molecule), Zn (4 ions/molecule) and Cd (6 ions/molecule), and presents highest chirality when folds with copper. The high binding capacity and chirality of the protein in the presence of copper suggest that QsMT may play a function related to this metal in vivo. Functional complementation studies confirm that QsMT functionally binds copper in vivo. When coordinating Cd QsMT presents a peculiarity not seen in other MTs: the participation of sulfur ions in the formation of the metal aggregate, this increasing the coordination capacity (6 Cd/molecule in contrast to 4 Zn/molecule). Moreover, QsMT functionaly binds Cd in yeast, suggesting that the protein function could also be realted to a Cd detoxification role in plant.We have also used QsMT as a model for the study of the folding of plant MTs. With this aim we designed three mutant peptides derived from QsMT: N25 corresponding to the amino Cys-rich domain; C18 corresponding to the carboxy Cys-rich domain; and N25-C18 corresponding to the two Cys-rich domains linked by 4 glycines in substitution to the central 39 amino acid region. Peptides were expressed and studied using same techniques used for the study of QsMT. Results point to a protein folding in one metal cluster formed by the interaction of the two Cys-rich domains. In this model the central region, typical from plant MTs, does not participate in metal coordination but is indispensable for the protein function. The role of the central region could depend on the metal it coordinates, playing a role in the protein folding and structure when it binds Zn or Cd and a role in protein regulation and stability when it binds Cu.