Nephrops norvegicus is an important fishery resource for Europe. Its rhythmic burrowing behavior is strictly related to catchability. Here I studied such behavior under laboratory conditions. I investigated the combined effect of light and current cycles demonstrating that tidal current is an important parameter to take in account in fishery management plan not only for Nephrops. Then I used a transcriptomics and RT-qPCR approach on cDNA extracted from the eyestalk to elucidate the putative molecular genetics mechanisms underlying circadian gene regulation. My data are in accordance with the current knowledge of the crustacean circadian clock, reinforcing the idea that the molecular clockwork of this group shows some differences with the established model in Drosophila melanogaster. Finally, I studied the burrow emergence behavior in group of 4 lobsters organized in dominance hierarchy demonstrating that lower ranks are more vulnerable to trawling. I hypothesized common neural mechanisms for agonistic and non-agonistic behaviors. / Nephrops norvegicus es un importante recurso pesquero. La emergencia rítmica de la madriguera afecta las capturas. He estudiado dicho comportamiento en laboratorio investigando el efecto de ciclos lumínicos y de corrientes, demostrando que las mareas son un factor importante para gestionar el recurso. Mediante la técnica de secuenciación masiva y PCR en tiempo real sobre cDNA procedente del pedúnculo ocular, he elucidado el presunto mecanismo molecular que hay detrás de la regulación circadiana. Los resultados están de acuerdo con el conocimiento actual de los relojes biológicos en crustáceos, reforzando la idea que el proceso molecular de este grupo muestra algunas diferencias respecto el modelo consolidado de Drosophila melanogaster. Finalmente, he estudiado el comportamiento de emergencia en grupos de 4 cigalas organizadas en una jerarquía de dominancia, demostrando que los rangos más bajos son más vulnerables a la captura. Además he supuesto la existencia de mecanismos neuronales comunes entre comportamiento agonístico y non agonístico.

Ret és el Receptor Tirosina Quinasa (RTK) per als factors neurotrófics de lafamília de GDNF, que promouen supervivència, diferenciació, migració o creixementcel·lulars, entre altres efectes biològics, durant el desenvolupament i la vida delsorganismes superiors. El desenvolupament de diverses subpoblacions de neuronesderivades de precursors de la Cresta Neural requereixen la senyalització inducida peraquests i altres factors neurotrófics (com NGF) per a proliferar, migrar, diferenciar-se,sobreviure i créixer durant la organogénesis embrionària i/o després del naixement. ElsRTKs s'encarreguen de transportar la informació química de les neurotrofines cap al'interior de la cèl·lula per mitjà d'una varietat de rutes de senyalització molecular, queulteriorment desemboquen en la modulació de l'expressió de diversos gens al nuclicel·lular, donant lloc a determinats efectes biològics. Així, hem estudiat els efectes de lasenyalització de GDNF/Ret para la supervivència de neurones simpàtiques en cultiuprimari, obtingudes de diferents línies de ratolins transgènics que portaven mutacions enresidus específics de tirosina de Ret necessaris per a la iniciació de les diferentscascades de transducció de senyals. En particular, ens vam enfocar a esbrinar quinesvies de senyalització eren necessàries i suficients per al manteniment de les nostresneurones simpàtiques. Els nostres experiments no només van llançar llum sobre quinssón les funcions de les diferents cascades de senyalització activades per Ret, sinó quetambé ens van permetre establir que la supervivència d'aquestes cèl·lules, induïda perGDNF i per NGF, ocorre a través d'un nou mòdul de transducció mai abanscaracteritzat, en el qual l'activació de Tyr1062 de Ret (residu necessari per a l'activacióde les cascades PI3K/Akt i Ras-ERK/MAPK) promouria la viabilitat neuronal a travésde l'activació directa del complex IKKs per B-Raf, en un procés que és independent tantde l'activació de MEKs/ERKs com de la via PI3K/Akt.Alternativament, vam analitzar el paper de les proteïnes de la família de Sprouty,específicament de Spry1, en la regulació de l'activitat de Ret, tant en el model desupervivència de neurones simpàtiques, com en altres paradigmes en els quals larellevància d'aquestes proteïnes ja s'ha posat de manifest anteriorment, com són eldesenvolupament del Sistema Nerviós Entèric i l'organogènesi del tracte Gènito-Urinari. Valent-nos d'un model in vivo amb ratolins nuls per al gen Sprouty1, vamdesenvolupar una nova línia de ratolins doblement mutantes, portant, a més d'aquesta última modificació, el gen de Ret amb la mutació Tyr1062Phe. En aquest context, vampoder determinar que tant en el Sistema Nerviós Simpàtic com en el Entèric, l'absènciade Spry1 no tenia cap efecte significatiu. Más encara, aquesta mutació no mostrava capconseqüència sobre els defectes característics de la mutació Tyr1062Phe en Ret enaquests sistemes. No obstant això, durant el desenvolupament renal, les alteracionsfenotípicas de la mutació de Ret (agènesis o hipodisplasia renal) eren revertits a unfenotip normal per l'eliminació concomitant de Spry1. Aquest sorprenent efecte enspermet hipotetitzar que Sprouty1 és capaç de modular l'activitat de Ret en absència de laseva Tyr1062, plantejant noves possibles vies de senyalització intracel·lular sobre lesquals Spry1 actuaria durant el desenvolupament embrionari dels ronyons. / Ret es el Receptor Tirosina Quinasa (RTK) para los factores neurotróficos de lafamilia de GDNF, que median supervivencia, diferenciación, migración o crecimientocelulares, entre otros efectos biológicos, durante el desarrollo y la vida de losorganismos superiores. El desarrollo de diversas subpoblaciones de neuronas derivadasde precursores de la Cresta Neural requieren la señalización mediada por estos y otrosfactores neurotróficos (como NGF) para proliferar, migrar, diferenciarse, sobrevivir ycrecer durante la organogénesis embrionaria y/o tras el nacimiento. Los RTKs seencargan de transportar la información química de las neurotrofinas hacia el interior dela célula por medio de una variedad de rutas de señalización molecular, queulteriormente desembocan en la modulación de la expresión de diversos genes en núcleocelular, dando lugar a efectos biológicos determinados. Así, hemos estudiado los efectosde la señalización de GDNF/Ret para la supervivencia de neuronas simpáticas en cultivoprimario, obtenidas de diferentes líneas de ratones transgénicos que portabanmutaciones en residuos específicos de tirosina de Ret necesarios para la iniciación delas diferentes cascadas de transducción de señales. En particular, nos enfocamos endeterminar qué vías de señalización eran necesarias y suficientes para el mantenimientode nuestras neuronas simpáticas. Nuestros experimentos no sólo arrojaron luz sobrecuáles son las funciones de las diferentes cascadas de señalización activadas por Ret,sino que también nos permitieron establecer que la supervivencia de estas células,mediada por GDNF y por NGF, ocurre a través de un novedoso módulo de transducciónnunca antes caracterizado, en el cual la activación de Tyr1062 de Ret (residuo necesariopara la activación de las cascadas PI3K/Akt y Ras-ERK/MAPK) mediaría la viabilidadneuronal a través de la activación directa del complejo IKKs por B-Raf, en un procesoque es independiente tanto de la activación de MEKs/ERKs como de la vía PI3K/Akt.Alternativamente, analizamos el papel de las proteínas de la familia de Sprouty,específicamente de Spry1, en la regulación de la actividad de Ret, tanto en el modelo desupervivencia de neuronas simpáticas, como en otros paradigmas en los que larelevancia de dichas proteínas se ha puesto de manifiesto anteriormente, como son eldesarrollo de Sistema Nervioso Entérico y la organogénesis del tracto Génito-Urinario.Valiéndonos de un modelo in vivo con ratones nulos para el gen Sprouty1,desarrollamos una nueva línea de ratones doblemente mutantes, portando, además de esta última modificación, el gen de Ret con la mutación Tyr1062Phe. En este contexto,pudimos determinar que tanto en el Sistema Nervioso Simpático como en el Entérico, laausencia de Spry1 no tenía ningún efecto significativo. Más aún, dicha mutación nomostraba ninguna consecuencia sobre los defectos característicos de la mutaciónTyr1062Phe en Ret en estos sistemas. No obstante, durante el desarrollo renal, lasalteraciones fenotípicas de la mutación de Ret (agénesis o hipodisplasia renales) eranrevertidas a un fenotipo normal por la eliminación concomitante de Spry1. Estesorprendente efecto nos permite hipotetizar que Sprouty1 es capaz de modular laactividad de Ret en ausencia de su Tyr1062, planteando nuevas posibles vías deseñalización intracelular sobre las que Spry1 actuaría durante el desarrollo embrionariode los riñones. / Ret is the Receptor Tirosine Kinase (RTK) for the neurotrophic factors from theGDNF family of ligands (GFLs), which mediate cellular survival, differentiation,migration or growth, among other biological effects, during development and life ofsuperior organisms. The development of diverse subpopulations of neurons derivedfrom precursors of the Neural Crest requires the signalling mediated by these and otherneurotrophic factors (like NGF) for their proliferation, migration, differentiation,survival and growth during the embryonic organogenesis and/or after the birth. TheRTKs transport the chemical information from neurotrophins towards the interior of thecell by means of a variety of molecular pathways, that later end by modulating theexpression of diverse genes in the cellular nucleus, giving rise to determined biologicaleffects. Thus, we have studied the effects of the signalling by GDNF/Ret for thesurvival of sympathetic neurons in primary culture, obtained from different lines oftransgenic mice that carried mutations in specific tyrosine residues in Ret, which arenecessary for the initiation of different transduction signals. Particularly, we focused indetermining which signalling routes are required and sufficient for the maintenance ofour sympathetic neurons. Our experiments not only clarified on which are the functionsfor the different signalling cascades activated by Ret, but also allowed us to establishthat the GDNF- and NGF-induced survival of these cells takes place through a so farunknown transduction module, in which the activation of Ret's Tyr1062 (necessary forthe activation of the PI3K/Akt and ERK/MAPK cascades) mediates neuronal viabilitythrough the direct activation of the IKKs complex by B-Raf, independentlyMEKs/ERKs and PI3K/Akt activation.Alternatively, we analyzed the role that the Sprouty family of proteins play,specifically Spry1, in the regulation of Ret, as much in the model of survival ofsympathetic neurons, like in other paradigms in which the relevance of these proteinshas been shown previously, as it is the case for the development of the Enteric NervousSystem and the organogenesis of the Genito-Urinary Tract. By taking advantage of anin vivo model of null-mice for the Sprouty1 gene, we developed new line of doublymutant mice, carrying, in addition to this mentioned modification, a Tyr1062Phemutation in Ret. In this context, we determined that either in the Sympathetic or in theEnteric Nervous Systems, the absence of Spry1 did not show any significant effect.Moreover, this mutation did not show any consequence on the characteristic defects ofthe Tyr1062Phe mutation in Ret for both systems. However, during the renaldevelopment, the phenotypic alterations due to Ret mutation (renal agenesis orhypodisplasia) were reverted to a normal phenotype by the concomitant elimination ofSpry1. This surprising effect allowed us to hypothesize that Sprouty1 is able tomodulate the activity of Ret in absence of its Tyr1062, rising new possible signallingroutes on which Spry1 could act during the embryonic development of kidneys.

En les últimes dècades, s'ha produït una revolució en el camp de la investigació en biologia, concretament en genètica i biotecnologia. Aquest desenvolupament científic ha deixat una fissura entre els estudis de la comunitat científica i el coneixement dels ciutadans. Per tal d'involucrar a la societat en els processos de presa de decisions sobre la legislació científica, es necessiten ciutadans informats, que siguin capaços de prendre decisions raonades basades en conclusions científiques tenint en compte les consideracions ètiques i morals. Els professors juguen un rol crític i central en el sistema educatiu i són el col•lectiu amb influència en la propera generació. L'objectiu d'aquesta tesi és explorar el coneixement i les actituds en biotecnologia dels estudiants de magisteri d'un país Nòrdic (Suècia) i un país del Sud (Espanya) d'Europa. A partir dels resultats obtinguts, s'ha desenvolupat una nova activitat educativa per alfabetitzar biotecnològicament als futurs professors. Primerament s'ha creat un nou qüestionari per analitzar quins són els coneixements i les actituds dels estudiants de magisteri. Les dades s'han analitzat de manera quantitativa. Els resultats mostren que els estudiants de magisteri d'Espanya i Suècia estan interessats en temes de biotecnologia encara que els seus coneixements en genètica bàsica estan per sota dels esperats. A partir d'aquests primers resultats, s'ha desenvolupat una nova activitat basada en Aprenentatge Basat en Problemes (ABP), l’objectiu de la qual és d'incrementar el coneixement dels futurs professors sobre temes de genètica bàsica. Un qüestionari previ i un de final han estat creats per tal de validar l'eficiència de la nova eina educativa. Un cop obtingudes les dades, han estat analitzades tant qualitativa com quantitativament. Finalment, després de participar en l’activitat s'ha demostrat una millora significativa del coneixement dels estudiant i una forta implicació en l’activitat. / En las ultimas décadas, se ha producido una revolución en el campo de la investigación en biología y más concretamente de la genética y la biotecnología. Este desarrollo científico ha dejado una grieta entre los estudios de la comunidad científica y los conocimientos de los ciudadanos. Para involucrar a la sociedad en los procesos de toma de decisiones sobre la legislación científica, se necesitan ciudadanos informados y capaces de tomar decisiones razonadas basadas en conclusiones científicas y a la vez con consideraciones éticas y morales. Los profesores juegan un rol crítico y central en el sistema educativo ya que son el colectivo con influencia en la próxima generación. El objetivo de esta tesis es explorar el conocimiento y las actitudes en biotecnología de los estudiantes de magisterio de un país Nórdico (Suecia) y un país del Sur (España) de Europa. En base a estos resultados, se ha desarrollado una nueva actividad educativa para alfabetizar biotecnológicamente a los futuros profesores. Primeramente se ha creado un nuevo cuestionario para poder analizar cuáles son los conocimientos y las actitudes de los estudiantes de magisterio. Los datos se han analizado de forma cuantitativa. Los resultados muestran que los estudiantes de magisterio en España y Suecia están interesados en temas de biotecnología aunque sus conocimientos en genética básica están por debajo de los esperados. A partir de estos primeros resultados, se ha desarrollado una nueva actividad educativa basada en Aprendizaje Basado en Problemas (ABP), el objetivo de la cual es incrementar el conocimiento de los futuros profesores sobre temas de genética básica. Un cuestionario previo y uno de final han sido creados para validar la eficacia de la nueva herramienta educativa. A continuación, los datos han sido analizados tanto cualitativa como cuantitativamente. Finalmente, después de realizar la actividad se ha demostrado una mejora significativa del conocimiento y una fuerte implicación de los estudiantes en la realización de la actividad. / Over the past decades, there has been a revolution in the field of biology research and, more concretely, in biotechnology and genetic fields. This scientific development has led to a huge gap between what scientific comunity studies and what citizens know. In order to involve society in the decision-making process about scientific policies, we need well-informed citizens who are able to make thoughtful decisions based on scientific conclusions combined with ethical and moral considerations. The forefront to educate new generations is teacher. Teachers play a critical and central role in the education system and they are therefore an influential collective because they become teachers of the next generation. The purpose of this thesis is to explore knowledge and attitudes towards biotechnology of pre-service teachers from a Northern (Sweden) and Southern (Spain) countries. After that it is developed a new educational activity in order to make future teachers literate of biotechnology. First, it was created a new questionnaire in order to analyse the knowledge, and attitudes of pre-service teachers. Data is analysed in a quantitative method. The results show that pre-service teachers from Spain and Sweden are interested in biotechnology topics and this research has also shown that their knowledge about basics genetics is lower than expected. Due to these first results, a new Problem-Based Learning (PBL) educational material has been developed. The aim of this educational material is to increase pre-service teacher’s knowledge about genetics topics. A pre and post-test was created in order to validate the efficacy of this new educational tool, then data is analysed in a quantitative and qualitative approach. Finally, a significanlty increase of student’s knowledge is proved with taking part of the learning activity. Moreover, most of the students involved in the activity expressed that they were feeling engaged to this educational dynamic.

TESILes procianidines són flavonoides (flavan-3-ols), de tipus oligomèric, que exerceixen efectes beneficiosos en malalties com càncer, diabetis, i malalties cardiovasculars, entre altres. Aquests efectes de les procianidines s'atribueixen, clàssicament, al seu caràcter antioxidant, eliminador d'espècies reactives d'oxigen (ROS), atès que en l'etiologia d'aquestes malalties sovint es descriu un estat associat d'estrès oxidatiu, degut a l'excés de ROS. No obstant, cal aprofundir en l'estudi dels efectes i mecanismes d'acció de les procianidines, que depassen ja aquest rol tradicional d'antioxidants, en mostrar recentment noves propietats que permeten ampliar el seu ventall d'actuació i de possibles aplicacions terapèutiques. L'objectiu principal de la tesi és, doncs, contribuir a entendre com les procianidines modulen l'equilibri redox cel·lular, tant a nivell de DNA com a nivell de l'expressió gènica d'enzims que formen part del sistema de defensa antioxidant en models d'estudi (in vivo i in vitro) induïts a estrès oxidatiu. Donat que les procianidines són força abundants en el vi negre, s'ha utilitzat com a font d'aquests compostos un extracte de procianidines de pinyol de raïm (GSPE).L'anàlisi in vitro de la capacitat antigenotòxica del GSPE, comparant-la amb la de flavonoides monomèrics mitjançant la tècnica del Comet assay, demostra que els flavonoides protegeixen el DNA de l'estrès oxidatiu, i que l'eficiència de la protecció es correlaciona estretament amb l'estructura del flavonoide. Així, les procianidines, d'estructura oligomèrica i que, per tant, posseeixen més centres reactius antioxidants respecte els seus monòmers base (catequina i epicatequina), són més efectives en la protecció contra el dany oxidatiu genòmic. No obstant, la quercetina, un flavonol descrit com estructuralment òptim per a desenvolupar un rol antioxidant, és el més efectiu entre els flavonoides analitzats. Tanmateix, l'efecte preventiu és més rellevant si, prèviament a induir les cèl·lules a estrès oxidatiu, incubem els flavonoides en el medi de cultiu. Per tant, el mecanisme d'eliminació de les ROS no és la via exclusiva d'actuació de les procianidines i dels altres flavonoides en la prevenció dels danys al DNA sinó que s'estimulen mecanismes d'adaptació cel·lular, com la modulació de l'expressió gènica dels enzims del sistema de defensa antioxidant. En aquests darrers, l'anàlisi in vitro de l'efecte de les procinidines en l'expressió gènica mostra una activació transcripcional de la glutatió peroxidasa (GPx), la glutatió S-transferasa (GST), i una regulació post-traduccional de la Cu,Zn-superòxid dismutasa (Cu,Zn-SOD) força marcada a la dosi de 15 mg/L de GSPE. Les condicions d'estrès oxidatiu s'estableixen per una disminució dels nivells de glutatió (GSH) associat a un alt índex de peroxidació lipídica. En aquestes condicions no hi ha una resposta coordinada del patró d'expressió dels enzims antioxidants malgrat que s'activen els enzims del cicle del glutatió.La pre-incubació dels hepatòcits amb procianidines prevé la disminució de glutatió, mantenint l'estat redox estable tot i exposar-los a condicions oxidants, probablement en activar els enzims limitants en la síntesi del glutatió, ajudant a regenerar-lo de nou. Aquest manteniment de l'estabilitat redox fa pensar que l'augment observat de les activitats dels enzims del cicle del glutatió comporten un enfortiment del sistema de defensa antioxidant contra possibles alteracions redox.Les procianidines regulen post-traduccionalment la Cu,Zn-SOD en un model in vivo d'hepatòcits de rata. Regulació que es confirma in vitro emprant cèl·lules Fao i que és molt marcada de nou a 15 mg/L, suggerint que aquesta dosi exerceix efectes més notables i que mereix ser estudiada en més profunditat. D'altra banda, les procianidines no exerceixen cap efecte modulador significatiu sobre el patró d'expressió gènica de la Cu,Zn-SOD in vivo, quan s'empren rates induïdes a diabetis, com a model d'estrès oxidatiu in vivo. / Procyanidins are oligomeric flavonoids (flavan-3-ols), which exert a wide range of beneficial effects on many diseases such as cancer, diabetes and cardiovascular dysfunctions. The health-protective properties of procyanidins have mainly been attributed to their antioxidant activity, which involves mechanisms such as reactive oxygen species (ROS) scavenging. It is widely accepted that increased oxidative stress is involved in the development and progression of many diseases and their complications, because of excessive ROS generation. However, the effects of procyanidins and their mechanisms must be studied because it has been reported that, as flavonoid compounds, they can act as signaling molecules and these effects, in conjunction with their known antioxidant activity, will enable them to extend their roles and possible therapeutic applications.So the main aim of the thesis is to increase understanding of how procyanidins modulate the cellular redox equilibrium, both at the level of DNA and at the level of the gene expression of the antioxidant enzyme systems in oxidative stress-induced study models (in vivo and in vitro). Since procyanidins are mainly found in red wine, a grape seed procyanidin extract (GSPE) was used as a flavonoid source.The antigenotoxic GSPE capacity in vitro, compared with monomeric flavonoids by the Comet assay, demonstrates that flavonoids protect DNA against oxidative insult and that the efficiency is correlated with the flavonoid structure. In fact, procyanidins, which are made up of oligomeric units with more antioxidant reactive cores, and therefore have greater antioxidant capacity than their basic monomers (catechin and epicatechin), are more effective against oxidative genomic injury. On the other hand, quercetin, a flavonol whose structure has been reported to be optimum for an antioxidant role, is the most effective of all the flavonoids analyzed. However, the preventive effect of flavonoids is more significant if, before the cells are subjected to oxidative stress induction, we incubate the flavonoids in the culture medium. So ROS scavenging action is not the only means by which procyanidins and other flavonoids prevent oxidative insults to DNA but there is an enhancement of such cellular adaptation mechanisms as gene expression of the antioxidant defence system. In this sense, the in vitro analysis of the effect of procyanidins on gene expression shows a transcriptional activation of glutathione peroxidase (GPx) and glutathione S-transferase (GST) and a posttranslational regulation of Cu,Zn-superoxide dismutase (Cu,Zn-SOD), which is particularly high at 15 mg/L of GSPE. The oxidative conditions are established by decreasing the glutathione (GSH) levels associated to high levels of lipid peroxidation. In these conditions there is no coordinated response of the gene expression profile although there is an enhancement of glutathione cycle-related enzyme activities.Pre-incubating the hepatocytes with procyanidins prevents the glutathione from decreasing, but keeps the redox status stable despite the oxidative conditions. This is probably due to of the fact that the rate-limiting enzyme for GSH synthesis is activated, which stimulates de novo synthesis of GSH. The fact that the redox stability is maintained suggests that the increase observed in the glutathione-related enzyme activities strengthens the antioxidant defence system against possible oxidative injuries.Procyanidins post-translationally regulate the Cu,Zn-SOD in an in vivo model of rat hepatocytes. This is also confirmed in an in vitro model using Fao cells and the regulation is again more enhanced at 15 mg/L, suggesting that this dose exerts greater effects and needs to be studied in more depth. On the other hand, procyanidins do not significantly modify the Cu,Zn-SOD gene expression profile in vivo, when t