Para contribuir a poner en claro la taxonomía de los rudistas americanos se ha creado una base de datos llamada American 2000 y el catalogo de los rudistas de América. La base de datos consta de una parte con toda la bibliografía sobre rudistas americanos y está relacionada con otra parte sobre la sistemática de los rudistas de América. El catalogo de rudistas americanos constituye una guía rápida de géneros y especies de rudistas de América y deja al descubierto grupos problemáticos que necesitan una revisión.Estas herramientas han servido como base para el estudio de un grupo de rudistas del Cretácico superior en México, en los estados de San Luis Potosí, Guerrero y Chiapas. Para este trabajo sistemático se ha trabajado con material fósil colectado en distintas campañas de campo en México desde el año 1998. Dicha fauna se encuentra en las formaciones El Abra, El Doctor (Turoniense o superior) y Cárdenas (Campaniense-Maastrichtiense) en el estado de San Luis Potosí, la Formación Cuautla en Guerrero (Turoniense) y en las formaciones Ocozocoautla y Angostura (Campaniense-Maastrichtiense) en el estado de Chiapas. Se han estudiado 13 yacimientos en San Luis Potosí de los cuales los yacimientos de Amoladeras y Cárdenas son los más ricos en ejemplares de rudistas. En Guerrero se han encontrado 3 yacimientos y en Chiapas 7.Se han descrito 26 especies que corresponden a 16 géneros, pertenecientes a las familias Radiolitidae, Plagioptychide, Hippuritidae y Antillocaprinidae. Se describe la estructura de las láminas de la concha de Biradiolites rudissimus que no había sido descrita. Se describe el aparato miocardinal de Durania ojanchalensis, Tampsia floriformis, Thyrastylon adhaerens y Coralliochama gboehmi el cual no era conocido hasta el momento. Se revisa a Macgillavryia nicholasi y se coloca dentro del género Thyrastylon. Se describe a Eoradiolites liratus y a Durania arnaudi ampliamente conocidas en Europa, África y Asia, siendo los primeros registros para el continente americano. Se hace la descripción de un género nuevo perteneciente al grupo de radiolítidos con canales, para la formación señalada como El Abra, en el estado de San Luis Potosí. Se describe la estructura de los poros de la valva izquierda para Praebarrettia sparcilirata que no era conocida hasta el momento. Se describen dos especies ya conocidas en América del género Titanosarcolites, T. giganteus y T. macgillavryi y una especie nueva. Mitrocaprina tschoppi y Antillocaprina pugniformis hasta ahora sólo registradas para la región del Caribe y Biradiolites rudissimus y Praebarrettia sparcilirata sólo registradas para Chiapas, ahora se conocen para la Formación Cárdenas en San Luis Potosí. Durania curasavica encontrada hasta ahora en el Caribe y Chiapas, se da a conocer en yacimientos del estado de Guerrero. Vaccinites macgillavryi conocida en el Caribe y en Guerrero, se encuentra ahora en estratos atribuidos a la Formación El Abra, pero de edad Turoniense o superior. Gracias a este trabajo se ha ampliado el inventario de especies conocidas en la provincia caribeña para la parte central de México (Fm. Cárdenas). Se han identificado especies en San Luis Potosí de edad Turoniense o superior en calizas atribuidas a materiales del Cretácico medio de la Formación El Abra. Se espera que este trabajo contribuya a clarificar la estratigrafía de esta región. Además se pone especial énfasis en la variabilidad intraespecífica de algunas especies, como es el caso de Biradiolites rudissimus y Vaccinites macgillavryi y en el estudio de la estructura de las láminas de la concha en los radiolítidos, lo cual es fundamental para la atribución al nivel de género y especie. / To contribute clarify the american rudists taxonomy a database called American 2000 is created, along with the american rudists catalog. Database is made of two parts, a bibliographic one from all-american rudists, which it is related to a second part about systematics of american rudists as well. American rudists catalog works as a quick sight into the american rudists taxa and at the same time intends to show problematic groups pending to review.These tools have been the base for an Upper Cretaceous rudists study in Mexico, which crops out in San Luis Potosi, Guerrero and Chiapas states. The paleontological material used for this study comes from a few field trips in Mexico since 1998. This fauna forms part of El Abra, El Doctor (Turonian and upper) and Cardenas (Campanian-Maastrichtian) Formations in San Luis Potosi, Cuautla Formation in Guerrero (Turonian), besides Ocozocoautla and Angostura Formations (Campanian-Maastrichtian) in Chiapas State. There are 13 outcrops in San Luis Potosi, the ones from Amoladeras and Cardenas are the richest in rudists specimens. For Guerrero there are 3 and 7 for Chiapas.There have been described 26 species belonging to 16 genera, from Radiolitidae, Plagioptychidae, Hippuritidae and Antillocaprinidae families. It is described the shell laminae structure from Biradiolites rudissimus not known until today. It is described the myocardinal apparatus in Durania ojanchalensis, Tampsia floriformis, Thyrastylon adhaerens and Coralliochama gboehmi unknown until now. It is review Macgillavryia nicholasi and place into the genus Thyrastylon. There are described Eoradiolites liratus and Durania arnaudi widely known in Europe, Africa and Asia, been the first report of them in the american continent. It is made the description of a new genus that belongs to the canaliculated radiolitids group, which is assigned to El Abra Formation in San Luis Potosi state. It is described the pores structure of the left valve for Praebarrettia sparcilirata not known until now. There are described two well-known species from America who belong to the genera Titanosarcolites, T. giganteus and T. macgillavryi besides there is a new species. Mitrocaprina tschoppi and Antillocaprina pugniformis just founded in the caribbean region and Biradiolites rudissimus and Praebarrettia sparcilirata only known from Chiapas, now are assigned to Cardenas Formation in San Luis Potosi. Durania curasavica known from the Caribbean and Chiapas, shows up in outcrops in Guerrero state. Vaccinites macgillavryi founded in the Caribbean and Guerrero, now figures in strata assigned to El Abra Formation, but from Turonian age or upper. Thanks to this work the register of known species in the Caribbean province has been expanded for Central Mexico (Cardenas Fm.). There are species identified in San Luis Potosi of Turonian age or upper in limestones attributed to middle Cretaceous materials from El Abra Formation. It is expected that this study lead to clarify the stratigraphy of this region. Besides, it has been taken special attention on intraspecific variability of some species, like is the case of Biradiolites rudissimus and Vaccinites macgillavryi, and in the study of shell laminae structure in radiolitids, what is find to be basic in assigning genus and species.

No description available.

El estudio de las plataformas calcáreas del Mesozoico y de los organismos que han contribuido a su desarrollo ha recibido nuevas e importantes aportaciones como ejemplo de respuesta al supergreenhouse climate (clima de superinvernadero) que caracterizó gran parte del Cretácico.El trabajo se ha centrado en el análisis de las asociaciones de rudistas (Bivalvia, Hippuritoidea) del intervalo Turoniense superior-Campaniense, Cretácico superior, en 12 secciones estratigráficas de plataforma calcárea que afloran en localidades de significado paleontológico y estratigráfico particular de los Apeninos centro-meridionales, Italia y la revisión de colecciones en 12 museos.Se han estudiado cinco géneros de la Familia Radiolitidae: Biradiolites, Bournonia, Distefanella, Lapeirousella y Radiolites; y en particular nueve especies con especial significado para la estratigrafía del área considerada: Biradiolites angulosus (d'Orbigny, 1847), Biradiolites martelli (Parona, 1911), Bournonia excavata (d'Orbigny, 1842), Bournonia fascicularis (Pirona, 1869), Distefanella salmojraghii Parona, 1901, Distefanella montagnei Sli kovic, 1971, Lapeirousella samnitica (Parona, 1901), Radiolites dario (Catullo, 1834) y Radiolites trigeri (Coquand, 1859).Se han reinterpretado los caracteres morfológicos de algunas de estas especies y también de algún género, proponiendo, en consecuencia, nuevas descripciones taxonómicas.El análisis de la valva izquierda en los radiolítidos con valva derecha alargada, ha conducido a reconocer dos morfologías distintas, características de contextos sedimentarios diferentes (Tipo A y Tipo B). El análisis de la tasa de crecimiento de los radiolítidos de valva derecha aIargada y concha delgada y de su relación con la tasa de sedimentación ha conducido a estimar tasas realmente elevadas, por lo que estos radiolítidos se consideran indicadores de elevado acúmulo sedimentario.Se han distinguido dos tipos de biofacies con radiolítidos de valva derecha alargada, Slender Radiolitid Biofacies (SRB) que se desarrollaron en distintas áreas y ambientes de la zona considerada a lo largo del Cretácico superior, caracterizadas por distintas asociaciones de especies (SRB Tipo A y SRB Tipo B). La distribución de las biofacies con radiolítidos alargados (SRB) en los Apeninos centro-meridionales es asimétrica y está en íntima relación con la compleja fisiografía de las plataformas calcáreas aisladas que se desarrollaron en el área mediterránea central del Tethys del Turoniense al Santoniense. Su distribución permite reconocer un modelo paleoecológico general en el que deben considerarse algunos parámetros atmosféricos y oceanográficos ligados al flujo de la Corriente Circumglobal del Tethys.Finalmente, los mecanismos de biomineralización adoptados por los bivalvos actuales permiten suponer que la baja relación Mg/Ca y la asociación proteica específica, debe haber jugado un papel importante en la construcción de la concha de los radiolítidos, como lo hace en los bivalvos actuales. / The central Mediterranean area has been investigated by reconstructing the palaeoclimatologic context following the most recent data in literature. Dataasses that surface boundary conditions in late Cretaceous were much different from that of today: sea level much higher (100-200 m higher), medium temperature (higher 14 °C), higher sea water acidity and pCO2 more than 700 ppmv (today 380 ppmv). All these factors deeply modified the global circulation regime. The palaeobiologic answer had to be much different from that of today's biota: rudists with thick calcite shell as radiolitids were well suited to this panorama and represent a keystone in assessing palaeobiologic conditions in a warm climate of the late Cretaceous.Radiolitid rudist bivalves are widely represented in carbonate successions cropping out in central and southern Italy. In order to analyse rudist assemblages, stratigraphic analysis has been performed in 12 successions from five distant areas.In the Monti d'Ocre the succession is condensate, spanning from the Aptian to the Campanian, with three datum planes, mainly of platform margin setting. Rudist assemblages give a good biostratigraphic control with caprinids of the Aptian "Urgonian facies", lagoonal facies with Sauvagesia and other molluscs in the middle Cenomanian, Biradiolites angulosus horizons overlied by grain-supported high-energy Distefanella salmojraghii and Lapeirousella samnitica facies.In the Monti Simbruini, limestones with prevalent mud-supported texture contain radiolitid assemblages composed of beds of elongate Biradiolites angulosus, Radiolites trigeri, Durania arnaudi of late Turonian-Coniacian age, overlaid by assemblages with elongate Radiolites dario and Bournonia excavata of Santonian age. The sedimentary setting is of inner platform. In the Matese Mountains, carbonates of middle Turonian-Campanian age crop out, this is an historical site where Distefanella was instituted. Bioclastic limestones with grain-supported texture bear Distefanella salmojraghii assemblages and other rudist-rich facies.In the Majella Mountain, the physical scalloped platform margin of the Apulian platform crops out. Well preserved Distefanella assemblages with very elongate specimens (up to 40 cm) in bioclastic grain-supported limestone have been studied in situ and found in reprised blocks as olistolithes in the pelagic scaglia.In Cilento area, radiolitids have been found in two distinct assemblages:Radiolites trigeri, Durania arnaudi, Biradiolites martelli, Bournononia gardonica,Biradiolites angulosus (CO Assemblage of late Turonian-Coniacian) and Radiolites dario, Bournonia fascicularis, Sauvagesia tenuicostata (SA assemblage of late Coniacian-Santonian age). Both associations are embedded in mud-supported limestone of inner platform setting and are composed of elongate specimens.Specimens collected in outcrops and others studied in museum's collections allowed to update palaeontologic information on five genera and nine species and to re-describe genus Distefanella. The biomineralization stategy adopted by these extinct bivalves with thick calcite shells, could be analogous to that of living molluscs, eventually involving protein associations with aspein and caspartin.During the Late Cretaceous, different sedimentary contexts show peculiar radiolitid assemblages; the rudist biofacies distribution is strongly influenced by the palaeogeographic setting and by the global palaeo-oceanic circulation pattern that, in the central Mediterranean area, was mainly east-to-west directed.R E S U L T SThe study performed on rudist radiolitid assemblages of the late Turonian-Campanian interval, Late Cretaceous, in 12 stratigraphic sections sampled in the central-southern Apennines, Italy, and the revision of fossil collections in 12 museums, lead to some conclusions on the palaeontology of these bivalves. Nine species with particular significance for the stratigraphy of the considered area, belonging to five genera of the Family Radiolitidae have been studied: Biradiolites angulosus (d'Orbigny, 1847), Biradiolites martelli (Parona, 1911), Bournonia excavata (d'Orbigny, 1842), Bournonia fascicularis (Pirona, 1869), Distefanella salmojraghii Parona, 1901, Distefanella montagnei Sli kovic, 1971, Lapeirousella samnitica (Parona, 1901), Radiolites dario (Catullo, 1834) and Radiolites trigeri (Coquand, 1859).The morphologic features of some of these species, and also of some genera, have been reinterpreted. New taxonomic attributions have been proposed.- Bournonia fascicularis (Pirona, 1869). The species description has been completed as it was poorly known; it has been found in many Coniacian-Santonian successions of Italy. Its generic attribution has been justified.- Biradiolites martelli (Parona, 1911). Two morphotypes have been distinguished: morphotype A with elongate costae and morphotype B with short costae. Its generic attribution has been justified. The revision work lead to consider that the species of genus Milovanovicia Pol ak, 1967 can be ascribed to B. martelli for the whole of its features, so that this genus is unnecessary.- Distefanella Parona 1911. The type material has been revised, reinterpreting the diagnostic features of the genus. It has been ascertained synonymy among species originally ascribed. The study of the whole literature published after, and new collected material allowed to reduce the 25 known species to only two, Distefanella salmojraghii Parona, 1911 and Distefanella montagnei Sli ković, 1971, that are different for the development and grade of invagination of the radial bands.- Its attribution to genus Lapeirousella Milovanović, has been definitively ascertained. The analysis of the left valve in radiolitids with elongate right valve, thin shell, and deeply anchored in the substrate, together with the study of the sediment where they are contained, lead to recognize two distinct morphologies, each typical of different sedimentary context, of inner platform/ramp and platform margin respectively.- Type A, with left valve flat or smoothly concave, provided with a little developed myocardinal apparatus that is considered to be well adapted in environments with moderate to low energy.- Type B, with left valve high, cupuliform, provided with a myocardinal apparatus that, with two teeth very large and myophores laterally well developed, forms a nearly tubular structure that, inserted in the right valve, gives good mechanic strength at the area near the commissure. It is considered well adapted to prevent the accumulation of sediment on the valve itself, moreover to be resistant in an environment under moderate to high energy.The analysis of the growth rate of radiolitids with slender and thin shelled right valve, and their relation with the sedimentation rate, lead to approximate rates really high, up to >4 mm/yr, so that these radiolitids are considered as indicators of high sediment accumulation.Two types of biofacies with slender radiolitids have been recognized, (Slender Radiolitid Biofacies, SRB) that developed in different zones and environments of the considered area in the late Cretaceous, characterized by different species assemblages:- SRB Type A, in limestone with mainly mud-supported texture, frequently of algal-bacterial sedimentation, of inner platform and ramp in the Simbruini Mt., Ausoni Mts. and in Cilento. The carbonate productivity in this context is extremely high if comparing to actual models (up to 20 times higher).In the late Turonian-Coniacian the fossiliferous assemblage is marked by: Biradiolites angulosus d'Orbigny, Biradiolites martelli (Parona) morphotype A, Bournonia excavata (d'Orbigny), Durania arnaudi (Choffat), Radiolites trigeri (Coquand) and Sauvagesia sp. In the Coniacian-Santonian by: Bournonia fascicularis (Pirona) and Radiolites dario (Catullo).- SRB Type B, in limestone with texture mainly grain-supported, bioclastic, of platform margin in the Matese Mts. and in the Majella Mt. The carbonate productivity can be compared to that recorded in the actual most productive barrier reefs. In the late Turonian-Santonian the fossiliferous assemblage is marked by: Distefanella salmojraghii Parona and Lapeirousella samnitica (Parona).It has been ascertained that the slender radiolitid biofacies distribution (SRB) in the central-southern Apennines is asymmetric:- T- he SRB Type A crop out in the Simbruini Mts., Ausoni Mts. and in the Cilento area, localized in the western side of the Apenninic belt.- The SRB Type B is well developed in the bioclastic successions that crop out in the Monti d'Ocre, Matese Mts. and in the Majella Mt., localized in the eastern side of the belt.Both the SRB Type A and SRB Type B are intimately linked to the complex physiography of the isolate carbonate platforms that developed in the central Mediterranean area of the Tethys from the Turonian up to the Santonian. Its distribution allows to recognize a general palaeoecologic model where, to explain the asymmetry, some oceanographic and atmospheric parameters must be considered, linked to the Tethys Circumglobal Current flux that, in the Late Cretaceous, was from the East to the West in the latitude corresponding to the central Mediterranean area (between 15° and 25° of latitude).The examination of the biomineralization mechanisms adopted by the living bivalves allow to hypothesize that the low Mg/Ca ratio and the specific protein assemblage have had a key role in the formation of the radiolitid shell, as it is in the living bivalves. Particularly, aspein and caspartin might have acted as amplifiers in calcite shell biomineralization process and as palaeobiologic response of these bivalves to the supergreenhouse climate context of the Cretaceous.

En aquesta tesi doctoral, s'ha plantejat una caracterització del Mantell Subcontinetal Litosfèric (MSCL) del NE de la península Ibèrica a partir de l'estudi de xenòlits mantèl·lics englobats en laves i piroclasts dels volcans La Banya del Boc i Puig d'Adri, (Girona), d'edat Neògeno-Quaternari i formats en context d'intraplaca continental. Inicialment, les úniques dades disponibles eren descriptives (Tournon, 1968), però durant l'elaboració d'aquesta tesi, Bianchini et al. (2007) va publicar noves dades que suggereixen que aquest mantell presenta unes característiques diferents de les d'altres àrees de la placa europea; segons aquest estudi previ, el MSCL de Catalunya estaria format per una suite bimodal de lherzolites i harzburgites, i aquestes últimes tindrien una història complexa d'empobriment múltiple que les equipararia a un mantell cratònic. La caracterització que aquí es farà, partint d'un mostreig diferent, té com a objectius, (1) establir les litologies i discutir les relacions entre elles; (2) discutir els processos petrogenètics que han condicionat l'evolució geoquímica del MSCL en aquesta àrea i comparar-la amb la d'altres àrees equivalents de la placa europea; i (3) determinar les condicions de temperatura, pressió i fugacitat d'oxigen durant la seva evolució subsòlidus. La metodologia utilitzada ha estat l'estudi petrogràfic i geoquímic d'elements majors i traça, en minerals i roca total, i d'isòtops de Sr en cristalls separats de clinopiroxè. Els xenòlits estudiats indiquen que el MSCL de Catalunya, estaria constituït principalment per lherzolites i harzburgites amb espinel·la i anhidres, i en molta menys proporció, per piroxenites (websterites i websterites olivíniques). Els dos tipus de peridotites apareixen en proporcions similars i existeix una transició gradual entre elles, tal com s'observa en altres zones equivalents de la província centre-occidental europea. Dominen les textures protogranulars, però hi ha també textures porfiroclàstiques, equigranulars i pirometamòrfiques. La composició química d'elements majors i traça en minerals i roca total confirma la variació gradual entre els dos tipus de peridotites i una composició més diferenciada per a les piroxenites. Les composicions de les peridotites es correspondrien millor amb les d'un mantell circumcratònic que amb un cratònic. La correlació general negativa entre els components basàltics i els elements mitjanament incompatibles (V, Ga, Y i HREE) respecte #Mg i #Cr per una banda, i positiva dels elements traça compatibles (Ni i Co), per l'altra, serien coherents amb un empobriment per fusió parcial, encara que un procés de refertilització també explicaria aquestes variacions. Assumint un procés de fusió parcial, el model més adient seria una fusió fraccionada per descompressió, que hauria pogut començar dins del camp d'estabilitat de les lherzolites amb granat, però tindria lloc principalment dins el domini d'estabilitat de les lherzolites amb espinel·la. La composició de les lherzolites s'explicaria per un grau de fusió inferior al 20%, però arribaria fins a un 25-30% a les harzburgites. Posteriorment, les harzburgites i algunes lherzolites, haurien estat afectades per processos metasomàtics. S'han identificat dos tipus de metasomatisme, un en relació amb un fos silicatat alcalí de tipus basàltic, i l'altre, relacionat amb un fos carbonatític. Ambdós agents metasomàtics podrien estar lligats en l'espai i el temps si s'assumeix un procés de reacció i fraccionació cromatogràfica a partir d'un fos màfic alcalí inicial. Aquest fos podria ser d'edat cretàcica, i les piroxenites serien cumulats d'aquests fosos. Les dades isotòpiques de Sr disponibles, indiquen que existeix un desdoblament entre el comportament dels isòtops i els elements traça durant el metasomatisme. Durant l'evolució subsolidus d'aquest mantell, harzburgites i piroxenites s'haurien equilibrat a temperatures més altes (1139-1027oC) que les lherzolites (1080-792 oC). També les harzburgites haurien registrat valors de pressió més baixos que la majoria de lherzolites. Finalment, els valors termobaromètrics de fO2 de harzburgites i lherzolites es solapen. / This study is a characterization of the Subcontinental Lithospheric Mantle (SCLM) of NE Iberian Peninsula based on mantle xenoliths enclosed in lava flows and pyroclastic deposits from two Neogen-Quaternary volcanoes, La Banya del Boc and Puig d'Adri, both in Girona, Catalonia, and formed in a continental intraplate setting. The only data available were mainly descriptive (Tournon, 1968), but simultaneously with this study, Bianchini et al. (2007) published new data, which suggest that this mantle has peculiar characteristics with respect to other SCLM in equivalent areas of the European plate; the SCLM in Catalonia would be formed by a bimodal suite of lherzolites and harzburgites, the latter representing extreme refractory residua due to multistage melt extraction as it is typical of a cratonic mantle. Parting from a different sampling, the main objectives of this study are: (1) the petrographic and geochemical characterization of the mantle rocks in the area, along with the discussion on the relationships between them; (2) to discuss the petrogenetic processes that have constrained its geochemical evolution and to compare it with that observed in equivalent areas of the European plate; and (3), to estimate the conditions of temperature, pressure and oxygen fugacity during its subsolidus evolution. The methodology considered includes the using of petrographic and electronic microscopes, major and trace element geochemical analyses on both minerals and bulk rocks, and the Sr isotopic composition of separated clinopyroxene crystals. The studied xenoliths show that the Catalan SCLM is mainly formed of anhydrous spinel lherzolites and harzburgites, but there are also scarce pyroxenites (websterites and olivine websterites). Both peridotite types appear in similar proportions and there is a gradual variation between them, as it is observed in equivalent areas of the western- central European volcanic province. Protogranular textures are dominant, with less porphyroclastic, equigranular and pyrometamorphic textures. Major and trace element compositions in both minerals and bulk rocks confirm the gradual variation between both types of peridotites and a more evolved composition for pyroxenites. Most peridotite compositions correspond to a circumcratonic mantle rather than to a cratonic one. Both the negative correlation between numbers, such as #Mg and #Cr, and basaltic components on the one hand, and between these numbers and mildly incompatible trace elements (V, Ga, Y and HREE) on the other hand, along with the increasing compatible trace element (Co and Ni) abundances from lherzolites to harzburgites are consistent with partial melting depletion, although a refertilization process would be also in agreement with these correlations. Assuming a partial melting process, the most adequate model would be a polybaric fractional melting, caused by decompression, which could have started in the garnet lherzolite field, but it would have occurred mainly in the spinel lherzolite field. Lherzolites compositions could be explained by less than 20% degree of melting from a Primitive Mantle, but the most refractory harzburgites would requiere 25-30% degree of melting. Subsequently, metasomatism affected all harzburgites and a few lherzolites. Two metasomatic types have been detected, one related to a basaltic alkali-silicate melt, and the other to carbonatitic melts. Both metasomatic agents could be linked in space and time if reaction-chromatographic fractionation from an initial alkali mafic melt is assumed. That melt could be of Cretaceous age, and the pyroxenites could be formed as cumulates from it. The Sr isotopic compositions of clinopyroxene show a decoupling between the isotope and trace element behavior during metasomatism. During the subsolidus evolution of this mantle, harzburgites and pyroxenites were equilibrated at higher temperatures (1139-1027oC) than lherzolites (1080-792oC). Harzburgites also registered lower pressures than most lherzolites. Finally, thermobarometric oxygen fugacity shows overlapping between harzburgites and lherzolites.

El comportament hidrodinàmic de les aigües subterrànies en conques intramuntanyoses ve condicionat principalment per la geologia, i especialment pel context estructural i els materials sedimentaris que reomplen la conca. L'estudi d'aquestes àrees requereix un enfocament a gran escala per poder determinar les zones de recàrrega i descàrrega dels diferents sistemes de flux que conformen els recursos hídrics de la zona. Aquestes zones solen estar afectades per un fort desenvolupament humà que pot donar lloc a una modificació de la quantitat i la qualitat de l'aigua subterrània de diferents formes. En aquest sentit, en conques intramuntanyoses és un aspecte clau entendre la importància de la geologia i de les pressions humanes en el flux d'aigua subterrània per arribar a assolir una gestió correcta dels recursos hídrics, així com per assegurar llur disponibilitat a llarg termini. En aquesta tesi s'ha estudiat la depressió de la Selva com a un cas paradigmàtic on té lloc una important pressió sobre els recursos hídrics subterranis. Per tal d'estudiar el paper hidrogeològic que juguen les falles regionals en conques intramuntanyoses, en primer lloc, s'ha realitzat un model hidrogeològic conceptual a partir de la modelització del flux subterrani. Per fer&#8208;ho, s'ha dut a terme una simulació d'una zona de falla subjacent a una formació al&#8729;luvial, on la falla pot recarregar o drenar l'aqüífer al&#8729;luvial. S'han considerat diferents valors de permeabilitat per la zona muntanyosa, la zona de falla i els materials sedimentaris, així com diferents gruixos de falla i condicions de contorn. Els resultats mostren que es poden produir fluxos verticals ascendents i descendents a la part superior de la zona de falla degut a l'acció de la formació al&#8729;luvial, i fins i tot a través del sòcol, influenciant per tant la recàrrega dels materials sedimentaris de la depressió. En segon lloc, s'ha caracteritzat el sistema hidrogeològic de la depressió de la Selva mitjançant mesures del nivell piezomètric i dades hidroquímiques e isotòpiques (&#948;18O, &#948;D) al llarg de diverses campanyes de camp amb un doble objectiu: (i) caracteritzar un sistema hidrodinàmic on els elements tectònics juguen un paper important en la hidrodinàmica subterrània, i (ii) descriure la influència de l'explotació d'aigües subterrànies en la hidrodinàmica del sistema. Els resultats piezomètrics han posat de manifest la relació existent entre les formacions situades a les zones de muntanya que envolten la depressió i els materials sedimentaris que rebleixen aquesta. Les zones de falla tenen un efecte directe en la recarrega, permetent l'existència de fluxos verticals ascendents des del sòcol cap a diferents aqüífers sedimentaris. Les dades hidroquímiques i isotòpiques han validat aquestes observacions. En aquest sentit l'ió fluor (< 15 mg/l) i nitrat (< 217 mg/l) han estat usats com a traçadors dels fluxos profunds i superficials respectivament i han permès posar de manifest l'efecte dels bombejos en la distribució de les línies de flux. La composició isotòpica de la molècula de l'aigua (&#61540;18OH2O, &#61540;D) ha evidenciat canvis estacionals en les aigües captades pels pous posant de manifest l'existència de dos sistemes de flux: un sistema de flux regional amb llargs temps de trànsit i originat a les zones circumdants més elevades, i un sistema de flux local recarregat a la zona de la depressió. Els dos sistemes contribueixen de manera diferent als recursos hídrics que s'estan explotant, i la seva aportació específica defineix el potencial de la depressió per una explotació sostenible a llarg termini. S'han caracteritzat les aigües des d'un punt de vista hidroquímic a partir de la composició en elements majoritaris, minoritats i traça (fluor, brom, liti, TOC) i de dades isotòpiques (&#61540;18OH2O, &#61540;D, triti, &#61540;34SSO4, &#61540;18OSO4). Aquesta caracterització ha permès una descripció acurada dels processos geoquímics que defineixen les fàcies hidroquímiques de l'aigua subterrània al llarg de la depressió de la Selva. Així, s'han definit dos sistemes de flux regional i diferents qualitats de l'aigua associada a la recarrega local, i alhora s'ha corroborat el model hidrogeològic conceptual de la depressió de la Selva. Des d'un punt de vista regional, a la depressió de la Selva el control estructural defineix sistemes de flux locals, intermitjos i regionals, els quals son responsables de la hidrodinàmica a gran escala, fins al punt que aquests son responsables de la recuperació dels descensos del nivell piezomètric després del període de màxima extracció (estiu). A la zona d'estudi, l'origen de la recarrega, a escala regional, és atribuïda a la serralada Transversal, a la zona més septentrional de la conca, i a les Guilleries, especialment a la zona oest. Aquests sistemes hidrogeològics impliquen un flux vertical ascendent des del sòcol que recarrega els nivells aqüífers neògens de la depressió. Els sistemes de flux locals i intermitjos s'originen a la pròpia depressió o a les zones circumdants més properes, els quals estan menys afectats per les zones de falla. La pressió antròpica crea una barreja entre els diferents sistemes de flux modificant la qualitat de l'aigua al llarg de l'any. Els resultats d'aquest estudi mostren que en conques intramuntanyoses per obtenir una caracterització integrada del sistema hidrogeològic i el coneixement necessari per formular estratègies específiques cap a una gestió sostenible dels recursos hídrics, i en concret a la depressió de la Selva, és necessari: i) la utilització de diferents metodologies per abordar l'estudi d'aquests tipus de sistemes hidrogeològics. Així, en el present treball primerament s'aborda des de la caracterització de camp fins a la modelització numèrica passant per l'estudi de nivell piezomètrics i dades hidroquímiques e isotòpiques; ii) caracteritzar l'evolució piezomètrica de les diferents formacions geològiques juntament amb les característiques hidroquímiques/isotòpiques i els processos geoquímics relacionats que defineixen les mostres d'aigua, i per tant, cada un dels extrems de barreja de la recarrega (local, intermitja i regional) que participen en el conjunt del sistema de flux; iii) finalment, identificar les pressions humanes, fins i tot en els sistemes a més gran escala, com una verdadera alteració al comportament natural. Aquesta tesi defineix els sistema hidrogeològic de la depressió de la Selva com a exemple de funcionament hidrodinàmic sota pressions antròpiques aplicable a altres conques intramuntanyoses. Aquest coneixement és necessari per formular estratègies de gestió dels recursos hídrics des d'un punt de vista quantitatiu i qualitatiu, com a eina indispensable per satisfer la demanda lligada a una millora socioeconòmica sense produir un empitjorament de la qualitat ambiental a llarg termini. / Groundwater hydrodynamics in range&#8208;and&#8208;basin areas are essentially determined by their geology, including the tectonic structure and the basin sedimentary infilling. Their study requires a large&#8208;scale approach to determining the location of the recharge and discharge areas of each flow system providing the basin with water resources. Furthermore, most of these areas have undergone heavy human development that can modify groundwater quantity and/or quality in different ways. Understanding geological and human influences on groundwater flow in these areas is a key aspect in achieving an adequate water resources management and therefore its future availability. In this dissertation, the Selva Basin has been studied as a paradigmatic case of a range&#8208;and¬basin area with severe human pressure on its groundwater resources.A conceptual hydrogeological model emphasizing the role of the main fault zones has been developed and tested using numerical flow modeling as a first step. Groundwater flow has been simulated in a range&#8208;and&#8208;basin area affected by a significant fault zone, which may drain or recharge an overlying alluvial aquifer. Various hydraulic conductivity values for the range rocks, the fault¬zone, and the sedimentary infilling of the basin are considered, as well as different fault&#8208;zone widths and boundary conditions. The results show that upward and downward fluxes develop in the upper part of the fault zone controlled by the action of the alluvial aquifer, and even through the basement floor, which influence the recharge of the sedimentary infilling of the basin.Second, the Selva range&#8208;and&#8208;basin hydrogeological system is described using potentiometric, hydrochemical, and isotopic data (&#948;18O, &#948;D) taken from different field surveys, in order to achieve a twofold objective: (i) to describe a hydrogeological system in which tectonic elements play a significant role in the flow dynamics, and (ii) to show the influence of groundwater exploitation on the hydrodynamics of the system. Hydraulic head data indicate the relationships between the geological formations in the range areas and the sedimentary infill of the basin. In this context, fault zones and a fracture network have a direct effect on the recharge, and allow an upward vertical flow from the basement to the sedimentary aquifers. Hydrochemical and isotopic data support this observation. The use of fluoride (up to 15 mg/l) and nitrate (up to 217 mg/l) as tracers for the contribution of deep and shallow flow systems respectively provides a detailed portrait of the effects of pumping on the flowpath distribution. Isotopic data depict seasonal trends in groundwater captured by wells. Two distinct flow systems are differentiated: a regional, large&#8208;scale, long residence time system, originating in the surrounding ranges, and a local flow system constituted by infiltration in the lower areas of the basin. The two systems contribute differently to the resources that are withdrawn, and their specific contributions define the potential for sustainable future water exploitation in the basin. The final part of this hydrogeological study is a more specific description of the geochemical processes that determine the hydrochemical characteristics of groundwater across the Selva basin, based on the interpretation of major, minor and trace elements (such as fluoride, bromide, lithium, TOC, and their ratios to some major elements), and isotope data (&#61540;18OH2O, &#61540;D, tritium,&#61472;&#61540;34SSO4,&#61472;&#61540;18OSO4). It defines two different regional flow systems and different water qualities of local recharge anduses this specific data to corroborates the overall hydrogeologic conceptual model for the Selva range&#8208;and&#8208;basin area. From a methodological perspective, this chapter explores the use of minor elements and isotopes in the interpretation of regional scale system hydrodynamics. It also discusses their use as tracers of the distinct ground water flows originating in distinct recharge areas and influenced by an intricate tectonic setting. The results of this dissertation describe the flow system of the Selva basin. In this basin, structural control defines the local, intermediate and regional flow systems responsible for the large&#8208;scale hydrodynamics of the basin and, more importantly, the recovery of drawdown after the main withdrawal period (summer). The origin of the recharge of the large&#8208;scale, regional flow systems is assigned to the Transversal range on the northern side and to the Guilleries range, especially in the western part. These hydrogeological systems include a groundwater flow within the basement and an upward vertical recharge from the basement to the overlying Neogene sedimentary layers. The local and intermediate flow systems originate in the basin itself or in the less&#8208;elevated surrounding ranges, and the fault system has a minor effect on their flowpaths. Human development modifies the flow paths mixing the different flow systems and changing the water quality along the year seasons. From a broader point of view, this highlights the value of using different methodological insights in the study of these hydrogeological systems, as well as addressing the problem of water management in complex geological environments. First, it presents the outcome of various methodologies ranging from field work to numerical modeling, together with the analysis of hydraulic head, hydrochemical and isotopical data. Second, it shows the relevance of potentiometric evolution in different geological settings, and the treatment of the hydrochemical/isotopic features and related geochemical processes that define groundwater samples and therefore each of the recharge end&#8208;members (local, intermediate, and regional) that participate in the overall flow systems. Finally, it identifies the effect of human pressures even on large&#8208;scale flow systems, as true alterations of natural behavior. The recognition of these effects, together with an integrated characterization of the hydrogeological system, provides the necessary knowledge for formulating specific strategies for assessment focusing on sustainability of water resources management in these geological contexts. In specific terms, these strategies must be based on the importance of the groundwater flow terms in the water balance for a given hydrological basin. These terms are usually overlooked, yet they play an important role, especially when groundwater resources from deep confined (or leaky) aquifers are exploited. In the case of the Selva basin, identifying this contribution is fundamental in establishing potential future exploitation rates that further socio&#8208;economic developments may generate. This dissertation shows the scope of several approaches to describing this term in the water budget in range&#8208;and&#8208;basin areas in order to determine the availability of water resources therein, as a first essential step towards sustainability.

En aquest treball hem aprofundit en l'estudi del factor de transcripció GAGA de Drosophila melanogaster, codificat pel gen Trithorax-like (Trl). GAGA s'uneix al DNA per seqüències de tipus d(GA)n, presents a moltes regions reguladores. Ja inicialment es va comprovar que és un factor essencial, que activa multitud de gens. Tot i així, també s'ha vist que reprimeix l'expressió del gen que la codifica, Trl. En aquest treball hem fet especial èmfasi en l'estudi d'aquest mecanisme d'autoregulació negativa. A més, també hem realitzat un estudi funcional global de GAGA en cèl·lules, per tal d'identificar els processos en que hi podria participar.Per mitjà d'assajos a sistemes cel·lulars heteròlegs, hem conclòs que l'autoregulació negativa de Trl està conservada entre D. melanogaster i D. virilis, però no així a cèl·lules HeLa humanes, on lluny de reprimir, GAGA activa Trl. Partint de la idea de que ha d'existir algun element a la seqüència del promotor de Trl que determini aquesta autoregulació, hem buscat aquest element emprant diverses estratègies i metodologies. Tot i que no hem aconseguit definir exactament les regions imprescindibles per a la repressió, pels nostres resultats proposem que GAGA actuaria desplaçant a un activador més potent del promotor de Trl, resultant en una davallada de l'activitat transcripcional. Alternativament, també podria ser que existís algun factor repressor que actués juntament amb GAGA per a reprimir Trl. En aquest sentit, hem analitzat la contribució d'altres factors de transcripció al mecanisme de repressió. D'aquests, només dCtBP ha mostrat una certa activitat repressora de Trl, encara que probablement per un mecanisme independent de GAGA. D'altra banda, hem analitzat la contribució de les diferents regions de GAGA al mecanisme de repressió, determinant que el domini d'unió al DNA, tot i que imprescindible, no és suficient per a que es doni la repressió, ja que la correcta disposició nuclear i per tant, també l'activitat de GAGA, depenen en part de la regió X. Posteriorment, vàrem passar a validar els resultats en un sistema de mosques transgèniques, concloent que la repressió de Trl per GAGA es dóna igualment, de forma independent de teixit i d'estadi de desenvolupament. A més, emprant RT-PCR quantitativa hem demostrat que, tant a mosca com a cèl·lules, la sobreexpressió de GAGA es tradueix en una davallada dels mRNAs transcrits a partir de la còpia endògena de Trl, indicant que la repressió és molt probablement a nivell transcripcional.Finalment, hem realitzat un experiment de transcriptòmica global en funció de la sobreexpressió i depleció de GAGA via RNAi. Els resultats obtinguts indiquen clarament que GAGA és un activador en tots els casos excepte, potser, en uns pocs promotors en els que està per veure si ho fa directa o indirectament. A més, qualsevol sobreexpressió de GAGA és extraordinàriament letal per a la mosca, fet que justifica la rellevància de l'autoregulació de Trl in vivo. A més, hem vist que la sobreexpressió de la isoforma GAGA519 comporta una major letalitat que la de GAGA581, indicant un possible camí funcional diferent per a les dues isoformes. / In this work we have gone into the study of the Drosophila melanogaster's GAGA factor in depth. This factor is codified by the Trithorax-like (Trl) gene and it binds to d(GA)n DNA sequences, which are present in many regulatory regions. It is known that GAGA is an essential transcription factor that activates dozens of genes. In spite of this, it has been shown that GAGA factor can repress its own expression. In this work we have studied this negative self-regulation mechanism in detail. Moreover, with the aim to identify the processes in which GAGA factor can participate, a global functional analysis of GAGA in cells has also been performed.Taking advantage of working in heterologous cellular systems, we have concluded that the negative self-regulation of Trl is conserved between D.melanogaster and D.virilis, but not in HeLa human cells where on the contrary GAGA activates Trl. Assuming that it has to be some element in the Trl promoter sequence that should determine this negative regulation, we have made many efforts to find this element with different strategies and methodologies. Even though we have not been able to precisely define the essential regions for the repression, our results suggest that GAGA could be acting by displacing a stronger activator from the Trl promoter that leads to a decrease in transcriptional activation. On the other hand, it could be possible that a repressor factor could work with GAGA to repress Trl. In this direction, we have analyzed the possible contribution of different transcription factors in this repressing mechanism. Only dCtBP has shown some repressing activity but probably due to an independent mechanism not related to GAGA. Apart from that, we have also analyzed the contribution of the different domains of GAGA to the repressing mechanism, determining that the DNA binding domain is necessary but not sufficient to this repression, because the correct nuclear distribution and also the GAGA activity depend in part on the X region. Later on we validated the results in a transgenic fly system, concluding that Trl repression by GAGA exists and it is independent of the tissue and developmental stage. Furthermore, using quantitative RT-PCR we also demonstrate that both in flies and in cells, GAGA over-expression results in a depletion of the mRNA transcripts from the endogenous Trl copy, indicating that repression is probably taking place at transcriptional level.Finally, we have performed a high throughput transcriptome analysis, by over-expressing and also depleting GAGA factor, by using RNAi. The results obtained clearly indicate that GAGA is an activator except in few promoters in which it is still unclear whether it acts in a direct or indirect manner. Besides, any GAGA over-expression is extremely lethal for the fly, and that justifies the great importance of the self-regulation of Trl in vivo. We have also observed that over-expression of GAGA519 isoform results in more lethality than over-expression of GAGA581, indicating a differential way of function for the two isoforms.

Mutacions autosòmiques dominants en els gens de presenilines (PS) són la principal causa d'Alzheimer familiar hereditari. Aquestes mutacions alteren el metabolisme de l'APP i la generació del pèptid &#946;-amiloide, el qual s'acumula en forma de plaques en el cervell dels malalts d´Alzheimer. Les PS són les unitats catalítiques del complex enzimàtic &#947;-secretasa, responsable de la proteòlisi de proteïnes tipus I, entre elles l'APP i Notch. A més del seu important paper en la patologia de la malaltia d´Alzheimer, les PS regulen processos de proliferació ja que la seva inactivació produeix tumors epitelials en ratolins a través de mecanismes moleculars poc coneguts. Degut a l'important paper del receptor d'EGF (EGFR) en processos oncogènics, varem hipotetitzar que les PS podien alterar la transformació cel·lular en part mitjançant la regulació de la via de senyalització de l´EGFR.Els resultats obtinguts indiquen que la inactivació de les PS en fibroblasts causa transformació cel·lular que és específicament bloquejada amb un inhibidor de l'EGFR. Observarem un increment en l'expressió i senyalització de l'EGFR degut a un retard en la degradació a causa d'alteracions en els processos d'ubiquitinització/deubiquitinització d'aquest receptor. La regulació de PS sobre EGFR depèn de l'activitat de la E3 ubiquitina lligasa Fbw7. En aquest treball hem descrit per primera vegada que la pèrdua de funció de PS ocasiona un excés en la transcripció gènica de Fbw7, el qual regula positivament els nivells d'EGFR. Aquests resultats són innovadors ja que, tot i que Fbw7 actua com gen supressor de tumors en altres teixits, en aquest cas està promovent transformació cel·lular sent la primera vegada que es descriu un increment en els nivells de Fbw7 en un procés tumoral epitelial. Aquests resultats són corroborats en un model de ratolí induïble amb deficiència específica d'ambdues PS en pell (ePS cDKO), que ha estat generat en el desenvolupament d'aquest treball. Els ratolins ePS cDKO desenvolupen espontàniament tumors escatosos (SCC) a la pell del coll i presenten susceptibilitat a desenvolupar tumors en front a l'exposició a agents citotòxics.En aquesta tesi doctoral s'ha descrit que la pèrdua de funció de PS en pell té greus conseqüències en l'homeòstasi epitelial ja que l'absència de PS produeix el desenvolupament de SCC que porta a la mort dels animals a una edat màxima de 2.5-3 mesos d'edat. Aquest fenotip és degut a la desregulació de la via de senyalització de Notch, &#946;-catenina i EGFR, tenint aquest últim un paper cabdal segons els resultats obtinguts en aquest treball. El paper central de PS en la regulació de les diferents vies de senyalització esmentades suggereix que PS és un important gen supressor de tumors. / Dominant autosomic mutations of presenilin (PS) genes are the most important cause of familiar Alzheimer disease. These mutations modify APP metabolism and &#946;-amiloid peptide generation, which is accumulated forming plaques on the brain of Alzheimer disease patients. Presenilins are the catalytic unit of &#947;-secretase enzymatic complex, responsible of proteins type I proteolysis, such as APP and Notch. Besides their important role on Alzheimer disease, PS regulate proliferation processes since its inactivation on mice leads to development of epithelial tumor through poor understood molecular mechanisms. Due to the important role of EGF receptor (EGFR) on tumoral processes we hypothesized that presenilin could be involved on cellular transformation in part by regulating EGFR signaling pathway. Results obtained in this work indicate that inactivation of PS in fibroblasts cause cellular transformation that is specifically blocked by using an EGFR inhibitor. We observed an increase of EGFR expression and signaling due to a delayed degradation caused by an alteration of ubiquitination and de-ubiquitination processes. Regulation of EGFR by PS is depending of E3 ubiquitin ligase Fbw7 activity. This work describes for first time that lost of PS function leads to increased transcription of Fbw7, which positively regulates EGFR levels. These results are pioneering since, whereas Fbw7 is a tumor suppressor gene in other tissues, in skin it promotes cellular transformation being the first time that is described an increase of Fbw7 levels in skin tumor. These results are corroborated in a mice model inducible and conditional with PS deletion in skin (ePS cDKO), which has been generated during the development of this study. ePS cDKO mice develop spontaneously squamous cell carcinoma (SCC) in neck skin area and show increased tumor susceptibility in front of cytotoxic agents. This thesis has described that lost of PS function in skin has drastic consequences on epithelial homeostasis since PS deficiency leads to development of SCC and causes death of animals at 2.5-3 moths of age. This phenotype is due to a deregulation of Notch, &#946;-catenin and EGFR signaling pathways, where the last one has the most important role in accordance to the results obtained in this study. Key role of PS in regulation of several pathways suggest PS as an important tumor suppressor gene.

La tesis que es presenta comprèn tres treballs d'investigació independents, connectats entre sí per un mateix fil conductor: l'estudi de l'estructura i funció de l'organela terminal de Mycoplasma genitalium.En el primer treball s'han obtingut i caracteritzat mutants deficients per les proteïnes P140 i P110. Aquests estudis han revelat que les proteïnes P140 i P110 estan estabilitzades de forma recíproca, són els principals determinants de citadherència i la seva presència és necessària per al desenvolupament de l'organela terminal. A més, l'absència d'aquestes dues proteïnes també promou la inestabilitat de la proteïna de motilitat MG386 i un increment en els nivells de la proteïna DnaK. Per altra banda, també s'han analitzat un conjunt de mutants espontanis en adhesió cel·lular que apareixen amb una elevada freqüència. Aquest anàlisi ha permès determinar que aquests mutants s'originen com a conseqüència de grans delecions afectant als gens codificants de les proteïnes P140 i P110. A més, s'ha demostrat que aquestes delecions són producte de recombinacions entre seqüències dels gens afectats i seqüències repetides que es troben distribuïdes al llarg del genoma. Aquest origen recombinatiu explica l'alta freqüència d'aparició d'aquests mutants i obre la possibilitat de l'existència d'un mecanisme general de variació de fase de l'expressió de les proteïnes P140 i P110. En el segon treball s'ha investigat el paper de la proteïna MG312 en l'arquitectura i funció de l'organela terminal. Aquest estudi ha permès determinar que aquesta proteïna és un component estructural bàsic de l'organela terminal, essencial per al manteniment de la integritat d'aquesta estructura i d'alguns dels seus components. Com a conseqüència, els mutants deficients per la proteïna MG312 no desenvolupen organeles terminals, són parcialment deficients en adhesió i completament immòbils. D'altra banda, també s'ha analitzat la implicació de diferents dominis en la funció de la proteïna MG312. En general, aquest estudi ha permès identificar dos dominis funcionals importants: un domini C-terminal que manté la integritat estructural de l'organela terminal i un domini N-terminal amb una implicació més específica en motilitat i/o divisió cel·lular. També s'ha analitzat la implicació específica dels motius EAGR i Walker A presents en el domini N-terminal. Per últim, la proteïna MG312 ha estat expressada de forma recombinant. Estudis de microsocòpia electrònica sobre la proteïna recombinant indiquen que aquesta proteïna mostra una notable semblança estructural amb les proteïnes SMC, implicades en el manteniment estructural dels cromosomes. En el tercer i últim treball s'ha abordat la identificació de gens involucrats en el control del moviment dels micoplasmes. Es descriu el desenvolupament d'un mètode, que ens ha permès aïllar un mutant deficient per la proteïna MG217 i que exhibeix alteracions en els patrons de moviment. Les dades obtingudes de la caracterització d'aquest mutant indiquen que la proteïna MG217 és un nou component de l'organela terminal implicat en promoure la inclinació d'aquesta estructura respecte el cos cel·lular. De manera interessant, aquestes alteracions en el grau d'inclinació de l'organela terminal es correlacionen amb els canvis observats en els patrons de moviment, suggerint que l'organela terminal actua com a un timó i determina la direcció del desplaçament dels micoplasmes. / This thesis is composed of three independent research works focused on the study of the structure and function of the terminal organelle in Mycoplasma genitalium.In the first work, we obtained and characterized P140 and P110 deficient mutants. These studies revealed a reciprocal posttranslational stabilization between P140 and P110 proteins, and that these proteins are required for cell adhesion and terminal organelle development. Loss of either P140 or P110 also correlates with decreased levels of the MG386 motility related protein and increased levels of the DnaK protein. In addition, several cytadherence-negative mutants that appear spontaneously at unexpectedly high rates were also examined. We found that these mutants were originated as a consequence of large deletions affecting the P140 and P110 coding genes. Furthermore, we demonstrated that these deletions are the product of recombination events involving sequences of the P140 and P110 coding genes and DNA repetitive elements that are distributed along the M. genitalium genome. The recombinative origin of these deletions provides a plausible explanation for the unexpectedly high rates of appearance of these mutants and opens the possibility of the existence of a phase variation mechanism to switch on and off the expression of the M. genitalium P140 and P110 cytadhesins. In the second work, we investigated the role of the MG312 protein in the function and architecture of the terminal organelle. We found that MG312 protein is a structural component essential to maintain the integrity of the terminal organelle and its components. As a consequence, MG312 deficient mutants loss the terminal organelle and exhibit an intermediate-cytadherence phenotype and a complete absence of gliding motility. On the other hand, we also examined the contribution of different domains in the MG312 protein function. This study allowed us to identify two separate and functional domains: a C-terminal domain implicated in the terminal organelle assembly functions and an N-terminal domain involved specifically in gliding motility and/or cell division. The specific contribution of the EAGR box and Walker A box found in the N-terminal region was also examined. Finally, MG312 was expressed in a recombinant way and its structure was analyzed by using electron microscopy. Images obtained showed that this protein exhibits a surprising structural similarity with SMC proteins, involved in the structural maintenance of chromsomes.In the third and last work we aimed to identify genes related to the regulation of the mycoplasma cell movement. We developed a straightforward procedure that allowed us to isolate a MG217 deficient mutant exhibiting an altered gliding behaviour pattern. Further characterization of this mutant revealed that the MG217 protein is a novel terminal organelle component involved in the curving of this structure in M. genitalium cells. Interestingly, changes in the tilt angle between the terminal organelle and the cell body correlates with the observed changes in the gliding behaviour, suggesting that the terminal organelle operates as a guide to steer the mycoplasma cell in specific directions.

La neuropatía diabética (ND) es una de las complicaciones a largo plazo más comunes que presentan los pacientes con diabetes mellitus (DM). Los pacientes presentan como síntomas más significativos un deterioro de la función nerviosa con disfunción sensorial y dolor en las extremidades. Los mecanismos patológicos, que llevan al desarrollo de la complicación pueden ser múltiples y no están claros por lo que no existe un tratamiento único y satisfactorio. El descubrimiento de un tratamiento eficaz requiere una mayor comprensión de las causas que desencadenan la complicación, entre ellas qué tipo celular está primariamente afectado, lo que permitiría tratar la enfermedad en las primeras etapas de la complicación.El sistema nervioso periférico (SNP) contiene principalmente dos tipos celulares: neuronas y células de la glia, concretamente las células de Schwann (SC) que son las responsables de la producción de las proteínas de la mielina. En la primera parte de este trabajo nos centramos en la caracterización molecular de los efectos de la concentración de glucosa sobre las SC in vitro, en cultivos establecidos y primarios y también en cocultivos de SC y neuronas sensoriales primarias. Más tarde se realizaron estudios in vivo en muestras de nervios ciáticos de tres modelos animales diferentes, ratones ICR adultos y jóvenes a los que se les indujo la diabetes experimental mediante inyección de estreptozotocina (STZ) y también en ratones NOD, modelo de diabetes tipo I que desarrolla la enfermedad espontáneamente. En el estudio se analizaron tanto las proteínas de la mielina como factores de transcripción implicados en mielinización, demostrándose alteraciones en la expresión de estas proteínas. En la segunda parte de esta tesis, se estudiaron los cambios inducidos por la hiperglucemia en la expresión de NRG1typeIII, un factor esencial para la mielinización en sistema nervioso periférico. Se realizaron estudios in vitro con neuronas sensoriales primarias purificadas o en cocultivo con SC y cultivos primarios de neuronas motoras, cultivadas en diferentes concentraciones de glucosa. In vivo se analizaron muestras de ganglios de la raíz dorsal y de médula espinal de los tres modelos animales que hemos comentado anteriormente. En todos los casos se demostró una disminución de la expresión de NRG1typeIII.En la parte final de este trabajo, y como prueba de concepto, se administraron vectores virales con el factor promielinizante NRG1typeIII en un modelo de neuropatía diabética donde los estudios, tanto a nivel molecular como electrofisiológicos y morfológicos, demostraron una mejora significativa comparándolos con animales diabéticos no tratatados o tratados con vectores virales irrelevantes, por lo que parecería que el tipo celular primariamente afectado en la ND son las neuronas del SNP.Hasta la actualidad no existe un tratamiento óptimo para la neuropatía diabética. Nuestros resultados sugieren que los mecanismos moleculares que desencadenan esta complicación de la diabetes aparecen ya desde los primeros días de hiperglucemia, y que un tratamiento alternativo para esta complicación podría basarse en estrategias de terapia génica con vectores virales. / Diabetic neuropathy (DN) is one of the long-term complications most commonly presented in patients with diabetes mellitus (DM), with a estimated prevalence of 60% of patients. Patients have significant symptoms as a deterioration of nerve function with sensory dysfunction and pain in the extremities. The pathological mechanisms that lead to the development of the complication may be multiple and are unclear as there is no satisfactory treatment. The discovery of an effective treatment requires a greater understanding of the causes that lead to the complication, including which cell type is primarily affected, which would treat the disease in the early stages of the complication, unlike the current treatment that is performed when symptoms are well established. The peripheral nervous system (PNS) contains two main cell types: neurons and glia cells, particularly Schwann cells (SC) that are responsible for the production of myelin proteins in PNS. In the first part of this work we focus on the molecular characterization of the effects of glucose on the SC in vitro in established and primary cultures and in cocultures of SCs and primary sensory neurons. Later in vivo studies were conducted on samples of sciatic nerves from three different animal models, ICR mice adults and young (18 postnatal days) that were induced experimental diabetes by injection of streptozotocin (STZ) and in NOD mice, a type I diabetes model that spontaneously develops the disease. The study analyzed both the myelin proteins as key transcription factors involved in myelination, demonstrating altered expression of these proteins.In the second part of this thesis, we studied the changes induced by hyperglycemia in NRG1typeIII expression, an essential factor for myelination in PNS. Studies were conducted in vitro with purified or primary sensory neurons in coculture with SCs and primary cultures of motor neurons, grown in different concentrations of glucose. In vivo samples from dorsal root ganglia and spinal cord of three animal models that we discussed earlier. In all cases, showed a decreased expression of NRG1typeIII. In the final part of this work, and as a proof of concept, viral vectors coding for NRG1typeIII were administered in a mouse model of diabetic neuropathy where studies, both molecular and electrophysiological and morphological, showed a significant improvement compared with control diabetic animals or the same animals treated with viral vectors irrelevant, it would seem that the cell type primarily affected in the ND neurons are SNP, since the early days of hyperglycemia. To date there is no optimal treatment for diabetic neuropathy. Our results suggest that the molecular mechanisms that trigger this complication of diabetes appear since the early days of hyperglycemia, and an alternative treatment for this complication could be based on gene therapy strategies using viral vectors.

La neuropatia diabètica és una de les complicacions més freqüents de la Diabetis Mellitus. És una patologia del sistema nerviós perifèric que causa una incapacitat progressiva important de la funció motora i sensorial en els individus que la pateixen. L'afectació nerviosa es distingeix per una degeneració progressiva de les fibres nervioses i un retard en el procés de regeneració de les fibres danyades. Els símptomes de la neuropatia inclouen pèrdua de sensibilitat, rigidesa, coïssor i en ocasions dolor als peus i mans. La teràpia intensiva amb insulina redueix la incidència de les complicacions de la diabetis però els pacients diabètics continuen desenvolupant neuropatia diabètica a llarg plaç. Els tractaments actuals per la neuropatia diabètica no són efectius i estan orientats principalment a pal·liar el dolor neuropàtic. La teràpia gènica podria ser un tractament alternatiu per aquesta patologia. Els vectors Adeno-associats són uns dels vectors de teràpia gènica interessants per assajos clínics en humans, ja que són capaços de dirigir l'expressió del transgen a llarg plaç, mantenint-se de forma episomal a la cèl·lula hoste. A més no presenten toxicitat associada al virus silvestre, el que augmenta la bioseguretat d'aquests vectors i es poden produir a títols alts. La recent descripció de nous serotips de vectors Adeno-associats, els quals entren a les cèl·lules humanes mitjançant diferents receptors cel·lulars, ha obert la possibilitat de delimitar selectivament la infecció de diferents tipus cel·lulars dins d'un mateix òrgan. Amb la finalitat de caracteritzar vectors com a eines de teràpia gènica eficients per neuropatia diabètica es van utilitzar els serotips AAV1 i AAVrh10 per infectar cultius organotípics de ganglis de l'arrel dorsal (DRG) de ratolí. Ambdós vectors van mostrar un tropisme preferencial per neurones sensorials petites, correlacionant després amb el tipus de neurones transduïdes més eficientment mitjançant injecció intratecal in vivo en ratolins. L'estabilitat dels vectors AAV1 i AAVrh10 in vivo es va confirmar fins a setmana 10, duració màxima de l'experiment. No obstant l'eficiència d'AAVrh10 era molt superior a la d'AAV1 tant a neurones sensorials com motores, aconseguint un percentatge de transducció al voltant del 50% en DRG i del 30% en motoneurones amb el serotip rh10. A més a més, s'ha demostrat que AAV1 és més immunogènic que AAVrh10 quan s'injecten a líquid cefaloraquidi, doncs l'administració d'AAV1 genera un títol molt més elevat d'anticossos neutralitzants en sang contra aquest serotip. Com a assaig preclínic de teràpia gènica es van administrar els vectors AAV1 i AAVrh10 codificant per el factor de creixement similar a la insulina I (IGF-I) o codificant per la proteïna GFP com a control, en el líquid cefaloraquidi d'un model murí per neuropatia diabètica, que combina diabetis induïda amb estreptozotozina (STZ) junt amb lesió a nervi ciàtic (crush). IGF-I és un factor de creixement que juga un paper important en la supervivència i diferenciació de neurones, oligodendròcits i cèl·lules de Schwann i també en la formació de la mielina. Aquest factor de creixement ha estat utilitzat com a tractament d'una gran varietat de patologies del sistema nerviós, incloent neuropaties diverses, degut a la seva acció com a potent agent en la supervivència i diferenciació cel·lular. L'anàlisi molecular dels nervis perifèrics dels animals tractats amb AAV-IGF-I mostrava un augment de l'expressió del gen terapèutic IGF-I, que correlacionava amb l'activació de la via de senyalització d'aquest factor de creixement, així com dels gens implicats en la regeneració (GAP43) o els gens relacionats amb la mielina (P0, PMP22, MAG, MBP), en comparació amb els animals control. A diferència d'AAV1, AAVrh10 mostrava expressió del transgen també en neurones motores de la medul·la espinal. La correlació entre les dades bioquímiques obtingudes i els tests neurofisiològics realitzats en els animals injectats amb AAV-IGF-I, va permetre observar una millora de la velocitat de conducció nerviosa sensorial en els animals tractats amb AAV1-IGF-I i una millora de la velocitat de conducció nerviosa sensorial i motora en els animals transduïts amb AAVrh10-IGF-I, respecte els animals diabètics control. Per tant, l'administració intratecal dels vectors AAV1 i principalment AAVrh10 codificant per IGF-I ofereixen una visió prometedora pel tractament o prevenció de les neuropaties perifèriques, en general, i de la neuropatia diabètica, en concret. / Diabetic neuropathy is one of the most common complications of diabetes mellitus. It is a peripheral nervous system disease that causes a progressive inability of sensory and motor nerve function in diabetic patients. Abnormalities are characterized by progressive degeneration of nerve fibres and a delay in the regeneration process of damaged fibres. Symptoms of neuropathy include loss of sensitivity, stiffness, burning sensation and sometimes pain in feet and hands. Intensive insulin therapy reduces the incidence of complications in diabetic patients but diabetic neuropathy continues to develop at long-term. Current treatments for diabetic neuropathy are not effective and are targeted primarily to alleviate neuropathic pain. Gene therapy could be an alternative treatment for this disease. Adeno-associated (AAV) vectors are interesting gene therapy vectors for human clinical trials since they are capable of directing expression of the transgene in the long term, maintained as episomal in the host cell nuclei. Besides, they do not show toxicity associated with wild-type virus, which increases the bio-safety of these vectors, and they can be produced at high titters in the laboratory. The recent description of new serotypes of adeno-associated vectors, which enter the human cells by different cellular receptors, has opened the possibility to selectively infect particular cell types in a defined organ. In order to characterize AAV vectors as tools for gene therapy for diabetic neuropathy, AAV1 and AAVrh10 serotypes were used to infect organotypic cultures of mouse dorsal root ganglia (DRG). Both vectors showed a preferential tropism for small sensory neurons, correlating with the type of neurons more efficiently transduced by intrathecal injection in mice. The stability of AAV1 and AAVrh10 vectors in vivo were confirmed up to 10 weeks, maximum duration of the experiments. However, AAVrh10 efficiency was significantly higher than AAV1, both in motor and sensory neurons, reaching transduction levels of about 50% in DRG neurons and 30% in motoneurons with serotype rh10. In addition, we have demonstrated that AAV1 is more immunogenic than AAVrh10 when injected into the cerebrospinal fluid, as administration of AAV1 generates significantly higher titre of circulating neutralizing antibodies against this serotype in blood. As a preclinical trial of gene therapy, was administered AAV1 and AAVrh10 vectors coding for insulin-like growth factor I (IGF-I) or for green fluorescent protein (GFP), as a control, in the cerebrospinal fluid of a mouse model for diabetic neuropathy, combining streptozotozin-induced diabetes with sciatic nerve injury (crush). IGF-I is a growth factor that plays an important role in the survival and differentiation of neurons, oligodendrocytes and Schwann cells and in the formation of myelin. This growth factor has been used to treat a variety of diseases affecting the nervous system, including various neuropathies, due to its role in cell differentiation and survival. Molecular analysis of the peripheral nerves of animals treated with AAV-IGF-I showed increased expression of the therapeutic gene, IGF-I, which correlates with activation of the signalling pathway of this growth factor and genes involved in regeneration (GAP43) or myelin-related genes (P0, PMP22, MAG, MBP), compared with control animals. Unlike AAV1, AAVrh10 also showed expression of the transgene in motor neurons of the spinal cord. The correlation between data obtained from biochemical and neurophysiological tests conducted in animals injected with AAV-IGF-I, showed an improvement in sensory nerve conduction velocity in mice treated with AAV1-IGF-I and improved motor and sensory nerve conduction velocity in animals transduced with AAVrh10-IGF-I, compared to control diabetic animals. Therefore, intrathecal administration of AAV1 and, mainly, AAVrh10 vectors coding for IGF-I offer a promising approach for the treatment or prevention of peripheral neuropathies, in general, and diabetic neuropathy, in particular.