Los elementos transponibles son unidades genéticas capaces de insertarse en otras regiones de los genomas en los que habitan y están presentes en casi todas las especies eucariotas estudiadas. El interés del análisis de los elementos transponibles no se debe únicamente a su consideración de parásitos intragenómicos. Los elementos transponibles suponen una enorme fuente de variabilidad para los genomas de sus hospedadores, y son por lo tanto claves para comprender su evolución. En este trabajo hemos abordado el análisis de los elementos transponibles de Drosophila buzzatii desde dos enfoques distintos, el estudio detallado de una única familia de elementos transponibles y el análisis global de todos los elementos presentes en el genoma. El estudio de inversiones cromosómicas en D. buzzatii llevó a la descripción del elemento transponible no autónomo, BuT5, que posteriormente se descubrió como elemento causante de inversiones polimórficas en D. mojavensis y D. uniseta. En este trabajo hemos caracterizado el elemento transponible BuT5 y hemos descrito su elemento maestro. BuT5 se encuentra en 38 especies del grupo de especies de D. repleta. El elemento autónomo que moviliza a BuT5 es un elemento P, del que hemos descrito 3 copias parciales en el genoma secuenciado de D. mojavensis y una copia completa en D. buzzatii. La copia completa y putativamente activa tiene 3386 pares de bases y codifica una transposasa de 822 residuos en siete exones. Por otra parte hemos anotado, clasificado y comparado los elementos transponibles presentes en los genomas de dos cepas de D. buzzatii secuenciadas recientemente con tecnología de nueva generación, y en el de D. mojavensis, la especie filogenéticamente más cercana secuenciada, en este caso mediante tecnología Sanger. Los elementos transponibles representan el 8.43%, el 4.15% y el 15.35% de los ensamblajes de los genomas de D. buzzatii st-1, j-19 y D. mojavensis respectivamente. Adicionalmente hemos detectado un sesgo en el contenido de elementos transponibles de los genomas secuenciados mediante tecnología de nueva generación, comparado con el contenido en los genomas secuenciados con tecnología Sanger. Hemos desarrollado un método basado en la cobertura que nos ha permitido corregir este sesgo en el genoma de D. buzzatii st-1 y contar con estimas mas realistas del contenido en elementos transponibles. Así hemos determinado que el contenido en elementos transponibles en D. buzzatii st-1 es de entre el 10.85% y el 11.16% del genoma. Adicionalmente las estimas nos han permitido inferir que el orden de los Helitrones ha experimentado múltiples ciclos de actividad y que las superfamilias Gypsy y BelPao han sido recientemente activas en D. buzzatii. / Transposable genetic elements are genetic units able to insert themselves in other regions of the genomes they inhabit, and are present in almost all eukaryotes analyzed. The interest of transposable element analysis, it is not only because its consideration as intragenomic parasites. Transposable elements are an enormous source of variability for the genomes of their hosts, and are therefore key to understanding its evolution. In this work we addressed the analysis of Drosophila buzzatii transposable elements from two different approaches, the detailed study of one family of transposable elements and global analysis of all elements present in the genome. The study of chromosomal inversions in D. buzzatii led to the description of the non-autonomous transposable element, BuT5, which was later found to cause polymorphic chromosomal inversions in D. mojavensis and D. uniseta. In this work we have characterized the transposable element BuT5 and we have described its master element. BuT5 is found in 38 species of the group of species D. repleta. The autonomous element that mobilizes BuT5 is a P element, we described three partial copies in the sequenced genome of D. mojavensis and a complete copy in D. buzzatii. The full-length and putatively active copy has 3386 base pairs and encodes a transposase of 822 residues in seven exons. Moreover we have annotated, classified and compared the transposable elements present in the genomes of two strains of D. buzzatii, st-1 and j-19, recently sequenced with next-generation sequencing technology, and in the D. mojavensis, the phylogenetically closest species sequenced, in this case with Sanger technology. Transposable elements make up for 8.43%, the 4.15% and 15.35% of the assemblies of the genomes of D. buzzatii st-1, j-19 and D. mojavensis respectively. Additionally, we have detected a bias in the transposable elements content of genomes sequenced using next-generation sequencing technology, compared with the content in genomes sequenced with Sanger technology. We have developed a method based on the coverage that allowed us to correct this bias in the genome of D. buzzatii st-1 and have more realistic estimates of the content in transposable elements. Using this method we have determined that the transposable element content in D. buzzatii st-1 is between 10.85% and 11.16%. Additionally, the estimates allowed us to infer that the Helitrons order has undergone multiple cycles of activity and that the superfamily Gypsy and BelPao have recently been active in D. buzzatii.

TBX15 e YY1 son dos factores de transcripción y los factores de transcripción, como moléculas transductoras de señales, ejercen un papel clave en la regulación de muchos procesos básicos del funcionamiento y fisiología de la célula, como pueden ser la proliferación celular, la inducción de la apoptosis o la reparación del DNA. Por lo tanto, la expresión y función aberrantes de los factores de transcripción son un punto importante en la aparición y desarrollo del cáncer. Los factores de transcripción en cáncer actúan como oncogenes o genes supresores de tumores y su expresión se encuentra alterada en muchos tipos de cáncer. En cáncer de tiroides se ha descrito la asociación de ciertos factores de transcripción específicos del tiroides con este tipo de cáncer, pero no existe información acerca de la implicación de otros factores de transcripción generales, ni tampoco sobre TBX15 e YY1. La implicación de YY1 en cáncer está documentada; sin embargo, no existen estudios relativos a la posible implicación de TBX15 en cáncer. En este contexto, la presente tesis aporta conocimiento sobre el papel del factor de transcripción TBX15 en el desarrollo del cáncer, y se analiza la expresión de YY1 en cáncer de tiroides. Nuestro estudio describe una nueva función del factor de transcripción TBX15 como inhibidor de la apoptosis celular, lo que puede contribuir al potencial proliferativo de las células cancerígenas y sugiere a TBX15 como una diana terapéutica potencial en el tratamiento del cáncer. También, hemos demostrado que NFkB regula positivamente la transcripción de TBX15 mediante su unión a una región reguladora en la zona 5’-distal del gen TBX15. La relación entre TBX15 y NFkB puede ser importante para entender el papel de TBX15 en el cáncer. Con referencia al factor de transcripción YY1, nuestros resultados representan el primer estudio sobre la implicación de YY1 en el cáncer de tiroides sin tener información previa sobre la expresión de este factor en este tipo cáncer. Mostramos como YY1 se encuentra sobreexpresado en cáncer diferenciado de tiroides, siendo más frecuente su expresión positiva en el tipo papilar que en el folicular, poniendo en evidencia la posible implicación de YY1 en el cáncer de tiroides. / TBX15 and YY1 are transcription factors; these molecules are able to transduction signals, being essential in the regulation of many basic cellular processes including cell proliferation and apoptosis. Therefore, the anomalous expression and function of these transcription factors is crucial in the beginning and in the development of cancer. Transcription factors act as oncogenes or tumor suppressor genes and their expression is found altered in multiple types of cancer. Specific transcription factors of the thyroid gland have been reported to be associated with thyroid cancer; however there is no information about the implication of general transcription factors, such as TBX15 or YY1. The involvement of YY1 in cancer is well documented; whereas there are scarcely any studies describing the possible implication of TBX15 in cancer. In this context, the present thesis provides knowledge about the role of transcription factor TBX15 in the development of cancer; moreover, it also analyzes the expression of transcription factor YY1 in differentiated thyroid cancer. Our study reveals a novel function of transcription factor TBX15 as an inhibitor of cellular apoptosis, which can contribute to the proliferative potential of cancer cells, and may suggest TBX15 as a potential therapeutic target in cancer treatment. Furthermore, we have also proven that NFkB activates the transcription of TBX15 by binding to the 5’-flanking regulatory region of the gene TBX15. Thus, the interaction between TBX15 and NFkB could prove to be important to understand the function of TBX15 in cancer. Without any previous information regarding the expression of transcription factor YY1 in thyroid cancer, our results represent the first study about the implication of YY1 in this type of cancer. We demonstrate how YY1 is overexpressed in differentiated thyroid cancer, and what’s more, its positive expression has been found to be more frequent in the papillary type rather than in the follicular type. Therefore these results evidence the possible implication of transcription factor YY1 in thyroid cancer.

Els miRNAs són molècules de 22-24nt implicades en la regulació de l’expressió gènica de nombrosos processos biològics. Alguns autors han identificat perfils d’expressió de miRNAs alterats en diversos casos d'infertilitat masculina i han suggerit que aquests poden estar associats a anomalies dels processos d’espermatogènesi i embriogènesi. Els objectius d’aquesta tesi van incloure: i) Optimitzar un mètode d’extracció del transcriptoma complert dels espermatozoides humans que inclogui els miRNAs; ii) Caracteritzar els perfils d’expressió de miRNAs en espermatozoides procedents d’individus fèrtils; iii) Caracteritzar els perfils de miRNAs en espermatozoides procedents de diferents poblacions d’individus infèrtils amb alteracions del seminograma; iv) Avaluar la relació entre els perfils obtinguts i les característiques del seminograma, l’edat, la incidència d’anomalies cromosòmiques en espermatozoides, i els resultats de les tècniques de reproducció assistida (TRA) dels individus estudiats; v) Identificar els miRNAs diferencialment expressats (DE-miRNAs) en les poblacions d’individus infèrtils, així com les seves dianes potencials i els gens continguts en les seves unitats de transcripció, per tal de valorar la possible afectació de processos relacionats amb l’espermatogènesi i embriogènesi. Es van obtenir mostres de semen de 14 individus fèrtils i 34 infèrtils. De tots ells es va recollir informació referent a l’edat i els paràmetres seminals. En els individus infèrtils, també es va obtenir informació en relació a la incidència d’anomalies cromosòmiques numèriques en espermatozoides i de les TRA a què es van sotmetre les parelles. Quatre mostres de semen de pacients fèrtils i quatre de pacients infèrtils es van utilitzar per desenvolupar un protocol d’obtenció d’RNA espermàtic total (inclosos els miRNAs). Aquest es va aplicar sobre les mostres restants: 10 individus fèrtils (població control) i 30 pacients infèrtils amb alteracions pures del seminograma (n=10 astenozoospèrmia, n=10 teratozoospèrmia, n=10 oligozoospèrmia). En tots ells es van analitzar els valors d’expressió de 736 miRNAs per qRT-PCR mitjançant la tecnologia TaqMan®. La població fèrtil va mostrar perfils d’expressió de miRNAs espermàtics altament homogenis, fet que indica una retenció no aleatòria d’aquestes molècules durant l’espermatogènesi. L’anàlisi d’ontologia gènica dels processos biològics associats a les dianes predites del miRNAs presents de forma ubiqua en els espermatozoides d’aquests individus va mostrar un enriquiment de funcions rellevants per la fertilitat, com són la diferenciació i desenvolupament cel·lular, la morfogènesi, i l’embriogènesi. La valoració de la similitud dels perfils d’expressió del conjunt de mostres analitzades va mostrar una classificació dels individus en dos grups clarament diferenciats que mostraven una associació amb el seminograma dels pacients. També es van observar miRNAs correlacionats amb motilitat, concentració espermàtica i l’edat dels individus. Per altra banda, es van identificar 57 DE-miRNAs en espermatozoides d’individus infèrtils: 32 DE-miRNAs en la població d’individus amb astenozoospèrmia, 19 DE-miRNAs en la d’individus amb teratozoospèrmia i 18 en la d’individus amb oligozoospèrmia. L’anàlisi de les dianes predites pels DE-miRNAs mitjançant ontologia gènica va mostrar un enriquiment de processos biològics relacionats amb l’embriogènesi i amb les alteracions seminals específiques presents en els individus analitzats. / MiRNAs are molecules of 22–24nt that have been shown to play an important role in many biological processes. Some authors have identified altered expression profiles in different cases of male infertility suggesting their participation in the processes of spermatogenesis and embryogenesis. The objectives of this Thesis were: i) To optimize a method for isolating the total human sperm transcriptome, including miRNAs; ii) To characterize the miRNA expression profile in spermatozoa from human fertile and infertile individuals; iii) To evaluate the relationship between expression profiles and seminal parameters, age, incidence of chromosome abnormalities, and the results of assisted reproductive techniques (ART) of the individuals analyzed; iv) To identify the differentially expressed miRNAs (DE-miRNAs) in each infertile population and their association to spermatogenesis and embryogenesis. Ejaculated samples from 14 fertile donors and 34 infertile patients were obtained. Information about age and sperm parameters was collected from all individuals. In infertile patients, data about the incidence of sperm chromosome abnormalities and ART outcome were also compiled. Four semen samples from fertile individuals and four form infertile patients were used to optimize a protocol to isolate total sperm RNA (including miRNAs). The optimized protocol was applied on 10 fertile individuals (control population), and 30 infertile patients with pure seminogram alterations (n=10 asthenozoospermic, n=10 teratozoospermic, and n=10 oligozoospermic). The expression levels of 736 miRNAs were analyzed by qRT -PCR using TaqMan® technology. The fertile population showed a highly homogenous miRNA expression profiles, supporting a non-stochastic retention of these molecules during spermatogenesis. The ontological analysis of the predicted target genes of the ubiquitous miRNAs present in sperm from these individuals showed an enrichment of essential processes for fertility such as cell differentiation and development, morphogenesis, and embryogenesis. In the evaluation of the similarity among miRNA expression profiles, all samples were distributed in two main clusters. This distribution showed a significant association with the seminogram. Moreover, some miRNAs correlated with individual’s age, sperm motility and sperm concentration. Infertile patients presented 57 DE-miRNAs: 32 DE-miRNAs in the asthenozoospermic population, 19 in the teratozoospermic population, and 18 in the oligozoospermic population. The ontological analysis of the predicted target genes of these DE-miRNAs revealed a significant enrichment of biological processes related the specific seminal alterations present in each group of individuals and embryogenesis.

MicroRNAs (miRNAs) are major contributors to phenotypic diversity and have a demonstrated role in evolution. We performed an analysis on how miRNA nucleotide substitutions may have contributed to human divergence from their closest primate relatives. We first studied the functional implications of a substitution located in the seed region of mir-1304, reported to differ between present-day humans and Neandertals. We found a large change in the set of targets predicted for the two alleles, suggesting an important functional evolution for mir-1304. Among the few target genes predicted for the ancestral allele we found two genes involved in tooth development, ENAM and AMTN. Functional analysis revealed that these genes are differentially regulated by the two mir-1304 alleles suggesting that this change may have contributed to the modulation of phenotypic differences found between present-day humans and Neandertal dentitions. The thesis also offers a global view of the genetic diversification occurred in miRNA regions since the split of humans and chimpanzees. After careful alignment of all human miRNA sequences to chimpanzee and orangutan genomes, their substitution rates were calculated and compared between miRNA categories and with neutral sequences. Despite of the high conservation of these regulators, primate-specific miRNAs showed significantly higher substitution rates than more conserved miRNAs. This suggests that miRNA-driven evolution in primates could be partially sustained by mutation in novel, primate-specific miRNAs and that different miRNA categories show different evolutionary constraints and thus shall not be considered as an homogeneous group. / Los microRNAs (miRNA) contribuyen de manera importante a la diversidad fenotípica y tienen un papel demostrado en la evolución. En la presente tesis se realizaron análisis sobre la manera en que las sustituciones nucleotídicas en los miRNAs pudieran haber contribuido a la divergencia entre el humano y sus parientes primates más cercanos. Primero se estudiaron las implicaciones funcionales de un cambio localizado en la “seed-region” del mir-1304, que según se ha reportado difiere entre los humanos de hoy en día y los Neandertales. Al predecir los genes diana para estas dos versiones de mir-1304 encontramos un enorme cambio en número, lo que sugiere una importante evolución para mir-1304 a raíz de esta substitución nucleotídica. Entre los pocos genes diana previstos para el alelo ancestral, se encontraron dos genes implicados en el desarrollo de los dientes, ENAM y AMTN. Su análisis funcional reveló que estos genes pueden ser regulados diferencialmente por los dos alelos mir-1304, lo que sugiere que este cambio puede haber contribuido a la modulación de las diferencias fenotípicas encontradas entre las denticiones de los seres humanos de hoy en día y los Neandertales. La tesis también ofrece una visión global de la diversificación genética en las secuencias de miRNAs desde la separación de los seres humanos y los chimpancés. Después de alinear cuidadosamente todos los genes de miRNA humanos a los genomas del chimpancé y el orangután, se calcularon las tasas de substitución y se compararon agrupados por categorías y con respecto a referencias neutrales. En general se observó una alta conservación en estos reguladores, sin embargo los miRNAs primate-específicos mostraron significativamente más altas tasas de sustitución que los miRNAs más con una distribucion filogenética más amplia. Esto sugiere por una parte que la evolución impulsada por miRNAs en primates podría, al menos parcialmente, deberse a mutaciones en los miRNAs más jóvenes y específicos de los primates y por otro lado que los microRNAs no son una clase de reguladores homogénea sino que dentro de ella existen categorías sujetas a diferentes presiones evolutivas.

Genetic variation in humans and the great apes has been amply explored using a wide variety of markers, among them tandem repeats (TRs). Because of the nature of TRs, highly variable in length due to its high mutation rate, they are an important source of genetic variation, and thus especially informative in fields such as population and conservation genetics. Particularly, they are still often used to illuminate natural populations complex evolutionary histories and structure. TR variation is also associated with several pathological conditions, and hypothesized to have an important role in the evolution of gene regulation. In this work a recently developed TR genotyping algorithm was applied on human and nonhuman great apes whole-genome sequencing data. The analysis of the TR variation indicate that this information is useful to describe fine scale population variation, and hints at a substantial contribution of TRs to gene expression divergence during great apes evolution. / La variación genética en los seres humanos y grandes simios ha sido ampliamente explorada usando una gran variedad de marcadores, entre ellos repeticiones en tándem (RT). Debido a la naturaleza de las RT, muy variables en longitud debido a su alta tasa de mutación, estas constituyen una importante fuente de variación genética, y por lo tanto altamente informativas en áreas como la genética de poblaciones y de la conservación. En particular, a menudo aún se utilizan para elucidar las complejas historias evolutivas de las poblaciones naturales y su estructura genética. La variación de RT está también asociada con varias enfermedads, y se cree que desempeña un papel importante en la evolución de la regulación génica. En este trabajo un algoritmo desarrollado recientemente que genotipa RT a nivel de todo el genoma, se aplicó sobre datos de secuenciación de genomas humanos y de grandes simios. El análisis de la variació de RT sugiere que esta información es útil para describir la variación en poblaciones, y alude a una aportación sustancial de las RT a la divergencia de expresión génica durante la evolución de los grandes simios.

Els pacients amb malaltia renal crònica (MRC) tenen una alta incidència de càncer i alts nivells de dany genètic degut a diverses causes com ara la inestabilitat genètica, deguda a defectes en la reparació del DNA, l’efecte genotòxic d’algunes toxines urèmiques, la reducció d’antioxidants, i l’estrès oxidatiu causat pel procés de diàlisi. La utilització de noves tècniques de diàlisi i complementar la teràpia amb antioxidants podria ajudar a reduir el dany genètic dels pacients amb MRC i minimitzar les seves conseqüències. En aquest context, l’objectiu principal d’aquesta tesi ha estat estudiar el dany genètic en pacients amb MRC i avaluar si les diferents tècniques de diàlisi poden modular el dany observat. Per això ens vam proposar realitzar els següents estudis: (I) un estudi transversal avaluant el dany genètic en una població de 373 malalts amb MRC i 179 controls; (II) un estudi longitudinal sobre de l’efecte que pot tenir el temps en hemodiàlisi (HD) en els nivells de dany genètic de 70 pacients amb MRC sotmesos a HD; (III) un estudi longitudinal, en una població de 33 individus, sobre els efectes que produeix el canvi d’HD a hemodiafiltració (HDF) a nivell de dany genètic; (IV) un estudi longitudinal, en una població de 29 individus, sobre l’efecte que produeix en el dany genètic i la capacitat antioxidant el canvi de membranes d’HD de polisulfona (PS) a membranes de PS recobertes de vitamina E (PSE). Els nostres resultats mostren que els pacients amb MRC presenten major dany genètic (valorat com a freqüència de micronuclis, MN) i inestabilitat genòmica (radiosensibilitat). De la mateixa manera hem pogut observar que el temps en HD ajuda a disminuir els nivells de dany en el DNA i incrementa l’habilitat de reparació en els pacients amb MRC. També hem observat que l’HDF és una bona alternativa a l’HD per disminuir els nivells de dany genètic i millorar la capacitat antioxidant dels malalts; però en canvi l’ús de membranes PSE, tot i que redueixen les bases oxidades del DNA, no han demostrat canvis significatius en la capacitat antioxidant ni en la freqüència basal de MN i trencaments del DNA. Les toxines urèmiques, acumulades durant la MRC degut a la reducció del filtrat glomerular, poden estar involucrades tant en l’evolució de la malaltia, com en l’increment de dany genètic dels malalts . Així, aquest ambient urèmic i la inflamació crònica es creu que poden estar involucrats en la reparació de ferides, accentuant el dany renal dels pacients. La fibrosi tubulo-intersticial és el resultat d’una reparació aberrant on el teixit epitelial és substituït per una cicatriu produïda per l’acumulació de matriu extracel·lular. Per a millorar la comprensió dels efectes de les toxines urèmiques en la reparació de les ferides i en el procés fibròtic, un altre objectiu ha estat avaluar in vitro l’efecte de quatre compostos resultants del estrès carbonil (GO, MGO, MDA i HHE) sobre la capacitat de reparar lesions en l’epiteli tubular. Cal emfatitzar que aquest ha estat el primer cop que s’avaluen l’efecte del compostos reactius de carbonil (RCC) en la reparació de ferides en el ronyó. Els nostres resultats mostren que els RCC tenen efectes diferenciats en la reparació de ferides. Mentre el MDA i el GO endarrereixen el tancament de les ferides mitjançant la disrupció de la vimentina i la desciliació de les cèl·lules tubulars, l’HHE i en menor grau el MGO, produeixen canvis morfològics, transcriptòmics i proteics en les cèl·lules tubulars compatibles amb la anomenada transició epiteli-mesènquima (EMT). La lleu disrupció de la vimentina observada després d’aquests tractaments, evitaria un increment en la capacitat de migració propi d’una completa EMT. / The patients suffering from chronic kidney disease (CKD) have high incidence of cancer and genetic damage levels due to several causes such as genetic instability (due to DNA repair defects), genotoxic effect of some uremic toxins, antioxidant reduction and oxidative stress induced by the dialysis process. It is believed that the use the use of new dialysis techniques and supplement the patient’s therapy with antioxidants could help to reduce DNA damage in CKD patients and minimize its consequences. In this context, an important objective of this Thesis was to study the DNA damage of CKD patients and to evaluate whether the different dialysis techniques can modulate de DNA damage observed in the patients. For this, we realized the following studies: (I) a transversal study of the DNA damage in a 373 CKD patients and 179 controls population; (II) a follow up study about the effect of the time in hemodialysis (HD) on the DNA damage levels of 70 patients submitted in HD; (III) a follow-up study, in a 33 patients population, about the effects on DNA damage that produced the switch from HD to hemodiafiltration; (IV) a follow-ip study about the effect on DNA damage and antioxidant capacity that produce the switch from polysulfone HD membrane to vitamin E-coated polysulfone membranes. Our results show that CKD patients had high levels of genetic damage (measured as micronucleus, MN, frequency in peripheral blood lymphocytes) and genomic instability (radiosensitivity). We also observed that the HD helped to reduce DNA damage levels and increased the repair capacity in CKD patients. Our data showed that hemodiafiltration is a good alternative to HD to reduce genetic damage levels and increase the antioxidant capacity of CKD patients. However the use of vitamin E-covered membranes reduced oxidized DNA bases, it failed to reduce antioxidant capacity and the basal frequency of MN and DNA breaks. The glomerular filtration reduction of CKD patients leads to uremic toxins accumulation. These compounds can be involved both in the progression of the disease and in the high levels of DNA damage found in this patients. It has been reported that uremic milieu and chronic inflammation are involved in wound healing and enhanced kidney damage in CKD patients. Tubulo-interstitial fibrosis results from an aberrant wound-healing ability the normal epithelial tissue is substituted for scar tissue caused by accumulation of extracellular matrix proteins. To better comprehend the effect of uremic toxins in wound healing and fibrosis, another objective of this Thesis was to evaluate, in vitro, the effects of four compounds resulting from carbonyl stress (Glyoxal (GO), methylglyoxal (MGO), malonyldialdehyde (MDA) and 4-hydroxy-hexenal (HHE)) on the wound healing capacity of the proximal tubular epithelia. This is the first study that evaluates reactive carbonyl compounds (RCC) effects on renal wound healing. Our findings showed that RCC differentially affects wound healing in renal proximal cells. Our data demonstrated that MDA and GO delay wound closure mediated by vimentin disruption and deciliation. In contrast, HHE treated cells (and MGO in minor degree) exhibited mesenchymal-like phenotype but we hypothesize that minor vimentin disruption observed prevent migration enhancement.

In the present work the regulatory role played by the HLA class I (HLA-I)-specific LILRB1 inhibitory receptor in human macrophages (MΦ) was addressed. In vitro differentiated monocyte-derived M1 and M2 MΦ expressed different LILRB1 levels. We provide experimental evidence supporting that LILRB1-HLA-I interaction regulated the MΦ activation threshold, controlling cytokine secretion under steady state as well as in response to tumor cells and to signaling through activating receptors. On the other hand, our observations support that LILRB1 binding to cells occurred independently of total HLA-I expression levels, correlating with HLA-I dimerization. Such conformational change was detectable in type I IFN-treated MΦ and associated to an enhanced LILRB1-HLA-I interaction, thus providing a potential regulatory mechanism to control MΦ activation / En aquest projecte hem analitzat la participació del receptor inhibidor específic per HLA de classe I: LILRB1, en la regulació de la funció dels macròfags humans (MΦ). Els macròfags M1 i M2 diferenciats in vitro expressen nivells diferents de LILRB1. Aportem evidències experimentals que recolzen el paper de la interacció LILRB1/HLA-I com element regulador del llindar d’activació en la homeòstasi del macròfag, influint en la secreció de citocines en condicions basals així com en resposta a cèl.lules tumorals i a la senyalització de receptors activadors dependents de motius ITAM. D’altra banda, les nostres observacions indiquen que el reconeixement de cèl.lules diana per part de LILRB1 es dóna independentment del nivell d’expressió de les molècules del HLA en la seva superfície, però correlaciona amb la dimerització d’aquestes molècules. Aquest canvi conformacional, detectat en MΦ tractats amb interferons de tipus I, s’associa a un increment de la interacció entre LILRB1 i HLA-I, suggerint un possible mecanisme regulador de l’activació del MΦ.

In many gonochoristic fish, sex is plastic since it can be altered by the influence of environmental factors. In this thesis, using the European sea bass (Dicentrarchus labrax) model, a teleost fish with a polygenic sex determining system influenced by the environment, we have studied the effects of different environmental factors —including food supply, elevated temperatures and presence of estrogens— on growth, sex differentiation and gonadal development of juveniles. Global analysis of gene expression was carried out by a custom-made microarray. We found that, like in mammals, sex determines growth and that the first sex-related differences in growth are established before the appearance of the first molecular markers indicative of sex. Further, the juvenile testis transcriptome is influenced by poor growth during sex differentiation, while proper food supply during juvenile development is able to rescue the testis transcriptome of previously poor-growing individuals. We found that the previously observed masculinization as a result of elevated temperatures is caused by long-lasting effects at the transcriptomic level, by favoring the expression of male-related genes and decreasing that of female-related genes. In contrast, exposure to estrogen negatively affects both male- and female-related genes and pathways. Interestingly, the expression patterns of a suite of genes related to epigenetic regulatory mechanisms of gene expression showed different degrees of dependency to genetic background, developmental time and external influences according to their functional category. / A molts peixos gonocoristes, el sexe és plàstic donat que pot ésser alterat per la influència de factors ambientals. En aquesta tesi, utilitzant el llobarro (Dicentrarchus labrax) com a model, un peix teleosti amb un sistema poligènic de determinació del sexe influït per l'ambient, hem estudiat els efectes de diferents factors ambientals —incloent la disponibilitat d'aliment, temperatures elevades i presència d’estrògens— en el creixement, la diferenciació sexual i el desenvolupament gonadal dels juvenils. L'anàlisi global de l'expressió gènica s'ha realitzat mitjançant un xip d’ADN fet a mida. Hem trobat que, de la mateixa manera que ocorre en els mamífers, el sexe determina el creixement i que les primeres diferències en el creixement vinculades amb el sexe s'estableixen prèviament a l'aparició dels primers marcadors moleculars indicatius del sexe. A més, el transcriptoma de testicles juvenils està influït per un creixement pobre durant la diferenciació sexual, mentre que un subministrament adequat de menjar durant l’etapa juvenil és capaç de rescatar el transcriptoma testicular d’animals amb un pobre creixement previ. Hem trovat que la masculinització observada anteriorment com a resultat de les temperatures elevades està causada per efectes persistents a nivell transcriptòmic, afavorint l'expressió de gens relacionats amb el desenvolupament masculí i disminuint la dels gens relacionats amb el desenvolupament femení. Per contra, l'exposició a estrògens afecta negativament tant als gens relacionats amb el desenvolupament masculí com el femení. És destacable com els patrons d'expressió d'una sèrie de gens relacionats amb la regulació epigenètica de l’expressió gènica mostren graus diferents de dependència a factors genètics, període del desenvolupament i factors ambientals segons la seva categoria funcional.

Genome wide association studies (GWAS) have pointed out ORMDL3 gene as a risk factor for several proinflammatory and autoimmune diseases. The protein encoded by this gene belongs to a family of transmembrane proteins of the endoplasmic reticulum involved in calcium homeostasis and cellular lipid metabolism. The driving force behind this work was the compelling idea of finding out a precise mechanism for the pathological association of this protein. This thesis explores the potential role of ORMDL3 in T lymphocytes focusing on the activation process. Thus, we have demonstrated that calcium signaling and activation of T cells are influenced by the expression levels of ORMDL3. Besides, we have shown that inherited components of our genome modify ORMDL3 expression levels and lymphocyte physiology. Finally, we have characterized the molecular complex formed by ORMDL proteins. Altogether, this work allows a better understanding of the pathophysiology associated to ORMDL3 and its linkage with the immune system. / Estudis d’associació genètica ample han apuntat cap al gen ORMDL3 com a factor de risc per diverses malalties pro-inflamatòries i autoimmunes. La proteïna codificada per aquest gen pertany a una família de proteïnes transmembrana del reticle endoplàsmic involucrada en l’homeòstasi de calci i en el metabolisme lipidic cel•lular. El motiu que ens va impulsar a dur a terme aquest treball era la idea de trobar el mecanisme darrere les associacions a patologia per aquesta proteïna. Aquesta tesis explora el rol potencial d’ORMDL3 en limfòcits T, amb èmfasi al procés d’activació. Així doncs hem demostrat que la senyalització de calci i la activació de cèl•lules T es veu influenciada pels nivells d’expressió d’ORMDL3. A més hem demostrat que components del nostre genoma modifiquen els nivells d’expressió d’ORMDL3 i la fisiologia limfocitària. Per acabar hem caracteritzat el complex molecular de les proteïnes ORMDL. En conjunt, aquest treball permet una millor comprensió de la fisiopatologia associada a ORMDL3 i la seva relació amb el sistema immune

Morphogenesis creates a plethora of complex shapes in plants and animals. We devote this work to the study of Drosophila head involution (HI), a late embryogenetic process, which involves complete rearrangement of the head tissues, internalization of the brain and spreading of the epidermis. We show, for the first time, the complete kinetics of HI with high spatial and temporal resolution. We describe the movements leading to the internalization of the embryonic brain, its “sculpting” by apoptosis, and cell removal by hemocytes. We then focus on the epidermal progression over the head, which can be divided into two phases: rolling and sliding. We show that both phases are powered by a supracelullar actomyosin cable. We also show that the spreading of the epidermis is spatially controlled resulting in segments of equal width being precisely positioned along the AP axis. This positional control is performed by patterned tensile forces along the epidermal layer regulated by hedgehog signaling. Our study reveals a mechanism by which genes involved in body segmentation are also regulating morphogenesis. / La morfogènesi crea una plètora de formes complexes en animals i plantes. Hem consagrat aquest treball a l'estudi de la involució del cap (head involution HI) de Drosophila, un procés embriogenètic tardiu, que implica un complet rearranjament dels teixits del cap, així com la internalització del cervell i la propagació de l'epidermis. Mostrem, pel primer cop, la cinètica completa de HI amb una alta resolució espacial i temporal. Describim els moviments que porten a la internalització del cervell de l'embrió, així com el seu “sculpting” per apoptosi i l'eliminació de cèl.lules pels hemòcits. Seguidament, hem enfocat l'estudi en la progressió de l'epidermis sobre el cap de l'embrió, essent aquest un esdeveniment que es pot dividir en dues fases: rodolament i lliscament. Mostrem que totes dues fases son impulsades per un cable d'actomyosina. També mostrem que la propagació de l'epidermis es troba espacialment controlada, tenint aquest control com a resultat la formació de segments de mateixa amplada posicionats de manera precisa al llarg the l'axis AP. Aquest control posicional és dut a terme per forces tènsils al llarg de la capa epidèrmica regulades per hedgehog. El nostre estudi revela un mecanisme pel qual els gens involucrats en la segmentació troncal regulen al seu torn la morfogènesi