S'ha dut a terme un estudi biodemogràfic complert de la població del Delta de l'Ebre (Tarragona) a partir dels matrimonis registrats a quatre de les seves parròquies: la Cava, Jesús i Maria, Amposta i St.Jaume d'Enveja, durant els segles XIX i XX. Va ser precisament durant aquests segles quan va tenir lloc la colonització massiva del Delta gràcies a la canalització de les seves terres i a la conseqüent extensió dels cultius, especialment del cultiu de l'arròs. En un primer moment la població colonitzadora arribava des de les terres de secà del voltant, però, ràpidament les immigracions es van estendre a individus provinents del País Valencià i l'Aragó i, més endavant, del sud de la Península Ibèrica.Entre els aspectes analitzats en aquesta tesi, destaquen l'estacionalitat matrimonial, els nivells d'endogàmia i consanguinitat de la població, les distàncies interparroquials obtingudes a partir dels matrimonis i un exhaustiu estudi dels cognoms dels cònjuges (diversitat, isonímia, consanguinitat, etc). Prèviament, però s'ha dut a terme una descripció de la població utilitzant els paràmetres biodemogràfics habituals.Els diversos resultats obtinguts mostren que es tracta d'una zona amb una elevada endogàmia (de les més altes de Catalunya) i un comportament força aïllat respecte altres poblacions de la comarca i de les comarques veïnes. L'economia, basada de manera majoritària en el cultiu de l'arròs té una enorme influència en els cicles matrimonials dels habitants del Delta, tal i com ho demostra la marcada estacionalitat matrimonial observada durant la primera meitat del segle XX, amb màxims entre octubre i març, coincidint amb l'època de menor activitat agrícola en aquest tipus de cultiu.Alhora, en la població deltaica s'observa una estructura interna força peculiar. En primer lloc destaca la clara diferenciació dels matrimonis registrats a Amposta respecte els de la resta de parròquies, especialment a causa d'una major presència d'individus nascuts fora del Delta en els matrimonis ampostins. Així doncs, la població d'Amposta, ja sigui degut a la seva situació geogràfica, més perifèrica respecte la resta de parròquies analitzades o bé degut a la seva condició de capital de comarca, ha actuat com un focus d'atracció de la població immigrant i, per tant, té un comportament molt menys endògam que la resta de parròquies.Per altra banda, si només es tenen en compte els matrimonis entre individus nascuts al Delta de l'Ebre, s'observa una clara diferenciació entre les parròquies d'una i altra banda del riu. Aquest fet subratlla la importància d'aquest com a barrera entre les poblacions, potser no tan geogràfica com històrica, ja que precisament el riu hauria marcat la frontera entre les dues etapes del procés de canalització: una primera a la riba sud cap al 1860 i una segona als voltants de 1912 a la riba nord. Aquesta asincronia es veu clarament reflectida en les distàncies genètiques calculades entre les poblacions d'una i altra riba del riu, tant a partir del nombre de matrimonis com a partir de les freqüències dels cognoms.ENGLISH ABSTRACT / A biodemographic analysis of the Ebro Delta (Tarragona) population has been done using the marriages recorded in four of its parishes: La Cava and Jesús i Maria, both on the north side of the river, and Amposta and St.Jaume d'Enveja, on the south side. These marriages are dated on the 19th and 20th centuries, the period when the the river was canalized allowing the extension of the crops (particularly rice) on the region and, consequently, the settlement of the land. The first immigrants arrived from the neighbouring dry land, later came from Valencia and Aragon and finally from the south of the Iberian Peninsula.The parameters analysed are: marriage seasonality, levels of endogamy and inbreeding, distances between parishes as taken from marriages and an exhaustive surname analysis. Previously, a population's description has been done using the usual biodemographic parameters.Obtained results show that the Ebro Delta has high endogamy levels (one of the highest in Catalonia) and an isolated behaviour relative to the neighbouring populations. Economy is based on rice culture, and has a great influence on the marriage cycle, as can be observed by the clear marriage seasonality on the first half of the 20th century, with maximums between October and March, when the activity decreases.An apparent internal structure emerges on the Delta population. First of all, there is a clear differentiation of Amposta with respect to the rest of the locations, with a lesser influence of the agrarian cycle over nuptiality and a greater incidence of marriages to individuals born outside the delta. If only the marriages between people born on the Ebro Delta are taken into account, a separation from parishes from both banks of the river can be observed, fact that can be related with the different colonizing processes of both hemideltas.

A partir de 1985, després d'un procés agut d'inflació i recessió, Bolívia assoleix estabilitzar l'economia i aconsegueix taxes de creixement promig de 3% anual, la disciplina fiscal i l'estabilitat constitueixen la base de les polítiques macroeconòmiques de l'Estat. No obstant això, no s'ha assolit arribar a taxes de creixement econòmic i mecanismes de distribució suficients per a revertir les condicions de pobresa i desigualtat subsistents en el país.Des dels anys 90, l'Estat ve realitzant accions per a alleujar la pobresa establint un marc de polítiques que reconeixen la importància dels factors polític-institucionals i socials en el desenvolupament de Bolívia. Es van iniciar reformes socials en les àrees d'educació, salut i sanejament bàsic emmarcades en els processos de participació popular i descentralització administrativa. El resultat d'aquestes accions va ser l'increment de la inversió social, que entre altres aspectes, va permetre ampliar la infraestructura social bàsica.Després de més de 20 anys de democràcia i reformes estructurals, Bolívia ha assolit importants avanços per a consolidar la institucionalitat i estabilitat econòmica. No obstant això, el procés de canvi no ha finalitzat i es requereix aprofundir les accions a favor d'una major equitat que permeti reduir els elevats nivells de pobresa que prevalen especialment en l'àrea rural.D'igual manera, el baix perfil de les exportacions bolivianes configura al país com un dels més endarrerits d'Amèrica Llatina, degut al fet que la indústria extractiva participa amb més del 70% en el PIB. Així, l'oferta exportable de Bolívia s'encasella en provisions de matèria primera i productes de baix valor afegit. El baix grau tecnològic assolit, l'escàs desenvolupament de la infraestructura física, el progressiu deteriorament de les bases productives, entre altres factors, configuren un escenari en el qual Bolívia no arriba a produir béns i serveis que satisfacin els mercats internacionals, d'una banda, ni els seus ciutadans gaudeixin d'un nivell de vida que mostri un creixement sostenible. En altres paraules, Bolívia no assoleix ser competitiva.A més a més, el 90% dels nous llocs de treball en les ciutats capitals ha estat absorbit per la microempresa amb menys de 10 treballadors i prop del 95% dels empleats en l'àrea rural. Aquest patró d'ocupació mostra que un important sector econòmic del país és caracteritzat per condicions precàries de treball, baixa productivitat i ocupacions informals. Avui, prop del 83% de la població ocupada treballa en microempreses però contribueix només amb un 24% del PIB.Per això, és urgent ampliar la base econòmica, per a això es necessita multiplicar nous actors competitius i diversificar els tipus de producte dintre d'un nou escenari d'inserció internacional, que articuli la plataforma exportadora amb l'economia popular i redistribueixi l'excedent, la producció i la riquesa de manera més equitativa.Aquest treball d'investigació parteix de les insuficiències econòmiques, però acaba parlant de la transformació social, cultural i política que pot acompanyar la transformació econòmica, més enllà de les riqueses i promeses que comporta l'explotació dels recursos naturals. / A partir de 1985, después de un proceso agudo de inflación y recesión, Bolivia logra estabilizar la economía y consigue tasas de crecimiento promedio de 3% anual, la disciplina fiscal y la estabilidad se constituyen en la base de las políticas macroeconómicas del Estado. Sin embargo, no se ha logrado alcanzar tasas de crecimiento económico y mecanismos de distribución suficientes para revertir las condiciones de pobreza y desigualdad subsistentes en el país.Desde los años 90, el Estado viene realizando acciones para aliviar la pobreza estableciendo un marco de políticas que reconocen la importancia de los factores político-institucionales y sociales en el desarrollo de Bolivia. Se iniciaron reformas sociales en las áreas de educación, salud y saneamiento básico enmarcadas en los procesos de participación popular y descentralización administrativa. El resultado de estas acciones fue el incremento de la inversión social, que entre otros aspectos, permitió ampliar la infraestructura social básica.Después de más de 20 años de democracia y reformas estructurales, Bolivia ha logrado importantes avances para consolidar la institucionalidad y estabilidad económica. Sin embargo, el proceso de cambio no ha finalizado y se requiere profundizar las acciones a favor de una mayor equidad que permita reducir los elevados niveles de pobreza que prevalecen especialmente en el área rural.De igual manera, el bajo perfil de las exportaciones bolivianas configura al país como uno de los más atrasados de América Latina, debido a que la industria extractiva participa con más del 70% en el PIB. Así, la oferta exportable de Bolivia se encasilla en provisiones de materia prima y productos de bajo valor añadido. El bajo grado tecnológico alcanzado, el escaso desarrollo de la infraestructura física, el progresivo deterioro de las bases productivas, entre otros factores, configuran un escenario en el que Bolivia no alcanza a producir bienes y servicios que satisfagan los mercados internacionales, por un lado, ni sus ciudadanos disfruten de un nivel de vida que muestre un crecimiento sostenible. En otras palabras, Bolivia no logra ser competitiva.A su vez, el 90% de los nuevos puestos de trabajo en las ciudades capitales ha sido absorbido por la microempresa con menos de 10 trabajadores y cerca del 95% de los empleados en el área rural. Este patrón de empleo muestra que un importante sector económico del país es caracterizado por condiciones precarias de trabajo, baja productividad y empleos informales. Hoy, cerca del 83% de la población ocupada trabaja en microempresas pero contribuye sólo con un 24% del PIB.Por ello, es urgente ampliar la base económica, para lo cual se necesita multiplicar nuevos actores competitivos y diversificar rubros productivos dentro de un nuevo escenario de inserción internacional, que articule la plataforma exportadora con la economía popular y redistribuya el excedente, la producción y la riqueza de manera más equitativa.Este trabajo de investigación parte de las insuficiencias económicas, pero termina hablando de la transformación social, cultural y política que debe y puede acompañar la transformación económica, más allá de las riquezas y promesas que encierra la explotación de los recursos naturales. / After an acute process of inflation and recession in the previous years of 1985, Bolivia managed a political economy in order to stabilize the economy and to obtain a rate of 3% annual average GDP growth. The fiscal discipline and the stability constituted two major goals of the macroeconomic policies. However, these policies have not allow for enough rates of growth in order to reduce rates of poverty and inequality in the country. From the 90's, Bolivia has been striving battles to alleviate the poverty by establishing a frame of policies that recognize the importance of the political-institutional and social factors in the development of Bolivia. Social reforms in the education areas, and health started within the framework of popular participation as well as administrative decentralization. The result of these actions was the increase of the social investment, which among other aspects allowed to extent some basic social services. After more than 20 years of structural democracy and reforms, Bolivia has managed important advances to consolidate institutionalism and economic stability. Nevertheless, the change process has not finalised and it is required to deepen the actions in favour of a greater fairness than it allows, reducing the high levels of poverty that prevail especially in the rural area. The low profile of the Bolivian exports is one of the lowest in Latin America, because the extractive industry participates with more than 70% in total exports. Thus the exportable supply of Bolivia is focused mainly in raw materials and basic products of low added value. The low technological level, the low development of the physical infrastructure, the progressive deterioration of the productive bases, among other factors, explain why Bolivia does not produce goods and services that satisfy the international markets. On the other hand, its citizens can not enjoy a standard of life according to a sustainable growth. The 90% of the new jobs in the capital cities have been absorbed by micro-companies with less than 10 employees and nearly 95% of the country's workforce is in the rural area. This tendency is characterized by precarious conditions of work, low productivity and informal employment. Today, almost 83% of the occupied population works in micro-companies but only contribute to 24% of the GDP. For this reason, it is urgent to extend the economic base, for which it is needed to multiply new competitive performers and diversify the economic structure oriented to be more competitive in international markets and allow to reach a reduction of poverty This research work leaves from the economic insufficiencies, but it ends up speaking of the social, cultural and political transformation that must and can accompany the economic transformation, beyond the wealth and promises from natural resources.

Tesi realitzada al Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG) / After germination in darkness, Arabidopsis seedlings follow a dark specific developmental pattern called skotomorphogenesis or etiolation, characterized because the plant develops long hypocotyls together with a closed apical hook and cotiledons in order to protect the apical meristem while passing through the soil. The phytochrome (phy)-interacting basic helix-loop-helix transcription factors (PIFs) constitutively sustain the etiolated state of dark-germinated seedlings by actively repressing deetiolation in darkness. This action is rapidly reversed upon light exposure by phy-induced proteolytic degradation of the PIFs. Here, we combined a microarray-based approach with a functional profiling strategy and identified four PIF3-regulated genes misexpressed in the dark (MIDAs) that are novel regulators of seedling deetiolation. We provide evidence that each one of these four MIDA genes regulates a specific facet of etiolation (hook maintenance, cotyledon appression, or hypocotyl elongation), indicating that there is branching in the signaling that PIF3 relays. Furthermore, combining inferred MIDA gene function from mutant analyses with their expression profiles in response to light-induced degradation of PIF3 provides evidence consistent with a model where the action of the PIF3/MIDA regulatory network enables an initial fast response to the light and subsequently prevents an overresponse to the initial light trigger, thus optimizing the seedling deetiolation process. Collectively, the data suggest that at least part of the phy/PIF system acts through these four MIDAs to initiate and optimize seedling deetiolation, and that this mechanism might allow the implementation of spatial (i.e., organ-specific) and temporal responses during the photomorphogenic program. After deetiolation plants will develop depending on the surrounding environmental conditions ans short-day, long-day, or shade. Arabidopsis seedlings display rhythmic growth when grown under diurnal conditions, with maximal elongation rates occurring at the end of the night under short-day photoperiods. Current evidence indicates that this behavior involves the action of the growth-promoting bHLH factors PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR 4 (PIF4) and PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR 5 (PIF5) at the end of the night, through a coincidence mechanism that combines their transcriptional regulation by the circadian clock with control of protein accumulation by light. To assess the possible role of PIF3 in this process, we have analyzed hypocotyl responses and marker gene expression in pif single- and higher-order mutants. The data show that PIF3 plays a prominent role as a promoter of seedling growth under diurnal light/dark conditions, in conjunction with PIF4 and PIF5. / Los reguladores transcripcionales PIF, factores de interacción con fitocromos de tipo bHLH, aseguran de manera constitutiva el estado etiolado de las plántulas germinadas en oscuridad mediante la represión activa del proceso de desetiolación. Tras la exposición a luz, los fitocromos revierten rápidamente esta acción induciendo la degradación proteolítica de los PIFs. Un análisis reciente del transcriptoma de un cuádruple mutante deficiente en PIF1, PIF3, PIF4 y PIF5 demuestra que los PIFs, en condiciones de oscuridad, regulan transcripcionalmente un grupo de genes que coincide ampliamente con genes regulados por luz en las líneas salvajes. Tales resultados establecen que la inducción de la desetiolación mediada por los fitocromos, implica la reversión del perfil transcripcional mantenido por los PIFs en oscuridad. En este trabajo, elucidamos, como los PIFs implementan la desetiolación de la planta combinando una aproximación basada en el análisis de expresión génica con una estrategia de descripción funcional. Como resultado identificamos también cuatro genes regulados por PIF3 como nuevos reguladores del desarrollo en oscuridad, los genes MIDA de “MISREGULATED IN DARK” (DESREGULADOS EN OSCURIDAD) y proporcionamos evidencia de que cada uno de estos cuatro MIDA, regula un aspecto diferente de la etiolación ( mantenimiento del gancho apical, cierre de los cotiledones o elongación del hipocotilo), sugiriendo así, una ramificación de la señal que PIF3 ejerce sobre estos genes. Además, tras los estudios con mutantes, combinamos la función inferida para los genes MIDA con sus perfiles de expresión en respuesta a la degradación por luz de PIF3 y evidenciamos consistentemente con un modelo, que la acción de la red reguladora PIF3/MIDAS posibilita, tras la exposición a luz, una primera respuesta que induciría rápidamente el proceso de desetiolación y una segunda que modularía los efectos de la primera optimizando el proceso de desetiolación de la plántula en función de las condiciones ambientales que la rodean. Los datos presentados sugieren colectivamente que al menos parte del sistema phy/PIF actúa a través de estos cuatro MIDAs para iniciar y optimizar la desetiolación de la plántula , y que éste mecanismo podría permitir la implementación de respuestas espaciales (específicas de órgano) y temporales durante el programa fotomorfogénico.

Còpia digital de l'exemplar imprès de la tesi dipositat a la Biblioteca de la Facultat de Biologia / Els objectius principals dels treballs que aquí es descriuran queden emmarcats dins de dues grans problemàtiques. Primerament, l'estudi estructural i funcional de l'enzim dins del gènere Drosophila, en un intent de determinació de l'esquema evolutiu dins del taxó, i les influències que sobre aquest esquema hagin pogut exercir diversos paràmetres ecològics. En segon lloc, un intent de clarificació de les reaccions de resposta de Drosophila sota unes condicions de "stress" d'alcohol, i el paper que l'ADH hi juga. Per diverses raons que s'esmentaran en el seu moment, l'espècie amb la qual s'han realitzat els estudis és “Drosophila hydei”, representant cosmopolita del grup Repleta. Els punts concrets d'aquest treball poden resumir-se en: (a) Visió general de les propietats de l'enzim ADH nadiu a diferents espècies de Drosophila. (b) Estudi estructural de l'enzim ADH de D. hydei. Comparació amb les dades de les espècies que ja havien estat estudiades en el Departament. (c) Estudi comparatiu dels mètodes més actuals d'aïllament i purificació de pèptids triptics. (d) Estudi del metabolisme dels alcohols i els seus productes d'oxidació en individus sotmesos a dietes riques en etanol i isopropanol. (e) Estudi dels enzims que intervenen en les reaccions enzimàtiques del catabolisme alcohòlic.

Myogenesis is the differentiation process which encompasses the formation of skeletal muscle during development, regeneration and tissue homeostasis throughout life. Arising from embryonic or adult stem cells, the myogenic process comprehends the acquisition of a specialized cell identity and the loss of pluri/multipotent and proliferative capacities. Starting with the hypothesis that DNA methylation, together with other epigenetic mechanisms and the transcription factors, orchestrates the transcriptional program, this thesis provides a comprehensive picture of DNA methylation dynamics during murine myogenic progression, addresses their regulatory implications, and identifies relevant differentially methylated regions that define muscle cell identity. Initially, we performed a genome-scale DNA methylation study comparing embryonic stem cells (ESCs), primary myoblasts (MBs), differentiated myotubes (MTs), and mature myofibers (MFs) using AIMS-seq method. We identified 1,000 differentially methylated regions during muscle-lineage determination and terminal differentiation, mainly located in gene bodies and intergenic regions. As a whole, muscle lineage commitment was characterized by a major gain of DNA methylation, while muscle differentiation was accompanied by loss of DNA methylation in CpG-poor regions. Notably, hypomethylated sequences were enriched in enhancer-type chromatin regions, suggesting the involvement of DNA methylation in the regulation of cell-type specific enhancers. Importantly, we detected a demethylated region overlapping the super-enhancer of the cell-identity factor Myf5. We showed that the activation of My5 super-enhancer took place upon DNA demethylation exclusively in muscle-committed cells resulting in gene expression. ChIP analyses showed that the binding of the Upstream stimulatory factor 1 (Usf1) to Myf5 locus was DNA demethylation-dependent in myogenic committed cells. Moreover, Usf1 binding site contained an embedded CpG conserved in humans and demethylated in human MBs but not in human ESCs, altogether reinforcing the hypothesis that DNA methylation regulates gene expression by modulating transcription factor binding accessibility. Next, we analyzed by sodium bisulphite sequencing the DNA methylation state of reported regulatory regions (with and without CpG island) of key genes implicated in myogenesis. After analyzing myogenic and non-myogenic cells we concluded that the muscle cell identity comprehends DNA demethylation of lineage-specific CpG-poor regulatory regions leading to a transcriptionally poised or activated state, while myogenic CpG island promoters are totally unmethylated during myogenesis and are regulated by histone modifications. A collaborative work with Charles Keller’s Lab (Oregon Health & Science University, USA) allowed us to conclude that Rhabdomyosarcoma cell lines present a spurious methylation pattern at usually unmethylated CpG islands, consequently with the aberrant methylation associated to tumorigenesis. Furthermore, the study of pluripotency gene promoters during myogenesis pointed that CpG-poor promoters are repressed during differentiation by DNA methylation and by Polycomb complex at CpG island promoters. Interested in deepen in the DNA demethylation dynamics, we started a collaboration with Rita Perlingeiro’s Lab (University of Minnesota, USA) to study the DNA methylation changes in the myogenic inducible Pax7 ESC-derived model. We showed that the ESC-derived myoblast precursors recreated the DNA methylation signature of in vivo isolated muscle stem cells, supporting this model as a bona fide strategy to generate myogenic precursors in vitro with therapeutic purposes. Finally, we addressed the involvement of an active demethylating mechanism during myogenesis. Apobec2 down-regulation in inducible ESC-derived myoblast precursors with shRNA strategies affected dramatically the myogenic differentiation by impairing DNA demethylation of the Myogenin promoter and abolishing the expression of Myogenin and MHC proteins. Based on these results, we proposed that Apobec2 might be involved in the active muscle specific DNA demethylation along myogenesis. / Partint de la hipòtesi que la metilació de l’ADN, junt amb altres mecanismes epigenètics i els factors de transcripció, orquestra el programa transcripcional, aquesta tesi ofereix un estudi exhaustiu de les dinàmiques de l'ADN durant la progressió miogènica, aborda les seves possibles implicacions reguladores i identifica regions diferencialment metilades que defineixen la identitat de la cèl·lula muscular. L’anàlisi a escala genòmica els perfils de metilació en diferents estadis de la miogènesi va permetre identificar 1000 regions diferencialment metilades, localitzades principalment en regions intergèniques i intragèniques. La majoria de canvis observats eren guanys de metilació i ocorrien durant la determinació de llinatge. D’altra banda, certes regions amb perfils de cromatina associats a enhancers esdevenien desmetilades, suggerint que la metilació de l’ADN pot estar implicada en la regulació de enhancers específics de teixit. L’estudi de gens específics de múscul va mostrar que la identitat de la cèl·lula muscular requereix la desmetilació de l'ADN de regions reguladores pobres en CpGs, alhora que els gens miogènics amb illes CpG a la regió promotora es troben sempre desmetilats i són regulats per modificacions d’histones. Un exemple de la desmetilació específica de múscul és la regió super-enhancer de Myf5. Els assajos d'immunoprecipitació de la cromatina van demostrar que la unió del factor de transcripció Usf1 al locus Myf5 només es donava quan l’ADN estava desmetilat, reforçant la hipòtesi que la metilació de l'ADN regula l'expressió gènica mitjançant la modulació de l'accessibilitat dels factors de transcripció al seu lloc d’unió. Mitjançant l’estudi el perfil de metilació de l'ADN de gens miogènics en un model miogènic derivat de cèl·lules embrionàries, es va observar el mateix perfil observat en mioblasts primaris, indicant que aquest model és una bona estratègia per obtenir mioblasts in vitro amb finalitats terapèutiques. Finalment, el bloqueig de la deaminasa Apobec2 va afectar severament la diferenciació miogènica i la desmetilació de l'ADN del promotor de la Miogenina, indicant que la deaminasa Apobec2 podria estar implicada en la desmetilació activa de l'ADN.

Tesi realitzada a l'Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRBB) i a l'Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC) / Examples of tubular organ systems like the mammalian lungs and vascular system abound in the animal kingdom. In this study we used the Drosophila melanogaster tracheal system to study tubular organ development. In particular, we focused on taenidial folds, chitin structures surrounding the tubular lumen that give mechanical strength to the tracheal tubes. Formed by the secretion of chitin into the apical extracellular matrix, these folds extend beyond the limits of a single cell spanning through multiple cells. This implies a high level of intra and intercellular coordination. There are a number of genes in the absence of which taenidial folds are disturbed. Among these, we focused on Blimp-1 and pri. In the absence of each of these genes, taenidial folds are disrupted while other aspects of tracheal development are unaffected. We have analyzed the expression pattern of Blimp-1 and pri and found that both genes are expressed in Drosophila tracheal cells during embryonic development. Taenidial folds are still formed in the absence of Blimp-1 or pri but they are not organized correctly, thereby indicating that Blimp-1 and pri contribute to their proper formation. Actin structures contributing to chitin organization have been reported for many systems in Drosophila, like denticle belts at the epidermis and the lumenal structure in the tracheal system. In Blimp-1 mutants, apical actin rings fail to form whereas in pri mutants they are formed but misoriented, suggesting that the function of Blimp-1 and pri is required for F-actin assembly. Interestingly, when we impair either chitin synthesis or chitin organization the apical F-actin is disorganized and does not form bundles. For the first time, we show that during tracheal system development there is a crosstalk between F-actin organization and chitin structures. By rescuing the mutant phenotype in single cells, we studied how individual cells contribute to generate a supra-cellular structure. Results of our analysis reveal that the orientation of taenidial folds is not cell-autonomously regulated and that it depends highly on the taenidial folds formed by the neighboring cells. Finally, we show that impairing cell-cell junctions, via down-regulation of α-catenin, gives rise to tracheal cells that form their taenidial folds independently. / En el reino animal hay numerosos ejemplos de sistemas de órganos tubulares, como los pulmones y el sistema vascular de los mamíferos. En este estudio hemos usado el sistema traqueal de Drosophila melanogaster para estudiar el desarrollo de este tipo de órganos. En particular, nos centramos en los pliegues taenidiales, estructuras de quitina que rodean el lumen tubular y dan resistencia mecánica a los tubos traqueales. Formados por la secreción de quitina en la matriz extracelular apical, estos pliegues se extienden más allá de los límites de una sola célula, abarcando múltiples células. Esto implica un alto nivel de coordinación intra e intercelular. Hay una serie de genes cuya ausencia produce perturbaciones en los pliegues taenidiales. De éstos, nuestro estudio se centra en Blimp-1 y pri. En ausencia de cada uno de estos genes, los pliegues taenidiales no se desarrollan correctamente mientras que otros aspectos del desarrollo traqueal no se ven demasiado afectados. Hemos analizado el patrón de expresión de Blimp-1 y pri, y hemos encontrado que ambos genes se expresan en las células traqueales de Drosophila durante el desarrollo embrionario. Los pliegues taenidiales todavía se forman en ausencia de Blimp-1 o pri, pero no están organizados correctamente, lo que indica que Blimp-1 y pri contribuyen a su adecuada formación. Existen varios sistemas en Drosophila en que estructuras de actina contribuyen a la organización de la quitina, como los dentículos de la epidermis y el lumen el sistema traqueal. En los mutantes Blimp-1, no se forman los anillos de actina apical, que si que lo hacen en los mutantes pri pero con una mala orientacion, lo que indica que la función de Blimp-1 y pri se requiere para el ensamblaje de la F-actina. Por otra parte, nuestros resultados indican que perturbar la síntesis de quitina o su organización, desorganiza la F-actina apical que no forma haces. Por lo tanto, durante el desarrollo del sistema traqueal se establece una interacción mútua entre la organización de la F-actina y de las estructuras de quitina. Mediante la expresión de la forma silvestre del gen en una sola célula en un fondo mutante, hemos estudiado cómo las células individuales contribuyen a generar una estructura supra-celular. Los resultados de nuestro análisis revelan que la orientación de los pliegues taenidiales no es regulada de manera autónoma y que depende en gran medida de los pliegues taenidiales formados por las células vecinas. Por último, mostramos que perturbar las uniones entre células, a través de la reducción de los niveles de α-catenina, da lugar a que las células traqueales formen su pliegues taenidiales de forma independiente a sus vecinas.

La situació actual de la problemàtica de la recombinació, quan es consideren les eficàcies biologiques independents de les freqüències (gèniques, cromosômiques, zigòtiques) i en un ambient, i per tant amb unes eficàcies, constant en l'espai i el temps, és aproximadament la següent:D'una banda els models deterministes rarament posen de manifest cap avantatge selectiu de la recombinaciô, la tendència general és la congelació del genotip. Certs models deterministes mostren que la tendència general serà l'increment progressiu de la freqüència d'un mecanisme que impideixi o dificulti la recombinaciô. Els mateixos models acostumen a portar associat un increment de l'eficàcia mitjana de la població amb un decreixement de les freqüències de recombinaciô. La sensació general que se'n desprèn és que les limitacions a la recombinaciô són un mecanisme d'adaptació ràpida i oportunista en un ambient estable.Altres models, sense discutir la dinàmica del mecanisme regulador de la recombinaciô, tambe troben associada una eficàcia mitjana superior a un lligament més intens. Quan s'analitza el paper del desequilibri en el lligament es posa de manifest que aquest és fonamental, tant a 1'adaptació ràpida com a 1'eliminació de mutacions deletêries, i és propiciat pel lligament intens i per les interaccions epistàtiques.Abans de discutir el quadre general dels models finits convindria fer alguns comentaris crítics sobre la validesa dels models deterministes a les situacions reals. Primerament es pot fer la crítica evident que sovint les suposicions (grandària infinita, aparellament a 1'atzar ...) en les que es basen, i que sempre representen idealitzacions de la realitat, no son vàlides; realment això no és cap argument decisiu contra aquests models, l'únic que es pot dir és que quan aproximadament es compleixin tais condicions, el model serà una descripció suficientment vàlida de la realitat. A més, sovint es reconeix que un model és una primera aproximació i que es pot anar complicant per fer-lo cada cop més adequat per analitzar la realitat.Una crítica més profunda a aquells treballs que es basen en dues menes de criteris: els criteris d'optimització (normalment de maximització de l'eficàcia mitjana), associada amb les posibles "estratègies" (recombinació, no recombinació p.e.) de les poblacions, i els criteris de selecció de grup (és adequat, és beneficiós, etc. per a la població, l'espècie ...). Ambdós tipus de criteris, relacionats entre ells, presenten nombrosos problemes lògics com a explicacions vàlides d'allò que s'observa a les poblacions. Wiens (1976) ha resumit els punts essencials d'aquesta qüestió. Quant als criteris d'optimització puntualitza que normalment suposen cert que: 1) el sistema població-ambient és en equilibri, 2) com a mínim una component de l'ambient es constantment limitant, 3) no hi ha cap relaxació temporal de les pressions de selecció que afavoreixen l'òptim, 4) l'ambient disponible es constantment i totalment ocupat, 5) l'òptim esestable (p.e. no canvia el fenotip òptim al llarg del temps), 6)l'òptim és realment assolible (p.e. no es té en compte cap possible efecte de la història passada del sistema, com ara un efecte fundador).Respecte als criteris de selecció de grup hi ha seriosos problemes per encaixar-los en la teoria clàssica de la selecció natural, basada en la selecció a nivell individual. En els models amb població finita no sembla que existeixi tal unitat quant als resultats. Cal remarcar que es tracten dos problemes diferents, d'una banda el manteniment del polimorfisme al·lèlic, i d'una altra la velocitat d'adaptació i d'eliminació d'al·lels deleteris. Ambdós però estan relacionats amb una qüestió més profunda: l'efectivitat de la selecció com a força oposada als efectes de la deriva genètica.L'anàlisi de la velocitat de substitució d'al·lels favorables i de la taxa d'eliminació de llast genètic (Felsenstein (1974), Felsenstein i Yokoyama (1976), Hill i Robertson (1966), etc. ...) coincidiesen a mostrar a la recombinació com un mecanisme afavoridor de la resposta selectiva ràpida, en oposició als resultats dels models deterministes, els quals freqüentment no inclouen la mutació (excepte Eshel(1971)), amb una població inicial en equilibri on ja són presents - tots els tipus (contràriament al cas finit), es lògic que un mecanisme preservador de la combinació al·lèlica afavorida i ja present a una freqüència inicial d'equilibri, mostri les propietats trobades als models deterministes : es tracta d'incrementar la freqüència del tipus cromosòmic més eficaç i de disminuir la dels altres, no de propiciar la seva aparició ni d'evitar que es perdi a causa de la deriva. Les dades experimentals semblen confirmar l'existència real de mecanismos d'aquest tipus, i l' anàlisi matemàtica realitzada amb models deterministes i aleatoris sembla que confirmi, en un context una mica diferent, aquestes idees. Els mateixos resultats es troben si s'analitza numèricament i mitjançant simulació un model segons un procés, en temps continu i estats finits, de naixement, mort, mutació i recombinació. Per tant, per grandàries poblacionals finites, es troba que el significat de la recombinació, a més de les condicions de desequilibri inicials , varia segons es consideri el temps fins a l'aparició del primer genotip mutant doble (recombinació favorable) o el temps fins a la fixació d'aquest genotip. (recombinació desfavorable). Apart de la possible artificiositat de les suposicions inicials d'eixos models, ja esmentada i que es discutiran més endavant, quant als models de simulació finits cal dir que usualment son deficients respecte al seu "realisme" a l'hora de representar els processos ge nètics. Concretament, la selecció i la gametogênesi de vegades no coincideixen gaire amb la seva descripció biològica. Tot això es discutirà mes a fons en parlar de les tècniques .de. simulació.. De moment cal tenir-ho present com un possible factor per explicar els resultats, que podrien no ser reflex d'una propietat biològica sinò d'una limitació del model de simulació.

Els dipòsits d'amiloide s'observen en els illots pancreàtics de la immensa majoria de persones que han sofert diabetis mellitus tipus 2, i constitueixen un fet característic en la història natural de la malaltia. El principal component d'aquest dipòsits és la amilina, un pèptid sintetitzat per la pròpia cèl.lula i secretat amb la insulina. La hipòtesi de treball del present projecte es basa en el fet que els dipòsits d'amiloide serien secundaris a una alteració en la expressió de l'amilina o bé en la síntesi del pèptid, i aquesta alteració podria estar determinada per un defecte genètic.

La comunicación entre células es esencial para integrar las órdenes necesarias para que un organismo pueda desarrollarse correctamente desde el estadio de una célula hasta el mantenimiento del estado adulto. El número de vías de señalización que las células necesitan para comunicarse es relativamente bajo y por ello dichas vías se reutilizan varias veces durante el desarrollo de los organismos. El organismo modelo empleado en este trabajo es la planaria de agua dulce Girardia tigrina. Las planarias son especialmente interesantes por su gran plasticidad morfológica y gran habilidad para regenerar las partes perdidas del cuerpo. Con esta tesis se intenta dilucidar el papel en la regeneración de una vía de proteínas señalizadoras en particular, la vía Wnt, que rige múltiples funciones durante el desarrollo normal de los organismos. En concreto se describe el aislamiento de un homólogo de la subfamilia Wnt-5, del regulador negativo de la vía, la GSK-3 (glicógeno sintasa quinasa-3), y de uno de los efectores nucleares de la familia TCF (T-cell factor). Asímismo se analiza el patrón de expresión de los dos primeros, hallándose un máximo en el sistema nervioso central. Además, se detallan experimentos de RNA de interferencia realizados por distintas metodologías para provocar fenotipos de pérdida de función. Estas metodologías consistieron por un lado en la inyección de RNA de doble cadena diseñado a partir del gen que específicamente se pretendía bloquear y, por otro lado, en la ingestión de bacterias que expresaban la doble cadena de RNA del gen en cuestión. Dichas aproximaciones fueron exitosas para el gen GSK-3, con resultados corroborados con drogas inhibidoras para dicha quinasa. Para el ligando Wnt-5 no se obtuvo fenotipo de falta de función, hipotetizándose así una posible redundancia entre posibles distintos Wnt existentes en planaria. Los fenotipos de pérdida de función de GSK-3, en cambio, indican un papel esencial para este gen en la regeneración de la parte más anterior del organismo y en la determinación cefálica. / DOCTORAL THESIS: "FUNCTIONAL CHARACTERIZATION OF CONSERVED ELEMENTS OF THE WNT PATHWAY IN THE CEPHALIC REGENERATION OF PLANARIANS"Communication between cells is essential to integrate the orders that an organism needs to develop properly from a one-cell stage to the maintenance of the adult stage. The number of signalling pathways that cells use to comunicate to each other is relatively low, therefore these cascades are re-used several times during development of organisms. The model system in this work has been the fresh-water planarian, Girardia tigrina. Planarians are specially interesting for their high morphological plasticity and huge hability to regenerate lost parts of the body. With this doctoral thesis, we have tried to elucidate the role during regeneration of a particular signalling pathway, the Wnt pathway, which drives multiple functions during normal development of organisms both at early and late stages. More precisely, we describe the isolation of a Wnt-5 ligand, as well as the negative regulator of the pathway, GSK-3 (glycogen synthase kinase-3), and an homologue of a nuclear transciptional factor, TCF-4 (T-cell factor-4). The expression patterns are also analyzed and a maximum is found at the central nervous system, at least for the two first genes. Besides, we show different RNAinterference experiments performed by two methods to acquire loss of function phenotypes. One of the techniques consisted of the injection of double-strand RNA specific for the gene we wanted to knock-down and the other consisted of the ingestion of bacterially expressed double-strand RNA of the gen. Both approaches were succesful for the GSK-3 homologue, giving rise to similar results that had been obtained with drugs against the same kinase. However, no loss of function phenotypes were obtained with RNAi for Wnt-5, so the hypothesis was redundancy with other Wnt members possibly present in the planarian genome. Instead, GSK-3 loss of function phenotypes indicate an essential role for this enzyme in regeneration of the most anterior part of the organism and in the cephalic determination.

Tesi realitzada a l'Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB)-CSIC / Heterotrimeric G proteins are masters regulators of cell homeostasis. They coordinate the signaling between G protein coupled receptors (GPCRs) and their intracellular effectors. Heterotrimeric G proteins are composed of three subunits: G-alpha, G-beta, G-gamma. They function as a switches between an inactive GDP-bound state and an active GTP•bound state. Upon receptor activation, the G-alpha subunit undergoes a conformational change that leads to the exchange of GTP for GDP and the dissociation of the G-alpha subunit from the G-beta-gammadimer, allowing the subunits to activate their downstream effectors. The signal is terminated when the G-alpha subunit hydrolyzes its bound GTP to GDP and re-associates with G-beta-gamma. There are four subfamilies of G proteins: G-alpha (i), G-alpha(q), G-alpha(s) and G-alpha(12). Each subfamily can activate a different subset of effectors and signaling pathways. The subfamily of the G-alpha(12) protein is composed of two members: G-alpha(12) and G-alpha(13). They are involved in different processes such as embryonic development, cell growth, cell migration, angiogenesis processes and apoptosis. G-alpha(12) and G-alpha(13) have been linked to cellular events such as cytoskeletal rearrangements and cell proliferation through the activation of the small GTPase RhoA and moreover, they activate Rho principally through direct interaction with Rho-specific guanine nucleotide exchange factors (RhoGEFs). A growing number of RhoGEFs have recently been identified, with a majority as a members of the Dbl family of RhoGEF proteins. This proteins share in common a DH domain, the catalytic domain, and a PH domain, a pleckstrin homology domain. There are four RhoGEFs to be directly stimulated by the G-alpha(12/13) subfamily: p115RhoGEF, LARG, PDZRhoGEF and AKAP-Lbc. Three of them form the RH-RhoGEF subfamily because they share in common a RGS homology domain which is the implicated in their interaction with G12 proteins. GEF-Hl was discovered as a microtubule associated protein and belongs to the AKAP-Lbc subfamily. It has been reported to be regulated by its binding to microtubules, while microtubule-bound GEF-Hl is associated to have low activity its release from them leads to GEF-Hl activation and consequently, the activation of the small RhoGTPase RhoA. GEF-Hl can also be regulated by phosphorylation and several kinases can phosphorylate GEF-Hl in different moments of the cell. For instance, during cytokinesis GEF-Hl is phosphorylated by Aurora kinases and Cdk/Cyclin 8 in order to regulate its activity towars RhoA, due to be a high controlled spatiotemporal process. GEF-Hl is also considered a key player in the cross-talk of microtubules to actin dynamics and is reported to be involved in a variety of normal biological situations such as cell cycle regulation, and cell morphology, polarity and motility. Conventionally G proteins have been linked with the plasma membrane where they exert their functions. However, several studies during the last years have shown that Gproteins can also regulate processes in other cellular compartments. Previous results showed that G-alpha(12) was important for cell division. Indeed, the results obtained during this thesis indicate that G-alpha(12) is associated with the spindle apparatus in the late stages of mitosis and also located at the midbody during cytokinesis. Interestingly, perturbation of GUn function results in aberrant mitosis with different phenotypes such as multi nucleation, apoptosis or failed cytokinesis. On the other hand, the results obtained shown that GEF•Hl would be a possible downstream effector for GUn signaling in mitosis due to the fact that GUn interacts and activates GEF-Hl. The interaction takes place trough the DH-PH domains of GEF-Hl and GUn was able to promote the release of GEF-Hl from microtubules, where GEF•Hl is found in its inactive form, and to stimulate GEF activity of GEFHI. Furthermore, colocalization experiments showed that GU12 and GEF-Hl are located in the midbody during cytokinesis. So, we propose a mechanism for the interaction between GEF-Hl and G-alpha(12) during cytokinesis where sequentially G-alpha(12) would activate GEF-Hl in first place, and secondly G-alpha(12) would activate LARG, which is needed to complete the absicission process and is also stimulated by GUn. / Les proteïnes G heterotrimèriques són reguladores de l'homeòstasi cel•lular. Coordinen la senyalització entre els receptors acoblats a proteïnes G (GPCR) i els seus efectors intracel.lulars. Hi ha 4 subfamflies de proteïnes G: G-alfa(i), G-alfa(q), G-alfa(s) y G-alfa(12), on cada família és capaç d'activar unes vies de senyalització diferents. Dintre de la subfamília de la G12 hi ha dos membres: G-alfa(12, i G-alfa(13), Estan implicades en diferents processos cel•lulars com poden ser la remodelació del citoesquelet d'actina i la proliferació ceJ.1ular a través de l'activació de la proteïna RhoA. RhoA és una GTPasa monomèrica que és activada per les proteïnes G12 a través de la interacció amb els factors bescanviadors de nucleòtid guanina específics de Rho (RhoGEF). La família de les Dbl-RhoGEFs és probablement la millor estudiada. Es caracteritzen per compartir un domini catalític OH i un domini PH. Dintre d'aquesta família hi ha la subfamília RH•RhoGEFs, on els seus membres poden ser estimulats directament per les proteïnes Gl2 a través del domini RH. Per altra banda, la GEF-Hl és una RhoGEF que pertany a una subfamília evolutivament propera a les RH-RhoGEFs on alguns dels seus membres poden ser estimulats per les proteïnes G. La GEF•Hl és una proteïna associada als microtúbuls on es troba en la seva forma inactiva, i l'alliberament dels microtúbuls promou un augment en la seva activitat catalítica envers a Rho. La GEF-HI participa en diferents processos cel.lulars com pot ser la regulació de la mitosi. Clàssicament les proteïnes G s'han associat a la membrana plasmàtica on desenvolupen les seves funcions, però resultats obtinguts en els últims anys han demostrat que també poden estar localitzades en altres compartiments cel•lulars. Resultats obtinguts durant el transcurs de la present tesi indiquen la proteïna G-alfa(12) es localitza en el fus mitòtic al final de la mitosi i es concentra al cos intermedi durant la citocinesi. A més a més, la pertorbació de la seva funció provoca defectes en les mitosis. També es proposa la GEF•Hl com una possible proteïna efectora de la G-alfa(12) en la mitosi ja que s'ha trobat que ambdues proteïnes colocalitzen al cos intermedi durant la citocinesi. Els resultats obtinguts han permès caracteritzar la interacció entre la proteïna G-alfa(12) i la GEF-H1 així com demostrar que la G-alfa(12) pot activar la GEF•H1.