La proteína Hha fue identificada como un modulador de la expresión de la toxina alfa-hemolisina en Escherichia coli y pertenece a la familia de proteínas Hha/YmoA que participan en la termo y osmoregulación de la expresión génica en bacterias entéricas. Además, Hha interacciona con la proteína H-NS y ambas regulan el operón hemolítico (hly) en E. coli.En este trabajo se ha estudiado la funcionalidad de la proteína Hha a través de la construcción de mutaciones puntuales en dicha proteína y a la construcción de proteínas truncadas de la misma. Al analizar la capacidad de estas proteínas mutadas de unirse a la proteína H-NS se ha visto que la totalidad de la proteína está implicada en la unión con H-NS, y por tanto, Hha estaría constituida por un único dominio funcional. La observación anterior unida a los datos conocidos sobre la regulación del operón hemolítico, en los que H-NS es la proteína con capacidad para unirse al ADN, indican que Hha realiza su función a través de su unión a H-NS u otras proteínas y no a través de una unión directa con el ADN. Esta hipótesis se apoya en la similitud entre la longitud de las proteínas de la familia Hha y del dominio de oligomerización de la familia H-NS y también en la presencia de cajas conservadas a lo largo de estas secuencias (también descrito en este trabajo). Los datos obtenidos a través de la construcción de una proteína híbrida entre la proteína Hha y el dominio de unión al ADN de H-NS, sugieren que Hha (y toda su familia) podría ser equivalente al dominio N-terminal de H-NS, ya que dicha proteína híbrida es capaz de complementar algunos de los fenotipos característicos de un mutante hns, por ejemplo, el fenotipo hemolítico, el fenotipo beta-glucósido o la deficiencia de un mutante hns para crecer en un medio mínimo suplementado con serina. Para esta complementación es importante la dosis presente de la proteína híbrida.Por otra parte, la proteína H-NS de E. coli fue descrita hace más de 30 años como una proteína asociada al nucleoide y presenta un importante papel en la regulación global de la expresión génica. H-NS se encuentra ampliamente distribuida entre bacterias Gram-negativas y se ha observado su capacidad para interaccionar con otras proteínas como la proteína Hha.En Yersinia enterocolitica la regulación de la expresión de la virulencia ha sido ampliamente estudiada, especialmente la termorregulación y en este proceso participa la proteína reguladora YmoA (homóloga de Hha), aunque la implicación de H-NS nunca había sido demostrada. En este trabajo se ha identificado el gen hns y su correspondiente proteína y se ha planteado su importancia para la regulación de la expresión de factores de virulencia en Y. enterocolitica.Los datos obtenidos demuestran la interacción existente entre YmoA y H-NS de Y. enterocolitica lo que implica que la interacción existente entre las proteínas Hha y H-NS de E. coli es extensible a otros miembros de ambas familias de proteínas.Mutaciones en el gen hns han sido obtenidas de forma rutinaria en diferentes especies bacterianas como E. coli, Salmonella o Shigella pero sin embargo en esta memoria se observa que el gen hns es esencial para Y. enterocolitica. Sólo se puede obtener un mutante hns complementándolo en trans (por ejemplo con el plásmido salvaje R27 portador de una orf del gen hns). También es posible obtener el mutante complementando con el gen stpA (parágolo de hns en E. coli no presente en Y. enterocolitica). De esta forma se pueden estudiar los genes afectados por la mutación hns de una forma similar al mutante hns de E. coli. / The Hha protein from "Escherichia coli" belongs to a new family of thermomodulators of gene expression, the Hha/YmoA family. Hha interacts with H-NS protein and together regulate the hly operon in E. coli.In this work, it has been studied the functionality of Hha protein. It has been shown that all the protein is involved in the interaction with H-NS, then Hha would be constituted by only one functional domain.This observation, together with the data available about the regulation of the hly operon, indicates that Hha perform its function due to its interaction with H-NS or other proteins. Hha has not direct interaction with DNA.A comparison of the amino acid sequences corresponding to the Hha family and the N-terminal end of the H-NS family shows the existence of conserved regions. In this work it has been demonstrated that the replacement of the N-terminal domain of H-NS by Hha sequences generates a functional chimeric protein that, when expressed in hns mutants, restores different hns mutant phenotypes. These latter results suggested that Hha-like proteins might have evolved to be functionally equivalent to the N-terminal oligomerization domain of H-NS.In other hand, H-NS from E. coli was described almost thirty years ago as a chromosome associated protein. H-NS has an important role on the global regulation of gene expression.In Yersinia enterocolitica the thermoregulation of the expression of virulence factors it has been thoroughly studied. YmoA participates in this process but the implication of H-NS it has not been demonstrated yet. In this memory it has been identified the hns gene. Also, it has been showed that interaction between Hha and H-NS proteins it is common to other members of both families of proteins.The hns gene is essential for Y. enterocolitica. The hns mutant is only obtained with the complementation in trans (for example with the plasmid R27). Moreover, is possible to obtain the hns mutant with the complementation with stpA, an hns gene paralogue wich is not present in Y. enterocolitica. This mutant allows study the genes affected by the hns mutation similar to that occurs in E. coli.

El término “cáncer” agrupa un amplio grupo de enfermedades que implican proliferación celular descontrolada y que afectan a casi cualquier tejido del organismo. Es la principal causa de mortalidad a nivel mundial; 7,6 millones de personas fallecieron por cáncer en 2008 y se prevé que la cifra de defunciones alcanzará los 11 millones en 2030. El denominador común de todas estas muertes es la malignidad tumoral, definida como la capacidad para invadir tejidos sanos y formar metástasis, que aparecen incluso años después del tratamiento del tumor primario. La mayor limitación en la búsqueda de soluciones terapéuticas efectivas contra el cáncer es la heterogeneidad de los tumores. Estos se componen de distintos tipos celulares que varían en su morfología, índice de proliferación, grado de diferenciación, anomalías genéticas, capacidad metastásica y resistencia a tratamientos, hasta tal punto que un tumor llega a desarrollar características específicas en cada paciente. Conocer cuáles son los mecanismos responsables de esta heterogeneidad es un objetivo clave en el estudio de la biología del cáncer, ya que permitiría abordar la génesis de la enfermedad y desarrollar terapias dirigidas a la/s célula/s que originan el tumor. Este abordaje requiere de modelos experimentales en los que se pueda inducir la formación de un tumor desde un origen conocido, seguir su evolución en comparación con el desarrollo normal del tejido control y analizar las alteraciones que desencadenan la transformación maligna. Estudios pioneros en Drosophila identificaron el primer ejemplo de ¿gen supresor de tumores¿. Sucesivos trabajos en este sistema modelo han permitido conocer un número considerable de genes implicados en oncogénesis, muchos de los cuales son reguladores esenciales de la división de las células madre. El desarrollo de protocolos para la inducción y el crecimiento de estos tumores ha permitido recapitular en Drosophila, a partir de mutaciones génicas únicas, la formación e inmortalización de tumores malignos que comparten muchas de las características esenciales del cáncer en humanos. Sin embargo, aún queda un largo camino hasta identificar qué alteraciones son responsables de la transformación maligna. En este contexto, las técnicas de transcriptómica proporcionan una herramienta clave para analizar los perfiles de expresión génica característicos de tumores en distinto estadio de desarrollo y/o de distinto origen, y su aplicación en tumores de Drosophila es el objetivo de este trabajo.

Els peixos carnívors presenten baixa capacitat per metabolitzar carbohidrats i per mantenir la glucèmia. En aquests organismes, la baixa capacitat per metabolitzar carbohidrats condueix a estats d’hiperglicèmia més marcats i sostinguts que els descrits per a mamífers, després de l’administració de glucosa o la ingesta de dietes amb elevat contingut de carbohidrats. L’alanina aminotransferasa (ALT) catalitza la transaminació reversible entre L-alanina i α-cetoglutarat per formar L-glutamat i piruvat. Mitjançant la interconversió d’aquests quatre metabòlits, l’ALT esdevé un nexe d’unió entre el metabolisme d’aminoàcids i el de carbohidrats. En estudis previs del nostre grup es va descriure la presència de tres isoformes ALT en S. aurata, els isoenzims citosòlics, cALT1 i cALT2, i la isoforma mitocondrial mALT. L’expressió hepàtica de cALT2 incrementa en situacions gluconeogèniques, mentre que la de cALT1 és predominant durant el període postprandial per a l’utilització dels nutrients de la dieta. L’objectiu d’aquest treball és incrementar el coneixement del metabolisme intermediari en peixos i així permetre realitzar futures intervencions biotecnològiques amb la intenció de millorar la utilització metabòlica dels nutrients de la dieta. Per comprendre millor la funció d’mALT vam estudiar la distribució tissular, la caracterització cinètica i la regulació nutricional i hormonal de l’expressió d’mALT en S. aurata. Addicionalment, vam analitzar l’expressió tissular i la regulació hormonal dels enzims aspartat aminotransferasa mitocondrial (AST2), glutamat deshidrogenasa (GDH) i glutamina sintetasa (GlnS), relacionats tots ells amb el metabolisme d’aminoàcids. En orades alimentades, mALT, GDH i GlnS s’expressen majoritàriment a fetge, intestí i ronyó. Els nostres estudis indiquen que l’expressió de mALT, GDH, AST2 i GlnS és elevada en animals alimentats, mentre que disminueix en condicions associades amb la gluconegènesi, com ara el dejú i el tractament amb estreptozotocina (STZ). Estudis cinètics de l’activitat enzimàtica mALT indiquen que l’enzim catalitza de manera més eficient la conversió d’L-alanina a piruvat, que no pas la reacció inversa. Per conèixer el mecanisme molecular implicat en la regulació transcripcional de l’expressió d’mALT, vam aïllar el promotor mALT d’orada, i vam mostrar que HNF4α incrementa la transcipció d’mALT per unió a una caixa HRE. El dejú i l’administració d’STZ disminuïren els nivells d’HNF4α en ronyó d’S. aurata, portant a un descens en la transcripció d’mALT. Els nostres resultats suggereixen que HNF4α té un paper important en la regulació transcripcional del gen mALT en ronyó d’S. aurata. En conclusió, els nostres resultats suggereixen que mALT i cALT1, que presenten una distribució tissular i un patró d’expressió en dejú i tractament amb STZ similars, podrien cooperar per direccionar els aminoàcids de la dieta al mitocondri per destinar-los a l’obtenció d’energia. Per tant, ALT es podria utilitzar com a diana per realitzar una intervenció biotecnològica a fi de reduir la utilització de proteïnes amb finalitats energètiques i optimitzar així l’ús dels nutrients de la dieta en el cultiu de peixos. / Carnivorous fish have poor ability to use dietary carbohydrates and to control the blood glucose levels. Compared with mammals, these animals show prolonged hyperglycemia after a glucose load or when feeding on high carbohydrate diets. Alanine aminotransferase (ALT) links carbohydrate and amino acid metabolism through catalyzing the reversible transamination between L-alanine and 2-oxoglutarate to form pyruvate and L-glutamate. Our group, in previous studies showed the presence of three ALT isoforms in Sparus aurata: the cytosolic isoenzymes cALT1 and cALT2 and a mitochondrial isoform, mALT. In fish liver, increased expression of cALT2 is associated to enhanced gluconeogenesis while cALT1 is predominant during the postprandial utilization of dietary nutrients. The aim of the present study was to increase the current knowledge of fish intermediary metabolism to allow future biotechnological actions in order to improve metabolic utilization of dietary nutrients. To better understand the functional role of mALT we analysed the tissue distribution, kinetic characterization and nutritional and hormonal regulation of mALT expression in S. aurata. Furthermore, cloning and characterization of the mALT promoter was also addressed. Additionally, tissue expression and nutritional regulation of glutamate dehydrogenase (GDH), mitochondrial aspartate aminotransferase (AST2) and glutamine synthetase (GlnS), also involved in amino acid metabolism, was followed. In S. aurata under feeding conditions, mALT, GDH and GlnS are mainly expressed in liver, intestine and kidney. Our studies indicate that the expression of mALT, GDH, AST2 and GlnS is increased in fed animals, while decreased in conditions associated with gluconeogenesis, such as fasting or treatment with streptozotocin (STZ). Kinetic analysis of mALT enzyme activity indicated that this enzyme catalyses more efficiently the conversion of L-alanine to pyruvate than the reverse reaction. To understand the molecular mechanism underlying the transcriptional regulation of mALT expression, we isolated the S. aurata mALT promoter, and showed that HNF4α enhances mALT transcription through binding to an HRE box. Starvation and administration of STZ decreased HNF4α levels in the kidney of S. aurata, leading to downregulation of mALT transcription. Our results suggest that HNF4α may play an important role in the transcriptional regulation of mALT gene in kidney of S. aurata. In conclusion, our findings suggest that mALT and cALT1, which present a similar tissue distribution and pattern expression under starvation and STZ-treatment, can cooperate to redirect dietary amino acids to the mitochondria for energetic pourposes. This points to ALT as a target for a biotechnological action to spare protein and optimize the use of dietary nutrients for fish culture.

Una de las características de las células bacterianas es la capacidad de adaptarse rápidamente a los frecuentes cambios en las condiciones ambientales del entorno donde se encuentran. En los procariotas la regulación de la expresión génica constituye una herramienta fundamental para dicha adaptación a las condiciones ambientales, posibilitando que tales cambios se vean reflejados en los patrones de expresión génica. La capacidad de modificar el patrón de expresión génica en función de parámetros ambientales es un aspecto crucial en la supervivencia tanto de bacterias que se encuentran en el medio ambiente externo como de bacterias patógenas localizadas en el interior de un organismo hospedador. En este trabajo el primer objetivo fue establecer un modelo de regulación del gen hilA de Salmonella por las proteínas asociadas a cromatina H-NS y Hha, para intentar posteriormente extrapolar este modelo a los reguladores de tipo HilA de la cepa de E. coli 042. Posteriormente, nos planteamos caracterizar el fenotipo resultante de la mutación hha en la cepa de E. coli 042. Los resultados obtenidos revelaron que el gen hilA se induce en fase estacionaria en cultivos crecidos en medio LB a 37ºC. Las proteínas asociadas a cromatina H-NS y Hha reprimen la expresión de hilA bajo un conjunto de condiciones ambientales. En condiciones de baja temperatura, es decir a 25ºC, H-NS posee los papeles mayoritarios en la represión de hilA. Bajo condiciones las cuales simularían la presencia de un hospedador, es decir 37ºC, H-NS deja de actuar y si tiene lugar la inducción de hilA en fase estacionaria. Además de los factores temperatura y osmolaridad que interfieren con la represión de hilA por H-NS se caracterizó la acción antagonista de la proteína IHF sobre la represión mediada por H-NS en el gen hilA utilizando ensayos de transcripción in vitro. En atención a las proteínas tipo HilA encontradas en la cepa de E. coli 042, se pudo caracterizar que ambas proteínas EilA e YgeH son capaces de complementar en trans la mutación hilA en la cepa de Salmonella SV5015. La activación de proteínas efectoras por parte de las proteínas EilA e YgeH en Salmonella parece tener lugar de la misma manera que HilA, a través de la activación del gen invF. Los resultados de regulación transcripcional de los genes eilA e ygeH revelaron una represión por parte de la proteína H-NS, y los ensayos de EMSA apoyan estos resultados. Existe una regulación cruzada entre las islas de patogenicidad ETT2 y eip de la cepa 042. La proteína EilA parece poder activar la expresión de EivF en ausencia de la proteína YgeH. El fenotipo encontrado en el mutante hha de la cepa de E. coli 042 se resume en un aumento de la agregación celular y una deficiencia en la formación de biofilms a 37ºC. El fenotipo es dependiente de temperatura, solamente se observa a 37ºC. Dados de proteómica obtenidos con la construcción AggR::3XFLAG revelaron una sobreexpresión del regulador transcripcional AggR en el mutante hha de la cepa de E. coli 042. Finalmente, la secuenciación masiva de ARN del mutante hha de la cepa de E. coli 042 apoyan estos resultados y revelaron que la transcripción del gen hha envuelve dos patrones diferentes en función de la temperatura. Mientras que a 37ºC la transcripción tiene lugar en la cadena codificante a 25ºC se produce también una importante transcripción en la cadena antisentido, lo que podría interpretarse como que, a baja temperatura se expresa menos el gen hha. / In this work our first goal was to understand and clarify the regulatory role of the nucleoid-associated proteins H-NS and Hha in the regulation of the master regulator of Salmonella pathogenicity island 1 (SPI1), the hilA gene. Due to the presence of HilA orthologous proteins of E. coli 042 strain (EilA and YgeH), we extrapolated the regulation patterns of hilA gene to eilA and ygeH genes. Subsequently, we characterized the phenotype of the hha mutant in the E. coli 042 strain. The results obtained on hilA regulation showed a high induction in the stationary phase of growth when cells were grown in LB medium at 37ºC. The H-NS and Hha proteins repressed the hilA expression under determinate environmental conditions. At low temperature (25ºC) H-NS repressed the hilA gene and Hha enhanced the repression. At high temperature (37ºC) H-NS no longer repressed hilA and the induction of hilA gene took place. Besides temperature and osmolarity factors that interfere with the repression of H-NS in the hilA gene, we characterized an antagonist effect of IHF protein in the H-NS-mediated repression of hilA gene using in vitro transcription assays. In relation to the HilA type proteins found in the strain of E. coli 042, YgeH and EilA, both proteins were able to complement in trans the hilA mutation in Salmonella strain SV5015. The activation of effector proteins by EilA and YgeH proteins in Salmonella seemed to work in the same way than HilA, through invF gene activation. The EMSA assays and the results of transcriptional regulation of genes and ygeH and eilA suggested a repression by H-NS. We also observed a cross-regulation pathway between pathogenicity islands eip and ETT2 in the E. coli 042 strain. EilA protein activated EivF expression in the absence of YgeH proteins. The phenotype found in the hha mutant in the strain of E. coli 042 was both an increase in cell aggregation and a deficiency in biofilm formation. The phenotype was temperature dependent, and it was only observed at 37°C. Proteomics results of the AggR::3xFLAG construction obtained, revealed an overexpression of the transcriptional regulator AggR in the mutant strain hha. Finally, the whole transcriptome shotgun sequencing of the hha mutant of the E. coli 042 supported these findings and revealed that hha gene transcription involved two different patterns depending on the temperature. The transcriptional data suggested that at 37°C the transcription occurred in the coding strand, while at 25°C the transcription occurred in the antisense strand.

The recently discovered decapeptide kisspeptin and its G-protein coupled receptor form a signaling system expressed ubiquitously and are implicated in a variety of still poorly characterized functions. In the brain, kisspeptin is secreted by specific neurons and its receptor is localized in GnRH neurons. Kisspeptin signaling has been fully established in the control of the onset of puberty in vertebrates, from fish to mammals. In this study, we characterized the kisspeptin gene in the Senegalese sole and characterized the kisspeptin receptor genes in both the Senegalese sole and in the Atlantic halibut. In contrast to other fish species, the two species analyzed here showed only the presence of one ligand and one receptor, probably as a consequence of the genome reduction characteristic of Pleuronectiformes. However, in both cases we found an alternative splicing mechanism based on intron retention that produces also non-functional isoforms, but whether this is part of a mechanism to control abundance of the active gene product is still not known. We document spatial and temporal changes of expression of kisspeptin and its receptor in the brain, pituitary and gonads related to the annual reproductive cycle. Finally, we present the first evidence of a possible link between energy balance and reproduction mediated by kisspeptin signaling in a non-mammalian vertebrate. / El recentment descobert decapèptid kisspeptina i el seu receptor associat a una proteïna G formen un sistema que s’expressa ubiqüitament i que està implicat en diverses funcions, moltes de les quals encara no estan ben caracteritzades. En el cervell, la kisspeptina és secretada per neurones específiques, mentre que el seu receptor es troba a les neurones GnRH. Aquest sistema s’ha relacionat amb el control de l’inici de la pubertat en diferents vertebrats, des de peixos fins a mamífers. En aquest estudi, hem caracteritzat el gen de la kisspeptina en el llenguado senegalès, i els gens del receptor de la kisspeptina tant a llenguado senegalès com en l’Halibut de l’Atlàntic. Al contrari del que ocorre en moltes altres espècies de peixos, aquestes dues espècies només presenten un gen pel lligand i un gen pel recep- tor. Aquest fet és probable que estigui relacionat amb la reducció de la mida del genoma que han sofert els Pleuronectiformes. Tot i així, en les dues espècies s’hi troba un mecanisme d’empalmament alternatiu conseqüència d’una retenció intrónica que produeix una isoforma no funcional. Ara bé, si aquest mecanisme està relacionat amb el control de l’abundància dels trànscrits de la isoforma funcional encara està per esbrinar. Per altra banda, hem trobat canvis en l’expressió gènica tant en l’espai com en el temps durant un cicle reproductiu dels gens de la kisspeptina i el seu receptor en el cervell, pituïtària i gònades. Finalment, també presentem la primera evidència, en un vertebrat no mamífer, d’una possible relació entre el balanç energètic i la reproducció controlada pel sistema kisspeptina.

La cocaïna i l’èxtasi (MDMA, 3,4-metilendioximetamfetamina) són drogues psicoestimulants que incrementen l’activitat del sistema nerviós central i perifèric amb efectes com l’augment de l’estat d’alerta, la resistència, la productivitat, la motivació, la locomoció, el ritme cardíac i la pressió sanguínia. Ambdues drogues tenen efectes sobre l’estat d’ànim, tot induint sentiments d’eufòria i provocant plaer i recompensa. El seu consum, principalment per part d’adolescents i adults joves, té conseqüències greus per a la salut, i a la llarga el consum reiterat pot esdevenir crònic donant lloc a abús o dependència. Tant la cocaïna com l’MDMA actuen principalment activant els sistemes de neurotransmissió dopaminèrgica i serotoninèrgica en els circuits neuronals de plaer i de recompensa. La genètica juga un paper molt important en la transició del consum a l’abús i a la dependència: d’una banda totes dues drogues indueixen canvis en l’expressió gènica que estan a la base de les neuroadaptacions i del remodelatge dels circuits neuronals que condueixen al consum crònic, i de l’altra hi ha factors genètics de predisposició a la dependència que poden afavorir el desenvolupament d’aquest fenomen en certs individus. El treball que es presenta en aquesta Tesi Doctoral ha permès identificar variacions en el genoma que predisposen a la dependència de cocaïna, així com alteracions en el transcriptoma de cèl•lules neuronals (in vitro) o de determinades estructures cerebrals (in vivo) causades per l’acció de la cocaïna o de l’MDMA. Així, s’ha estudiat la participació de variants genètiques de susceptibilitat a la dependència de cocaïna mitjançant estudis d’associació de tipus cas–control cobrint sistemes gènics sencers implicats en la neurotransmissió dopaminèrgica i serotoninèrgica, en el control de l’alliberament de neurotransmissors i factors neurotròfics i els seus receptors. S’han avaluat un total 446 variants polimòrfiques en 52 gens, seleccionades mitjançant criteris de cobertura genètica. Els resultats més remarcables són la identificació de dos haplotips de risc per la dependència a cocaïna als gens 5-HT1E i NSF (que codifiquen per un receptor de serotonina i per una proteïna implicada l’alliberament de vesícules de neurotransmissor, respectivament). En el cas de l’haplotip de risc del gen NSF, a més predisposa a la dependència ràpida (en dos o menys anys des de l’inici del consum). També s’ha avaluat l’efecte del tractament agut amb cocaïna sobre l’expressió gènica en cèl•lules humanes SH-SY5Y diferenciades a neurones dopaminèrgiques mitjançant microarrays i l’estudi mostra alteracions en la transcripció de gens implicats en la regulació de la transcripció i expressió gènica, moviment cel•lular i adaptacions neuronals. I finalment, s’ha estudiat l’efecte de l’administració activa i passiva d’MDMA sobre la transcripció gènica en quatre estructures cerebrals de ratolí implicades en el fenomen de recompensa. L’estudi de l’efecte directe del MDMA sobre l’expressió gènica mitjançant la comparació de ratolins que reben una solució salina de forma passiva i ratolins que reben MDMA de forma passiva o activa, mostra alteracions en la transcripció de gens implicats principalment en la funció immunitària i en processos inflamatoris a les quatre estructures cerebrals estudiades. La comparació entre el consum actiu i passiu d’MDMA ha permès identificar canvis d’expressió relacionats amb neuroadaptacions i canvis de plasticitat sinàptica a hipocamp i als nuclis dorsals de rafe. En aquesta última regió cal destacar quatre gens que se sobreexpressen com a conseqüència del consum actiu d’MDMA, tots ells implicats en la plasticitat sinàptica, els canvis en la morfologia de les espines dendrítiques i processos neuronals relacionats amb la memòria i l’aprenentatge: Camk2a, Kalrn, Ddn i Egr3. Aquesta troballa reforçaria la idea que aquesta estructura cerebral podria estar involucrada en el comportament de cerca activa d’MDMA, tot recolzant el potencial addictiu d’aquesta droga. / Cocaine and ecstasy (MDMA, 3,4-metilendioximetamfetamina) are psychostimulant drugs that activate the central and peripheral nervous system increasing alertness, energy and motor activity, motivation, cardiac rate and blood preassure. Both drugs have effects on mood, inducing feelings of well-being, euphoria, pleasure and reward. Cocaine and ecstasy use, mainly used by young people, has serious detrimental health effects, and repeated use can become chronic leading to abuse or dependence. Both drugs exert their main psychostimulant effects by activating the dopaminergic and serotoninergic neurotransmission systems in the brain circuits involved in pleasure and reward. Genetics play an important role in the transition from use to abuse and dependence: on one hand, both drugs induce changes in gene expression that are on the basis of neuroadaptations and neuronal circuit remodeling that lead to the chronic use, on the other hand, there are genetic risk factors that predispose to dependency that can drive the development of addiction in some individuals. The work presented in this Doctoral Thesis has allowed to identify genomic variants that predispose to cocaine dependence, as well as gene expression changes in the transcriptome in in vitro and in vivo models. For this purpose, the participation of susceptibility genetic variants to cocaine dependence have been studied using case-control association studies, covering whole gene systems involved in dopaminergic and serotoninergic neurotransmission, in the control of neurotransmitter release, and also encoding neurotrophic factors and their receptors. It has also been evaluated gene expression changes in a human dopaminergic neuronal model after an acute exposure to cocaine. Finally the effect of active and passive MDMA administration on gene expression in mice has been evaluated in four brain structures involved in reward and reinforcing effects of the drug.