El sistema SOS és una xarxa multigènica sota el control negatiu del repressor LexA, amb importància vital per a la supervivència cel·lular ja que la seva desrepressió es dóna quan la cèl·lula presenta danys en el material genètic que poden ser transmesos a la descendència. Aquest fet, junt amb la seva amplia distribució en el domini Bacteria ens presenten el coneixement del seu funcionament en els diferents grups com una eina filogenètica idònia.Per a tal fi, i com a fil conductor d'aquest treball, és va procedir a l'estudi del reguló LexA a Dehalococcoides ethenogenes, un bacteri verd no sulfurós; Magnetococcus sp. soca MC-1,un bacteri magnetotàctic; i Leptospira interrogans serovar Lai, la primera espiroqueta amb un lexA identificat. Per a tal es va procedir a la clonació i purificació del gen lexA de cada un d'ells i a la purificació del seu producte.En el primer d'ells es va definir la caixa d'unió de LexA (AGAACN4GTTCT), comprovant a partir d'ella els seus vincles amb els bacteris grampositius, així com la no regulació del gen recA, considerat com a canònic, pel mateix.A Magnetococcus sp. soca MC-1, la caixa SOS descrita fou GTTCN7GTTC. Fins el moment, aquest microorganisme es trobava ubicat dins la subclasse Alfa del Proteobacteris, però tant el coneixement del motiu d'unió del seu LexA com els gens que integraven el reguló, ens el mostren com una branca estretament relacionada amb aquesta classe, però clarament independent.A Leptospira interrogans serovar Lai, el resultat fou sorprenent, ja que la caixa SOS d'aquest microorganisme, la varem haver d'identificar a partir de la regió promotora de recA, ja que no era present en la de lexA, esdevenint així el primer exemple en el que LexA no autoregula la seva expressió. Aquesta dada així com el fet de no poder detectar cap altre gen sota el seu control, ens mostren Leptospira, com un pas entremig en la tendència evolutiva seguida en les espiroquetes de perdre el seu gen lexA.Els següents articles es presenten a la secció d'annexes, i en ells es descriuen i discuteixen els resultats sobre els quals està basada aquesta tesis.:I. Fernandez de Henestrosa, A.R., J. Cuñé, I. Erill, J.K. Magnuson, i J. Barbé. 2002. A green nonsulfur bacterium, Dehalococcoides ethenogenes, with the LexA binding sequence found in gram-positive organisms. J. Bacteriol. 184(21): 6073 - 6080.II. Fernandez de Henestrosa, A.R., J. Cuñé, G. Mazón, B.L. Dubbels, D.A. Bazylinski, i J. Barbé. 2003. Characterization of a new LexA binding motif in the marine magnetotactic bacterium strain MC-1. J. Bacteriol. 185: 4471 - 4482.III. Cuñé, J., P. Cullen, G. Mazon, S. Campoy, B. Adler, i J. Barbé. 2005. The Leptospira interrogans lexA gene is not autoregulated. J. Bacteriol. 187: 5841 - 5845.

Sporothrix schenckii és el fong dimòrfic responsable de la esporotricosi, una important infecció crònica de distribució mundial. En la present tesi a partir de la seqüenciació de tres gens estructurals (quitina sintasa, β-tubulina i calmodulina) es demostra que S. schenckii és un complex d'espècies filogenètiques. S'ha realitzat un exhaustiu estudi fenotípic d'aquestes espècies i, combinant alguns dels diferents caràcters morfològics i fisiològics estudiats [presència/absència i morfologia de conidis sèssils pigmentats, taxes de creixement de les colònies (30, 35 i 37ºC) i assimilació de sacarosa, rafinosa i ribitol], es descriuen tres noves espècies per a la ciència: S. globosa, S. brasiliensis i S. mexicana. A més es demostra que S. albicans, fins ara considerada sinònima d'S. schenckii, i S. schenckii var. luriei són espècies diferents d'S. schenckii. En l'estudi de sensibilitat in vitro als antifúngics realitzat amb les diferents espècies del complex, es demostra que l'antifúngic més eficaç és la terbinafina, seguit del ketoconazol i el posaconazol. L'espècie més sensible ha resultat ser S. brasiliensis i les més resistents S. globosa i S. mexicana. En l'estudi de la patogènia en ratolins s'han trobat diferències en la virulència de les espècies del complex, essent S. brasiliensis i S. schenckii les més patògenes.Summary PhD ThesisMolecular and phenotypic characterization of Sporothrix schenckii Sporothrix schenckii is the pathogenic dimorphic fungus responsible for sporothrichosis, an important fungal infection with a worldwide distribution. Recently, molecular and phenotypic data seem to demonstrate that different genetic lineages exist within this species. For this reason we performed a morphological and molecular study involving numerous strains of clinical and environmental origins and from different countries. The analysis of partial sequences of the quitin synthase, β-tubulin and calmodulin genes demonstrated that S. schenckii is a species complex. A combined analysis of the sequences of the three loci of 60 strains from different origins showed 6 phylogenetic species within this species demonstrating that most of these species prevail in different geographical regions. Since the delineation of of such species could be of extreme importance from a clinical point of view, we studied a total of 127 isolates, most of which were received as S. schenckii, including the available type strain of species currently considered synonyms, and also some close morphological species. We have phenotypically characterized all these isolates using different culture media, growth rates at different temperatures, and numerous nutritional tests and compared their calmodulin gene sequences, which previously was revealed as the most informative molecular marker of the three evaluated. The molecular analysis revealed that Sporothrix albicans, S. inflate and S. schenckii var. luriei are species that are clearly different from S. schenckii. The combination of these phonetic and genetic approaches allowed us to propose the new species Sporothrix brasiliensis, S. globosa, S. mexicana and S. luriei. The key phenotypic featudes for recognizing these species are the morphology of the sessile pigmented conidia, growth at 30, 35, and 37ºC, and the assimilation of sucrose, raffinose, and ribitol. In this thesis we also evaluated the in vitro activities of 12 drugs (amphotericin B, albaconazole, fluconazole, eberconazole itraconazole, ketoconazole, posaconazole, ravuconazole, voriconazole, terbinafine, micafungin and flucytosine) by using the microdilution method following the CLSI guidelines against 92 isolates belonging to the six species that constitute the sporotrhix schenckii complex. There were significant differences among the species, Sporothrix brasiliensis was the species that showed the best response to antifungals and S. mexicana was the worst. In general, terbinafine was the most active drug, followed by ketoconazole and posaconazole. Another objective of the present thesis was to perform a comparative study on the experimental pathogenicity of six species of Sporothrix of clinical interest, i.e. S. albicans, S. brasiliensis, S. globosa, S. mexicana, S. luriei and S. schenckii sensu stricto, it was performed using a murine model with immunocompetent mice. We used two different inocula, i.e., 1x108 conidia/ml and 1x105 conidia/ml, for each fungal strain tested. Two isolates of each species were used. Two inocula of each isolate, i.e. 1 x 108 and 1 x 105 conidia/ml, were tested, the animals being infected intravenously. Only the low inoculum of one isolate of S. brasiliensis and the high inoculum of the isolates of S. brasiliensis and S. schenckii were able to cause 100% mortality. The other inocula and species tested did not kill any animal.

El limfoma de la zona marginal esplènica (LZME) és una entitat reconeguda per la Organització Mundial de la Salut (OMS) amb característiques clíniques, morfològiques i immunofenotípiques ben establertes. Els LZME en contrast amb altres síndromes limfoproliferatives B (SLP-B) no presenta una lesió gènica característica associada. Les alteracions cromosòmiques complexes són freqüents i es troben en un 80% dels casos, i la deleció de 7q i la trisomia 3 són les anomalies més recurrents i considerades típiques en els LZME. A part dels cromosomes 3 i 7, els estudis més recents han descrit com a cromosomes més implicats en aquesta patologia el 1, 6, 8, 12 i 14. D’altra banda, pel que fa a les translocacions que afecten els gens de les immunoglobulines (Ig), només s’han publicat treballs de forma esporàdica concloen que es tracta d’un esdeveniment secundari en els LZME. L’objectiu d’aquest treball és un estudi citogenètic exahustiu dels LZME utilitzant les tècniques de citogenètica convencional, hibridació in situ fluorescent (FISH) i cariotipat espectral (SKY) per tal de detectar noves alteracions i marcadors genètics associats a aquesta patologia. Els resultats obtinguts confirmen l’elevada incidènica de la deleció de 7q i la trisomia 3 així com una alta implicació dels cromosomes 3, 6, 8, 9 i 12. La tècnica de l’SKY ha estat molt útil per a definir els cariotips complexes i juntament amb posterior l’aplicació de la tècnica de FISH hem pogut detectar noves translocacions cromosòmiques associades als LZME. Així mateix hem observat que les translocacions implicant els gens de les Ig són més habituals del que ha estat descrit fins ara en aquesta entitat i que molts cops queden emmascarades per la complexitat dels cariotips. / Splenic marginal zone lymphoma (SMZL) is a well recognized entity by the World Health Organization (WHO) that show clinical, morphological and immunophenotypical characteristic features. In contrast with other B-cell lymphoproliferative disorders, SMZL does not present an associated genetic aberration. Complex chomosomal alterations are obseved in about 80% of cases and 7q deletion and trisomy 3 are the most recurrent anomalies and are considered characteristic in SMZL. Apart from 3 and 7, recent studies described as the more frequent involved chromosomes in this entity chromosomes 1, 6, 8, 12 and 14. Regarding translocations involving immunoglobulin (Ig) genes, only few sporadic series has been published concluding that Ig translocations could be a secondary event in SMZL. The aim of this memory is to present a comprehensive study of SMZL performing conventional banding cytogenetic, fluorescence in situ hybridization (FISH) and spectral karyotyping (SKY) techniques to detect new aberrations and genetic markers associated with this entity. Our results confirm the high incidence of 7q deletion and trisomy 3 as well as a high implication of chromosomes 3, 6, 8, 9 and 12 in chromosomal alterations. SKY technique was very helpful to redefine complex karyotypes and combined with FISH techniques we could detect new chromosomal translocations associated to SMZL. In the same way, we could observe that translocations involving Ig genes are more common than has been described in this entity and in some cases these aberrations are masked by the complexity of the karyotypes.

El genoma humà està constituït per 3 bilions de parells de bases, que inclouen aproximadament 20.000-25.000 gens, i presenta una variabilitat en forma de variants en la seqüència i variants estructurals. L’aparició de noves tecnologies moleculars han revelat l’existència d’una gran quantitat de variants en nombre de còpies (CNVs) que representen canvis de dosi (guanys i pèrdues de material) descrits en el 4,8%-9,5% del genoma. Tot i identificar-se en població sana, s’ha reconegut que tenen una contribució en l’expressió gènica, l’estructura proteica i l’estabilitat cromosòmica i, en conseqüència, ha incrementat l’interès per entendre el paper que tenen les CNVs en malalties com la discapacitat intel·lectual i els trastorns psiquiàtrics. La discapacitat intel·lectual afecta entre l’1-3% dels individus i les millores en el seguiment mèdic dels pacients han contribuït en una major supervivència fins a etapes adultes, en les que es posa de manifest una gran incidència de trastorns psiquiàtrics i de la conducta associats. Amb l’objectiu de determinar l’etiologia genètica del diagnòstic dual de discapacitat intel·lectual i trastorns psiquiàtrics i/o de la conducta en una cohort de 100 adults i identificar CNVs de susceptibilitat per aquesta patologia, s’ha aplicat una estratègia d’anàlisi genètica seqüencial. Inicialment es realitza un cariotip amb bandes G, un cribatge de la síndrome X fràgil i estudis moleculars dirigits a la confirmació de la sospita clínica d’una síndrome específica. Per aquells casos que són negatius, es realitza un cribatge de CNVs submicroscòpiques de les regions subtelomèriques mitjançant multiplex ligation dependent probe amplification i posteriorment un cribatge del genoma amb un array d’hibridació genòmica comparada(aCGH) d’alta resolució (400k). S’ha establert una elevada freqüència diagnòstica (38%) en la cohort d’adults amb diagnòstic dual. La co-morbiditat d’un segon trastorn psiquiàtric augmenta la probabilitat de causa genètica. S’ha determinat un alt rendiment diagnòstic del cariotip molecular, pel que es proposa l’aCGH com a primera tècnica per l’estudi del diagnòstic dual. Mitjançant la caracterització de les CNVs, s’han identificat gens candidats que predisposen a discapacitat intel·lectual i trastorns psiquiàtrics, majoritàriament implicats en les primeres etapes del desenvolupament, amb expressió a sistema nerviós i de localització sinàptica. Hi ha gens que participen en les vies glutamatèrgiques i de les ubiquitines i gens implicats en mecanismes oxidatius. La valoració del grau de discapacitat intel·lectual, dels trastorns psiquiàtrics, dels trastorns de la conducta i la dismorfologia presents en els pacients ha permès establir una correlació genotip-fenotip, identificant CNVs associades al diagnòstic dual en el 19% dels casos i CNVs en regions candidates: dup3q29 (FBXO45, PAK2), del7q31.1 (IMMP2L), del8p23.1 (MSRA), del8q21.13 (STMN2), dup9p24.2p24.1 (SLC1A1), del10q21.3 (CTNNA3), dup15q14q15.1 (SPRED1), del15q26.2 (MCTP2), dup17q24.1q24.2 (PRKCA). Es determina que la deleció 2p16.3 és un factor de risc per discapacitat intel·lectual i trastorns psiquiàtrics amb una expressivitat variable. Es descriu per primer cop un fenotip dismòrfic comú entre els adults afectats i l’avaluació clínica dels familiars portadors identifica un patró cognitiu i psiquiàtric comú amb diferents nivells de severitat a tots els portadors de la deleció. L’estudi d’una població adulta aporta nombrosos avantatges, tant als pacients com als familiars, per adequar el pronòstic, seguiment, tractament i consell genètic. A més a més, el coneixement obtingut en pacients adults amb trastorns psiquiàtric pot ser de gran utilitat pels infants amb discapacitat intel·lectual, ja que el diagnòstic precoç n’afavoreix la prevenció mitjançant un seguiment i tractaments específics. / ABSTRACT The human genome contains nearly 3 billion base pairs that include around 20.000-25.000 genes. There are two sources of genetic variation among individuals: single nucleotide variants and structural variants. The improvement of molecular technologies has revealed a large amount of copy number variants (CNVs), which represents dose changes (gains and losses) in about 4,8%-9,5% of the genome. The CNVs contribute to the gene expression, protein structure and chromosome stability even if they are found in healthy people. Consequently, there has been a significant increase in the interest to understand the role of CNVs in diseases, such as intellectual disability and psychiatric disorders. Intellectual disability affects between 1¬3% of human population. With improvement in paediatric care, patients are most likely to survive into adulthood, in which is revealed a high incidence of psychiatric and behaviouraldisorders associated. In order to identify the genetic aetiology of dual diagnosis of intellectual disability and psychiatric and/or behavioural disorders in a cohort of 100 adults and to identify CNVs of disease susceptibility, a sequential genetic test workflow was performed. Firstly, G-banded karyotype, Fragile X syndrome screening and specific molecular technologies targeted to confirm a clinical suspicious of a syndrome were applied. In those negative cases, subtelomeric region screening by multiplex ligation dependent probe amplification and then a whole genome screening by high resolution (400k) comparative genomic hybridization array (CGHa) were performed. A high genetic diagnosis frequency (38%) has established in the adult cohort with dual diagnosis. The co-morbidity of a second psychiatric disorder increases the likelihood of genetic cause. The CNV characterization has identified candidate genes for intellectual disability and psychiatric disorder, mostly involved in the early stages of development, high expression in nervous system and synaptic localization. Some genes identified are involved in glutamatergic and ubiquitin pathways or in oxidative status. The assessment of the intellectual disability degree, psychiatric/behavioural disorders and dismorphology allowed us to establish a genotype-phenotype correlation. It has been identified CNVs associated with dual diagnosis in 19% of cases and CNVs in candidate regions: dup3q29 (FBXO45, PAK2) del7q31.1 (IMMP2L) del8p23.1 (MSRA) del8q21.13 (STMN2) dup9p24.2p24.1 (SLC1A1) del10q21.3 (CTNNA3) dup15q14q15.1 (SPRED1) del15q26.2 (MCTP2) dup17q24.1q24.2 (PRKCA). The 2p16.3 deletion is an intellectual disability and a psychiatric disorder risk factor with variable expressivity. For the first time, it has been described a common dysmorphic phenotype on those patients affected by a 2p16.3 deletion in addition to a common cognitive and psychiatric profile with different levels of severity among all carriers. Studies in an adult population provide numerous advantages in both patients and family members. Genetic diagnosis allows to adequate the prognosis, monitoring, treatment and genetic counselling. Moreover, the knowledge obtained in adult patients with psychiatric disorders can be useful for children affected by intellectual disability. The early diagnosis promotes prevention through monitoring and specific treatments.

L'objectiu de l'epidemiologia genètica és comprendre els efectes dels gens i els factors ambientals en la salut humana. Un aspecte important és l’estudi del paper de la variabilitat genètica en el risc de malalties comunes com la diabetis, malalties cardiovasculars, càncer, Alzheimer, etc. Aquesta tesi es centra en la identificació de múltiples variants genètiques per predir el risc a la malaltia i presenta dues aproximacions metodològiques per a la identificació de perfils genètics en presència d'epistasi. Un efecte epistàtic o una interacció genètica apareix quan l'efecte conjunt de diversos marcadors genètics sobre el fenotip observat no queda explicat pels seus efectes marginals. La principal dificultat en l'estudi de les interaccions genètiques és que generalment s'analitzen centenars o milers de marcadors genètics, i això fa inviable l'anàlisi de totes les possibles interaccions, des del punt de vista computacional. Les metodologies presentades permeten explorar interaccions d'ordre alt amb un cost computacional raonable. També s’aborda la simulació de dades amb propietats similars a les d’estudis d’associació genètica. / The aim of genetic epidemiology is to understand the effects of genes and environmental factors on human health. An important issue is the role of the genetic variability in the risk for common diseases such as diabetes, cardiovascular disease, cancer, Alzheimer's, etc. This thesis is focused on the identification of genetic variants at multiple loci for prediction of disease risk and presents two new methodological approaches to address genomic profiling in presence of epistasis. An epistatic effect or a genetic interaction is present when the combined effect of several genetic markers on the observed phenotype is not explained by their marginal effects. The main difficulty in the study of genetic interactions is that usually hundreds or thousands of genetic markers are analysed, which makes the analysis of all possible interactions unfeasible, from a computational point of view. The proposed methodologies allow higher order interactions to be explored with a reasonable computational cost. Another prominent issue addressed in this thesis is the simulation of data with similar properties to real genetic association studies.

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.