Este trabajo se centra en el estudio de la implicación de los genes MAPT y PGRN en la degeneración lobar frontotemporal (DLFT). Se describen 2 nuevas mutaciones en estos genes (P301T en el gen MAPT y la A303AfsX57 en el gen PGRN) y no se encontraron variaciones en el número de copias del gen MAPT en las muestras estudiadas, apoyando que la existencia de alteraciones en la dosis génica de MAPT no seria una causa de DLFT. El mecanismo patogénico de la mutación P301T es potencialmente múltiple e incluye la reducción de la capacidad de promover el ensamblaje entre tau y los microtúbulos, la estimulación del ensamblaje de filamentos anómalos de tau y la creación de un nuevo sitio de fosforilación en la proteína tau. El mecanismo patogénico de la mutación A303AfsX57 es la haploinsuficiencia. Respeto al fenotipo clínico los pacientes con mutaciones en el gen MAPT presentan una historia familiar con patrón autosómico dominante de inicio precoz, siendo el diagnóstico clínico más frecuente el de demencia frontotemporal, si bien en ocasiones pueden presentar sintomatología similar a la degeneración corticobasal o la parálisis supranuclerar progresiva. El examen neuropatológico muestra una DLFT con presencia de depósitos de filamentos de proteína tau hiperfosforilada. Los pacientes con mutaciones en el gen PGRN suelen presentar una edad de inicio más tardía que los pacientes con mutaciones en el gen MAPT. El fenotipo clínico de estos pacientes suele ser también similar a la demencia frontotemporal, si bien la importante alteración del lenguaje puede conducir a un diagnóstico de afasia progresiva no fluente. El examen neuropatológico muestra una DLFT con inclusiones ubiquitin positivas (DLFT-U) con presencia de inclusiones neuronales intranucleares. Estas inclusiones, sin embargo no son patognomónicas de la presencia de mutaciones en PGRN. La proteína depositada en las inclusiones neuronales ubiquitinadas presentes en los pacientes con mutaciones en PGRN es la TDP-43. Por otro lado se describe que la frecuencia del genotipo H1/H1 de MAPT en pacientes con DLFT no es significativamente diferente de la frecuencia en controles sanos en nuestro estudio. Tampoco encontramos diferencias en la ratio cerebral 4R/3R de RNAm de MAPT en pacientes con DLFT. Estos hallazgos sugieren que los eventos post-traduccionales podrían ser el principal factor que causa el depósito de isoformas específicas de tau en algunas taupatías, como algunos subtipos de la DLFT. Sin embargo, el incremento de la ratio 4R/3R de RNAm de MAPT en los portadores del genotipo H1/H1 sugiere que esta alteración podría ser el mecanismo a través del cual este genotipo incrementa el riesgo para desarrollar una taupatía. Finalmente se realizó un estudio de correlación clínico-genético-patológica en 32 casos con DLFT confirmada patológicamente. En este estudio se hallaron un amplio espectro de entidades clínicas y neuropatológicas, si bien se pudo establecer alguna asociación clínico-genética-patológica: el sustrato patológico de la demencia frontotemporal es impredecible, las mutaciones en el gen MAPT y los fenotipos clínicos de afasia progresiva no fluente y degeneración corticobasal se asocia a DLFT tau-positiva, mientras que la presencia de signos de motoneurona, la demencia semántica o las mutaciones en PGRN se asocian a DLFT-U. / In this work we describe two new mutations. The first is a mutation (P301T) in the MAPT gene in a patient with familial frontotemporal dementia and parkinsonism, and a pattern of autosomal dominant inheritance. The fact that this new mutation is located in the same codon that other missense mutations (P301L and P301S) associated with tau pathology, highlights the importance of this site for the physiological function of tau protein. The second is a mutation in the PGRN gene (A303AfsX57) associated with late-onset frontotemporal dementia and with "cat's eye" shaped intranuclear and cytoplasmatic ubiquitin immunoreactive inclusions in the neuropathological exam. The A303AfsX57 mutation is consistent with a nucleotide deletion in exon 8 (c908delC). This deletion causes a frameshift at codon 303 that introduces a premature termination codon (A303AfsX57). Furthermore we determine that MAPT gene copy number variation is not involved in 70 patients with clinical diagnosis of FTLD.On the other hand we evaluated the 4R/3R tau mRNA ratio in 18 patients with frontotemporal lobar degeneration (FTLD), and the effect of the H1/H1 genotype on this ratio. The 4R/3R mRNA ratio in frontal cortex was similar in FTLD patients and controls. The H1/H1 genotype carriers showed a significant increase in 4R/3R mRNA ratio, suggesting that this genotype could modulate the tau mRNA splicing.Finally we performed a clinicopathological correlation and genetic analysis in 32 consecutive patients with neuropathological diagnosis of FTLD or CBD. According to previous studies, we described a broad spectrum of clinical and pathological features in these patients. However, we found certain degree of association of some clinical subtypes to specific pathological substrates: pathology underlying sporadic FTD is heterogeneous and not predictable. MAPT mutations and clinical diagnosis of PNFA and CBD were associated to tau-positive pathology. The presence of signs of lower MND and SD correlated with FTLD-U.

The main objectives of this work are:a) To test the predictions of suppressed-recombination chromosomal speciation models on two different lineages of mammals: rodents and rimates. Suppressed-recombination chromosomal speciation is still quite elusive as a mode of speciation in mammals. Experimental results are scarce and the first objective of this work is to analyze whole-genome data looking for traces of events of chromosomal speciation. Rodent and primate lineages were chosen for this search, not just because of their particular biological and cytological characteristics, which make them good candidates to have speciated by this mechanism, but also because they were the first mammalian organisms to be fully sequenced. b) To study the effects of chromosomal rearrangements on genic evolutionary rates. As have been seen in the introduction, there are many of potential interactions among chromosomal rearrangements and evolutionary rates, so the second goal of this work was to try to understand the impact of chromosomal rearrangements over substitution rates by means of other mechanisms not related with speciation. c) To distinguish individual contributions of different genomic factors in the potential association among chromosomal rearrangements and evolutionary rates.The third main goal of this thesis was to discern among the different factors that could be explaining the many associations between chromosomal and genic evolution that were detected in different studies.

Las enfermedades genéticas se clasifican típicamente en dos grandes grupos: las enfermedades mendelianas y las enfermedades complejas. Mientras que las enfermedades mendelianas se caracterizan por ser de baja frecuencia en la población y estar causadas por mutaciones en un gen particular, las enfermedades complejas son el principal problema sanitario en los países desarrollados y se encuentran producidas por la interacción de factores ambientales y factores genéticos. En este caso no se puede hablar de mutación en un determinado gen, sino de polimorfismo que incrementa en una pequeña fracción el riesgo a padecer la enfermedad. En la presente tesis se ha estudiado la distribución espacial de la variabilidad genética tanto en enfermedades mendelianas (en concreto la fibrosis quística, la fenilcetonuria y la b-talasemia) como en una enfermedad compleja (la enfermedad coronaria) en poblaciones europeas y de todo el mundo. Los resultados obtenidos sugieren que la distribución geográfica de la variabilidad genética de las enfermedades mendelianas depende principalmente de factores demográficos y de la historia de las poblaciones. Ahora bien, este efecto no es independiente de factores selectivos. En particular, fenómenos de selección equilibradora pueden incrementar o disminuir la variabilidad genética en una población dependiendo de el momento en el que se dio el evento selectivo. En el caso de la enfermedad compleja estudiada, la enfermedad coronaria, nuestros resultados indican que la distribución espacial de los polimorfismos de riesgo en poblaciones europeas depende, al igual que sucede con otros marcadores genéticos, principalmente de la historia de poblaciones, especialmente del poblamiento del continente europeo, la posterior reexpansión después del último periodo glacial y de las gran expansión poblacional de los agricultores durante el neolítico.

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.

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.