Els contaminants ambientals capaços d’unir-se al Receptor d’hidrocarburs d’Aril i induir la seva activació ectòpica són molt diversos i es troben àmpliament distribuïts per tota la biosfera. L’exposició continuada a aquest tipus de compostos s’ha vist relacionada amb l’augment de malalties cardiovasculars i càncer, entre d’altres efectes adversos. D’aquesta manera, la seva monitorització en zones amb fonts de contaminación continues és necessària per tal d’assegurar que no es sobrepassen els límits establerts. La utilització de bioassaigs per a determinar l’activitat tipus dioxina dels contaminants. a més de la seva composició química, permet una valoració més acurada dels riscos que representen. Aquesta tesis presenta com a objectius el disseny i la validació de bioassaigs basats en un llevat recombinant i embrions de peix zebra que permeten, en el cas dels llevat, una valoració ràpida i econòmica i, en el cas de l’embrió de peix zebra, un estudi més complert i amb la possibilitat d’observar efectes adversos directes. Per tal de dur a terme la seva validació. aquests bioassaigs es van utilitzar en diversos estudis medi ambientals de zones possiblement contaminades per compostos tipus dioxina (PAHs, Organoclorats, etc.) que representen les diferents tipus de matrius on es solen trobar aquests contaminants: sediment fluvial (part baixa del riu Ebre, des de l’Embassament de Flix fins a la desembocadura) i marí (Estuari d’Urdaibai), particulat de l’aire (Vall del Po, al nord d’Itàlia) i sòl (residus miners al districte de Datong a Xina). Els resultats d’aquests estudis han permès establir els nivells de contaminació de cada zona així com observar que la resposta obtinguda pels nostres bioassaigs té un perfil similar a l’observada per altres bioassaigs ja establerts així com amb la composició química. A més, destaquen la importància de combinar l’anàlisi química amb l’activitat biològica per tal d’obtenir una informació més complerta sobre compostos que no s’han tingut en compte o que es desconeix la seva presència a les mostres. / Title: Development and application of bioassays for environmental monitoring Aryl hydrocarbon Receptor ligands (AhR, dioxin-like compounds). Environmental pollutants able to bind and induce ectopic activation of the Aryl hydrocarbon Receptor (AhR) are diverse and widely distributed throughout the biosphere. Continuous exposure to these compounds has been associated with increased cardiovascular disease and cancer, among other effects. Thus, their monitoring in potentially polluted areas is still necessary to ensure that safety limits are not exceeded. The use of bioassays to determine dioxin-like activity, along with chemical analysis, allow an accurate assessment of the risks they represent. This thesis presents the design, objectives and validation of bioassays based on a recombinant yeast and zebrafish embryos that allow, in the case of yeast, a rapid and economic assessment and, in the case of the zebrafish embryo, a more complete one and with the possibility of observing direct effects. To perform validation, these bioassays were used in studies of environmental areas presumably contaminated by dioxin-like compounds (PAHs, Chlorinated, etc..) that represent different types of matrices where these contaminants are found: fluvial sediment (lower part of the river Ebro, from the Flix Dam to the mouth) and marine (estuary Urdaibai), particulate air (Po Valley, northern Italy) and soil (mining waste in the district of Datong in China). The results of these studies have established pollutions levels present in each area and show a correlation with chemical data as well as a similar response between our bioassays and other more standardized. Besides, those results highlight the importance of combining chemical and biological analysis in order to obtain a complete information of the samples.

Les neurones sensorials projecten al sistema nerviós central seguint una distribució espacial ordenada, formant mapes neuronals que representen propietats dels estímuls sensorials i que són considerats essencials per a la interpretació del món extern. He utilitzat la línia lateral de la larva del peix zebra com a model per a l’estudi de l’organització i el desenvolupament dels mapes neuronals sensorials. Les neurones sensorials de la línia lateral formen un mapa neuronal topogràfic, anomenat somatotopia, que representa la posició de l’estímul sensorial. He demostrat que l’ordre de neurogènesi defineix la somatotopia. A més, he identificat dues subclasses de neurones sensorials de la línia lateral que presenten diferències en els seus patrons de projecció central i en els contactes amb una neurona central: la cèl·lula de Mauthner. Proposo que aquest dimorfisme és important per a donar lloc a reaccions comportamentals adients al context sensorial. També he demostrat una contribució per part de l’ordre de neurogènesi a la formació del mapa neuronal dimòrfic de la línia lateral. Finalment, he obtingut resultats que mostren que la diversitat neuronal i la topologia del mapa observades ocorren amb normalitat en l’absència d’activitat sensorial. Page

Per a aquesta tesi, utilitzo la línia lateral del peix zebra com a sistema model per adreçar dues qüestions fonamentals: En una primera línia d’investigació exploro la relació entre la funció d’un òrgan i la seva arquitectura. La regeneració de cèl.lules ciliades a la línia lateral del peix zebra ocorre mitjançant la divisió dels seus progenitors en determinades posicions dins les zones ventral i dorsal del neuromast. Durant la regeneració de les cèl.lules ciliades, es forma una línia de simetria vertical, que bisecciona l’epiteli del neuromast en dues meitats de polaritats planars oposades. La qüestió de com es controla l’anisotropia de la regeneració de les cèl.lules ciliades i com integrar aquest procés en l’establiment de la simetria bilateral d’aquest organ, roman encara per esclarir. En aquest estudi mostro que la simetria bilateral del neuromast es sosté degut a l’activitat compartimentalitzada de Notch qui, permetent l’estabilització dels progenitors de cèl.lules ciliades en compartiments polars específics, organitza l’anisotropia de la regeneració. En una segona línia d’investigació, descric el rol del complex de remodelació de cromatina ATPasa brg1 durant la formació d’organs mecanosensorials al peix zebra. Així mostro que els mutants de brg1 desenvolupen un sistema de linia lateral truncat, donat que brg1 es necessari per a la regulació de múltiples events cel.lulars al primordi de la línia lateral. / In this thesis I use the zebrafish lateral line as a model system to address two fundamental questions. In a first line of investigation I explore the relation between an organ function and its architecture. The regeneration of hair cells in the zebrafish lateral line occurs trough the division of hair-cell progenitors at specific locations in the dorsal and ventral aspects of the neuromasts. As hair cells regenerate a vertical midline that bisects the neuromast epithelium into perfect mirror-symmetric plane-polarized halves is formed. Each half contains hair cells of identical planar orientation but opposite to that of the confronting half. How hair cell regeneration anisotropy is controlled and how this process is integrated in the establishment of this organ bilateral symmetry is poorly understood. Here I show that the neuromast bilateral symmetry is sustained by compartmentalized Notch activity, which governs regeneration anisotropy by permitting the stabilization of hair cell progenitors in specific polar compartments. In a second line of research I report the role of the chromatin remodeling complex ATPase brg1 during mechanosensory organ formation in the zebrafish. I show that brg1 mutants develop a truncated lateral line system as brg1 is needed in the regulation of multiple cellular events in the lateral line primordium.