No description available.

En el desarrollo de esta tesis doctoral nos hemos centrado en el estudio de diferentes vías de señalización intracelular implicadas en los procesos de supervivencia y muerte neuronal en el contexto de la enfermedad de Huntington, con el objetivo de entender cómo la presencia de la proteína "htt" mutada afecta de forma específica a la normal viabilidad y supervivencia de las neuronas GABAérgicas del núcleo estriado.En un primer trabajo se estudió la implicación de los sistemas glutamatérgicos y dopaminérgicos en la mayor vulnerabilidad de las células estriatales. Los resultados obtenidos nos demostraron que la presencia de la htt mutada potencia la muerte celular inducida por la activación de los receptores glutamatérgicos y dopaminérgicos. Asimismo, demostramos que el efecto neurotóxico asociado a la activación glutamatérgica y dopaminérgica está mediado por una aberrante activación de la vía de la quinasa Cdk5. De esta manera, la htt mutada incrementa la sensibilidad estriatal al glutamato y a la dopamina, modificando una vía de señalización común a ambos sistemas, la vía de Cdk5.En un segundo trabajo se analizó si la alteración en los niveles del receptor TrkB asociada a la expresión de la htt mutada se traduce en una anómala señalización intracelular en respuesta a BDNF. Los resultados obtenidos nos permitieron concluir que en presencia de la htt mutada se produce una específica alteración en la vía de señalización de TrkB-ERK1/2. Además, comprobamos que la menor activación de esta vía intracelular conlleva una mayor susceptibilidad de las células estriatales frente a un estímulo de estrés oxidativo inducido con H2O2.De acuerdo con los resultados obtenidos en esta tesis, la mayor vulnerabilidad de las neuronas estriatales frente a la presencia de la htt mutada podría ser el resultado de (1) una sobreactivación de vías intracelulares con un efecto neurotóxico, como sería, en este caso, la vía de Cdk5 tras una estimulación glutamatérgica y dopaminérgica, y (2) una menor activación de las vías intracelulares involucradas en el mantenimiento de la supervivencia neuronal, como es la vía de ERK1/2.La identificación y caracterización de los diferentes mecanismos moleculares responsables de la selectiva muerte neuronal en la enfermedad de Huntington puede ser de gran utilidad para el futuro diseño de nuevas terapias farmacológicas que permitan retrasar o prevenir la progresión de la enfermedad.

El receptor linfocitario CD5 es una glicoproteína monomérica de membrana de 67KDa. Funcionalmente, es una molécula accesoria, implicada en la modulación de los procesos de activación y diferenciación mediados por el receptor antigénico en células T y B. Su región citoplasmática no contiene ninguna actividad catalítica intrínseca, pero en cambio presenta diversos motivos potenciales de fosforilación para serin/treonin y tirosincinasas, y otros motivos estructurales compatibles con una función señalizadora intracelular. Se ha demostrado que esta región se encuentra constitutivamente fosforilada por CKII en las serinas carboxiterminales S458, S459 y S461, y es rápidamente hiperfosforilada en residuos serina, treonina y/o tirosina tras la activación linfocitaria inducida por agentes tales como PMA, anti-CD3, o anti-CD5 mAbs. Creemos que los ciclos de fosforilación-defosforilación podrían estar implicados en la regulación de la actividad y la función de CD5. De acuerdo con esta hipótesis nos planteamos el estudio de los mecanismos de fosforilación implicados en la señalización intracelular de CD5:- Mediante la técnica del yeast two-hybrid y ensayos de co-precipitación, demostramos la existencia de una interacción específica entre la subunidad reguladora ? de CKII y la región C-terminal de CD5 donde se localizan las serinas antes mencionadas. - Utilizando PMA como estímulo, identificamos dos residuos treonina (T410 y T412) como responsables de la fosforilación in vivo de CD5 por la serin/treonincinasa PKC. Estudios funcionales posteriores demostraron que la integridad de T410 y T412 es crítica para la activación mediada por CD5 de la fosfolipasa C específica de fosfatidilcolina (PC-PLC) y para la inhibición por ésteres de forbol de la internalización de CD5 mediada por anticuerpo. - Tras la estimulación con mAb anti-CD3 o pervanadato, los residuos Y429 e Y463, y no Y378 e Y463, son dianas únicas para tirosinacinasas. Se obtuvieron los mismos resultados en ensayos de fosforilación in vitro utilizando productos recombinantes purificados de las tirosincinasas Lck y Fyn. El análisis de células Jurkat deficientes en Lck y CD3 demostró además que la tirosinfosforilación de CD5 requiere la actividad Lck. - Demostramos la fosforilación y posterior asociación de las proteínas adaptadoras c-Cbl y LAT a Grb2 vía CD5. Los niveles de fosforilación de c-Cbl vía CD5 son similares a los inducidos vía CD3 y no se afectan por la deleción de 2/3 C-terminales de la región citoplasmática de CD5. Por el contrario, la fosforilación de LAT (36-38 kDa) vía CD5 es muy débil comparada con la inducida vía CD3. - Demostramos que la asociación de una actividad serin/treonincinasa, anteriormente identificada en los inmunoprecipitados de CD5 es específica y se localiza en su región citoplasmática proximal a la membrana. Además, demostramos que los sitios diana para la cinasa se encuentran en esta región, así como a lo largo de toda la cola citoplasmática.En conclusión, CD5 tiene una región citoplasmática adaptada para transducir señales intracelulares y nuestros resultados demuestran que los procesos de fosforilación juegan un papel muy relevante en ello.1. La asociación de CKII? a CD5 apoya la fosforilación constitutiva de CD5 por esta cinasa, la cual es necesaria para la activación de la cascada enzimática PC-PLC/A-SMasa.2. La fosforilación inducible de CD5 por PKC sobre los residuos T410 y T412 es crítica para la regulación de aspectos funcionales de la molécula, como la activación de la cascada enzimática PC-PLC/A-SMasa y la internalización de la molécula. 3. La fosforilación inducible de CD5 por PTK únicamente sobre las tirosinas Y429 e Y463, invalida la funcionalidad de los motivos ITAM-like e ITIM-like presentes en CD5.4. CD5 activa una vía de señalización propia que incluye la tirosin-fosforilación de c-Cbl y LAT, la activación de una serin/treonincinasa todavía por identificar y su internalización mediada por clatrina.

Els sindecans s'uneixen a molècules d'adhesió cel·lular, factors de creixement i poden actuar com a correceptors, i d'aquesta manera poden modular la funció leucocitària. En la present tesi s'ha analitzat l'expressió de sindecans en cèl·lules T CD4 primàries humanes. Per l'esmentat estudi s'han produït anticossos monoclonals contra sindecà-2.S'ha demostrat que, en cèl·lules T CD4 humanes, l'estimulació cel·lular incrementa notablement la quantitat de sindecà-4, i de manera menys notòria també la de sindecà-2. L'expressió de sindecà-2 i sindecà-4 segueix diferents cinètiques d'inducció. Mentre que l'expressió de sindecà-4 és més ràpida i significant, la de sindecà-2 és més tardana i de vida més curta de manera que disminueix la seva expressió d'mRNA a dia 4 d'activació. Aquesta expressió de sindecà-2 i sindecà-4 és aparent tant a nivell d'mRNA com a nivell de proteïna. Els sindecans -2 i -4 s'expressen tant en cèl·lules T CD4 verges (CD45RA+) com en cèl·lules T CD4 memòria (CD45RA-). A nivell funcional, els sindecans -2 i -4 són capaços d'aturar l'activació de la cèl·lula T tant a nivell de proliferació com a nivell de producció de citocines. S'ha demostrat experimentalment que quan s'incuben limfòcits de sang perifèrica amb anticòs anti-sindecà-4 en una reacció limfocitària mixta, decreix la proliferació de les cèl·lules T, però aquest fenomen no s'ha observat al incubar les cèl·lules amb anticòs anti-sindecà-2. Tanmateix, l'entrecreuament de sindecà-2 o sindecà-4 en T CD4 mitjançant anticossos, bloqueja la proliferació cel·lular i redueix la producció de TNF de les cèl·lules T en presència de concentracions òptimes d'anticòs contra CD3. Aquests resultats suggereixen que sindecà-2 i sindecà-4 podrien actuar com a inhibidors de l'activació de la cèl·lula T. La disminució de la proliferació està causada per un bloqueig en el cicle cel·lular. L'entrecreuament de l'anticòs contra sindecà-2 amb les cèl·lules T en presència d'anticòs anti-CD3 causa també una inhibició de la producció de les citocines IL-2, IL-10, TNF i TGFbeta. De manera que es veuen compromesos els dos principals fenòmens que desencadenen l'activació de la cèl·lula T: la proliferació i la producció de citocines.Aquesta inhibició també s'ha observat en cèl·lules Jurkat que sobreexpressen sindecà-2.També s'ha investigat el paper que juguen les vies de senyalització de les MAPK en el control de l'expressió de sindecà-2 en cèl·lules T. S'ha demostrat que la producció de sindecà-2, però no la de sindecà-4, requereix la senyalització de la MAPK p38 alfa/beta en cèl·lules T CD4.D'altra banda, s'ha estudiat la senyalització induïda per sindecà-2 en cèl·lules T i s'ha observat que l'entrecreuament de les cèl·lules T CD4 amb anticòs anti-sindecà-2 promou la fosforilació d'una proteïna que presumptament correspon a la MAPK ERK5. La fosforilació d'aquesta proteïna podria estar directament relacionada amb la inhibició de la producció de IL-2 i per tant podria ser la via de senyalització mitjançant la qual sindecà-2 estaria exercint la seva acció inhibidora. / Syndecans bind cell adhesion molecules and growth factors and can act as correceptors, and in this way they can modulate leukocyte cell function. In the present thesis the expression of syndecans in primary human CD4 T cells has been analyzed. For this study monoclonal antibodies against syndecan-2 have been produced.We show that, the stimulation of human CD4 T cells increases the amount of syndecan-4 remarkably, and in a lower extent that of syndecan-2. Expression of syndecan-2 and -4 show different induction kinetics. Whereas syndecan-4 expression is fast and significant, that of syndecan-2 is more delayed and short-lived decreasing its mRNA expression at day 4. Both CD45RA+ naïve and CD45RA- memory CD4 T cells express syndecan-2 and -4 upon activation.When incubated with human peripheral blood lymphocytes in a mixed leukocyte reaction, anti-syndecan-4 but not anti-syndecan-2 antibodies, decreased T cell proliferation. However, cross-linking of cell-bound syndecan-2 or syndecan-4 via immobilized antibodies blocked proliferation and decreased TNF production of T cells in the presence of optimal levels of anti-CD3. These findings suggest that syndecan-2 and -4 acts as inhibitors of T cell activation. We also investigated the role that MAPK signaling pathways play in control of syndecan expression in T cells. We show that production of syndecan-2 but not syndecan-4 requires signaling via p38 MAP kinase alpha/beta in T CD4 cells. These studies provide evidence for the up-regulation of syndecan-2 and -4 in human primary CD4 T cells during in vitro activation and suggest an inhibitory role or these syndecans in CD4 T cells. We also investigated the signaling pathways induced by syndecan-2 in T cells. We show that the triggering of syndecan-2 with antibodies promotes the phosphorylation of ERK5 MAP kinase. The phosphorylation of this protein could be directly related to inhibition of IL-2 production and therefore could be the signaling pathway that syndecan-2 uses to exert its inhibitory action.

La ubiquitinació és una modificació postraduccional de proteïnes empleada en la regulació de molts tipus diferents de senyalitzacions cel·lulars i processos biològics. Els enzims responsables d'aquesta modificació postraduccional són les E1 o enzims d'activació de ubiquitines, les E2 o enzims de conjugació de ubiquitines i les E3 o lligases de ubiquitines i poden conjugar una o més ubiquitines sobre la proteïna substrat.L'heterodimer format per UBC13-UEV te activitat de conjugació de ubiquitines mitjançant enllaços que utilitzen la lisina en posició 63 de la ubiquitina en contes de la lisina en posició 48. Aquesta modificació no es reconeguda pel proteasoma i per tant no implica una degradació de la proteïna que la porta. La cerca de proteïnes que interactuen amb UBC13 ens va permetre de identificar dues proteines: RNF8 i KIAA0675 que contenen un domini RING finger, pel qual interactuen amb UBC13. RNF8 te activitat autocatalítica de lligasa de ubiquitines, el que li permet elongar cadenes de poliubiquitines tant per lisina 48 com per lisina 63; aquesta darrera depèn de l'activitat catalítica de UBC13. A més, RNF8 co-localitza amb UBC13 en estructures nuclears.L'estructura en dominis d'RNF8 és la mateixa que la del regulador del checkpoint mitòtic CHFR, ambdues proteïnes tenen un domini RING finger de reclutament d'enzims de conjugació de ubiquitines, al extrem amino terminal i un domini FHA de reconeixement de fosfopèptids. RNF8 localitza en el nucli cel·lular i te un patró d'expressió depenent de cicle amb uns nivells proteics que augmenten progressivament de G1 a M, assolint un màxim en metafase seguit d'una brusca desaparició en anafase i una recuperació de l'expressió de la proteïna en fases més tardanes de la mitosi. La sobre-expressió de RNF8 causa una reducció de la població en G2-M i una acumulació de cèl·lules en G1. La depleció d'RNF8 mitjançant la tècnica de RNAi no causa cap efecte significatiu sobre el cicle cel·lular basal. En canvi, la depleció d'RNF8 causa un retard en la sortida de mitosi després d'un arrest induït per nocodazole, fet que s'associa amb una reducció del turnover de la ciclina B1, que és un substrat de l'APC/C. Recíprocament, la sobre-expressió de RNF8 impedeix a les cèl·lules d'acumular-se en G2-M en resposta a un tractament amb nocodazole. A més l'activació del Spindle Assembly Checkpoint (SAC), mitjançant un breu tractament amb nocodazole, en combinació amb la sobre-expressió d'RNF8 impedeix que la proteïna del checkpoint Mad2 es localitzi als quinetocors. Aquesta funció d'RNF8 depèn de l'activitat lligasa ja que un mutant d'RNF8 incapaç de conjugar ubiquitines produeix uns efectes significativament atenuats en comparació amb la proteïna salvatge. Aquestes observacions suggereixen que RNF8 és un regulador negatiu del SAC i permet la reactivació de l'APC/C en condicions d'estrès mitòtic.A més, RNF8 presenta activitat pro-apoptòtica. L'expressió ectòpica d'RNF8 en cèl·lules HeLa activa les caspases-3 i -8 i l'activitat pro-apoptòtica resultant es pot inhibir mitjançant la incubació amb els inhibidors de caspases ZVAD i ZDEVD. La mort cel·lular induïda per RNF8 es veu atenuada en gran mesura per la sobre-expressió del mutant d'RNF8 que no te activitat lligasa de ubiquitines. El tractament amb diferents agents genotòxics provoca una acumulació dosi-depenent de la proteïna RNF8 endògena que no es correlaciona amb un increment dels nivells de transcrit. Finalment, la depleció d'RNF8 permet a les cèl·lules HeLa de ser més resistents al tractament amb etopòsid, suggerint que RNF8 te un paper important regulant la mort cel·lular causada per aquesta droga. / Ubiquitylation is a post-translational protein modification, which regulates very different signaling pathways and biological processes. Ubiquitylation occurs thanks to the catalytic activity of ubiquitin activating enzymes or E1, ubiquitin conjugating enzymes or E2 and ubiquitin ligases or E3 and the substrate can be modified with one or more ubiquitin moieties that form polyubiquitin chains.The heterodimeric ubiquitin conjugating enzyme (E2) UBC13-UEV mediates polyubiquitylation through lysine 63 of ubiquitin (K63), rather than lysine 48 (K48). This modification does not target proteins for proteasome-dependent degradation. Searching for potential regulators of this variant polyubiquitylation we have identified two proteins, namely RNF8, KIA00675, that interact with UBC13 through their RING finger domains. These domains can recruit, in addition to UBC13, other E2's that mediate canonical (K48) polyubiquitylation. RNF8 has ubiquitin ligase autocatalytic activity that elongates chains through either K48 or K63 of ubiquitin, and UBC13 activity is required to elongate the latter chains. RNF8 and UBC13 co-localize in the nucleus.RNF8 is a ubiquitin ligase that bears a FHA domain near its amino end, and a RING finger domain at its carboxy terminus, through which it can recruit several ubiquitin-conjugating enzymes. In metazoans, only the mitotic checkpoint regulator CHFR shares this domain architecture. RNF8 follows a cell-cycle-dependent turnover, with levels increasing from G1 to M, reaching a maximum at metaphase, followed by an abrupt decline at anaphase, and recovery of protein levels at the end of mitosis. Overexpression of RNF8 caused a reduction of the G2-M population and an accumulation of cells in G1, while siRNA depletion did not significantly alter the basal cell cycle. Depletion of RNF8 caused a delay in the exit from nocodazole-induced arrest, which was associated with a reduced turnover of the APC/C substrate cyclin B1. Conversely, cells overexpressing RNF8 failed to arrest at G2-M upon treatment with nocodazole. In addition, activation of the spindle assembly checkpoint with a brief exposure to nocodazole in combination with RNF8 overexpression prevented the localization of Mad2 to kinetochores. These functions of RNF8 were dependent on its ubiquitin ligase activity, since a ligase-inactive mutant produced significantly attenuated effects as compared to the wild-type protein. Taken together, these observations suggest that RNF8 is a negative regulator of the spindle assembly checkpoint that reactivates the APC/C under conditions of mitotic stress.In addition,RNF8 functions as a proapoptotic protein. Ectopic expression of RNF8 in HeLa cells induced the activation of caspases 3 and 8, and the ensuing apoptosis was prevented by incubation with the caspase inhibitors ZVAD and ZDEVD. The apoptotic death induced by RNF8 was greatly attenuated by introduction of a point mutation in its RING finger domain that rendered it non-functional as a ubiquitin ligase, indicating that this function is essential for the proapoptotic activity of RNF8. Treatment with DNA-damaging agents causes a dose-dependent accumulation of endogenous RNF8 without increasing its mRNA levels. Finally, depletion of RNF8 with specific siRNA duplexes effectively prevented the apoptosis and caspase-3 up regulation induced by the topoisomerase II inhibitor etoposide, suggesting that RNF8 plays a major role in regulating apoptotic death caused by DNA damaging agent.

Flotillin-1 és una proteïna associada a membrana plasmàtica implicada en processos de trànsit de vesícules, reordenació del citoesquelet i transducció de senyals. Estudis previs en el laboratori han demostrat que Flotillin-1 és capaç de translocar-se a nucli en resposta a un estímul mitogènic i afavorir la proliferació de diverses línies cel·lulars. Els mecanismes mitjançant els quals provoca aquests efectes són desconeguts i objecte del present estudi.D'una banda demostrem que Flotillin-1 és un factor regulador de la cinasa Aurora B, una proteïna que intervé en el control de la mitosi i més concretament en el anaphase checkpoint. El knock-down de Flotillin-1 provoca events mitòtics aberrants, acompanyats del descens tant en l'expressió d'Aurora B com de la seva activitat mesurada com els nivells de fosforilació de la histona H3. Flotillin-1 interacciona amb Aurora B i evita la seva degradació per la via del proteasoma.D'altra banda, Flotillin-1 interacciona amb el receptor transmembrana Notch1, implicat en nombrosos processos de regulació de proliferació, diferenciació, apoptosi, etc. Flotillin-1 regula la localització subcel·lular de Notch1 així com la seva capacitat com activador transcripcional. La depleció o mutació de Flotillin-1 dificulta l'entrada de Notch1 a nucli i l'expressió dels gens diana de les famílies Hes/Hrt. En conjunt, es presenta a Flotillin-1 com una proteïna capaç d'actuar a diferents nivells i regular processos i vies de senyalització cel·lular que li confereixen un paper com a regulador de la proliferació cel·lular. / Flotillin-1 is a protein associated to plasma membrane involved in vesicle trafficking, cyotskeleton reorganization and signal transduction. Previous findings in our laboratory has shown that Flotillin-1 is able to translocate the nucleus under mitogenic stimulus and increase proliferation rates of several cell lines. The mechanisms of action are unknown and object of the present study.First, we show that Flotillin-1 is a regulator factor of the mitotic kinase Aurora B, a protein involved in control of mitosis and, specifically, in the anaphase checkpoint. The knock-down of Flotillin-1 causes aberrant mitotic events, decrease in Aurora B levels and its activity, measured as protein levels of phosporilated histone H3. Flotillin-1 interacts with Aurora B and avoid its degradation by the proteasome pathway.In addition, Flotillin-1 interacts with the transmembrane receptor Notch1, involved in many regulatory processes of proliferation, differentiation, apoptosis, etc. Flotillin-1 regulates the subcellular localization of Notch1 and its activity as transcriptional activator. The mutation or depletion of Flotillin-1 difficult the entry of Notch1 in the nucleus and the expression of its target genes Hes/ HRT. Overall, Flotillin-1 is a protein capable of acting at different levels, processes and signaling pathways in order to be a regulator of cell proliferation.

A fundamental property of living cells is the ability to sense and respond appropriately to changing environmental conditions. In budding yeast (Sacharomyces cerevisiae), changes in extracellular osmotic conditions are sensed by the HOG SAPK pathway, which orchestrates the cell adaptation program required to maximize cell survival upon stress. Although most of the HOG pathway components have been described, little was known about the dynamics of the response. The aim of this thesis was to analyze the dynamic behavior of the HOG pathway. By using a chemical inhibitor and extensive signal quantification we showed that the HOG pathway is controlled by high basal signaling counteracted by a negative feedback regulatory system. This property determines dynamic signaling in terms of faster response times and higher sensitivity to small variations in extracellular stimuli. This thesis also aimed to implement novel strategies for biological computation that allow increasing complexity of circuits. By engineering signaling pathways in yeast, we have shown that distribution of computation tasks among several wired cells reduces wiring constraints and allows scalability of circuit complexity. Moreover, reusability of cells permits implementation of multiple circuits. Overall, our results define novel dynamic properties of the HOG pathway and have been important to achieve a better view of signal transduction process though MAPK pathways. Moreover, we have developed and implemented novel strategies for biological computation that solved fundamental constrains in the field of synthetic biology. / Una propietat cel•lular fonamental és l’habilitat de detectar estímuls i respondre coherentment a un ambient dinàmic. En cèl•lules de llevat (Saccharomyces cerevisiae), els canvis en l’osmolaritat externa són detectats per la via de senyalització de HOG que organitza tot el programa d’adaptació cel•lular, indispensable per assegurar la supervivència cel•lular en estrès osmòtic. Tot i que la gran majoria dels components de la via de HOG han estat identificats, la dinàmica del procés de senyalització és encara força desconeguda. L’objectiu d’aquest projecte de tesis ha estat analitzar el comportament dinàmic de la via de HOG. Gràcies a la utilització d’un al•lel inhibible de la MAPK Hog1 i a la quantificació sistemàtica del procés de senyalització, hem pogut demostrar que en la via de HOG existeix una intensa senyal basal reprimida constantment per un feedback negatiu depenent de la MAPK Hog1. Aquesta tesi també té com a objectiu la implementació de noves estratègies de computació biològica que permetin un increment de la complexitat dels circuits. Gràcies a la bioenginyeria de les vies de senyalització de llevat, hem demostrat que la distribució de la computació en diferents cèl•lules connectades entre elles disminueix les limitacions de connexió i permet incrementar la complexitat dels circuits a un baix cost. En conjunt, els nostres resultats defineixen noves propietats dinàmiques de la via de HOG i han estat importants per tenir una visió global millorada del procés de senyalització per vies de MAPK. A més, hem dissenyat i implementat noves estratègies de computació biològica que han resolt problemes fonamentals del camp de la biologia sintètica.

La vitamina E incluye una serie de compuestos amfipáticos esenciales en la dieta tanto para humanos como para animales y que únicamente puede ser sintetizada por organismos fotosintéticos, los tocoferoles y los tocotrienoles. Descubierta a principios del siglo XX, no fue hasta los años 60 que se asoció a propiedades antioxidantes. En plantas, se sabe que los niveles de tocoferol (la forma mayoritaria en hojas) aumenta en respuesta al estrés y que está implicado en el control de los niveles de las especies reactivas del oxígeno, la síntesis de las cuáles suele aumentar drásticamente en condiciones de estrés y pueden ir asociadas a graves daños celulares si no se regulan adecuadamente sus niveles. También interviene en la prevención de la propagación de la peroxidación lipídica en condiciones de estrés oxidativo, además de otras nuevas funciones que poco a poco se van descubriendo, como la importancia durante la germinación de semillas, la implicación en el transporte de fotoasimilados o un posible papel en señalización celular. En esta tesis se estudió la regulación de la biosíntesis de α- y γ-tocoferol en condiciones de estrés abiótico (déficit hídrico y estrés salino), así como su posible implicación en señalización celular en la planta modelo Arabidopsis thaliana y en la planta con metabolismo CAM, Aptenia cordifolia. Pero la vitamina E no actúa sola. Como antioxidante, puede trabajar coordinadamente con el ascorbato o con carotenoides además de con diversas fitohormonas, por lo que además, se estudió el papel como mecanismo fotoprotector, juntamente con los carotenoides y los niveles hormonales, tanto en condiciones de estrés como influenciados por la edad de la hoja. Los estudios en A. thaliana se llevaron a cabo utilizando diversos mutantes ya fueran de etileno o de tocoferol como aproximaciones a sistemas deficientes de ambos compuestos. Se observó que el etileno promueve la síntesis de tocoferol en A. thaliana, de forma especifica a través de las proteínas EIN2, EIN3 y EIL1. Además, niveles elevados de etileno promueven aumentos de tocoferol en hojas viejas y mutaciones en el gen que codifica para la proteína EIN3 es capaz de resistir dosis moderadas de salinidad, cambiando el balance hormonal foliar y aumentando el estrés oxidativo. Sorprendentemente, la biosíntesis de tocoferol no resultó estar regulada a nivel transcripcional. En el modelo de planta CAM, la A. cordifolia, el ABA jugó un papel importante en la regulación de la biosíntesis de tocoferol en condiciones de déficit hídrico. Juntamente con el β-caroteno y el ciclo de las xantofilas, los tocoferoles ayudan a la protección del PSII en condiciones de déficit hídrico y estrés salino cuando la demanda de fotoprotección es elevada, pero cuando los carotenoides se empiezan a degradar, el tocoferol es incapaz de substituirlos. Además, el γ-tocoferol parece tener funciones específicas además de precursor del α-tocoferol influenciando de forma específica los niveles de expresión de genes implicados en la biosíntesis, percepción y señalización del etileno en A. thaliana. Finalmente, cabe destacar que el tocoferol interviene en la comunicación cloroplasto-núcleo a través de regular los niveles de expresión de genes relacionados con el etileno, formando parte de la intrincada red de señalización retrógrada. / Vitamin E includes different amphipathic compounds, tocopherols and tocotrienols, essentials in the diet of humans and animals. It can be synthesized only by photosynthetic organisms and it was discovered in the early twentieth century but it was not until the 60‘s when it was associated with its antioxidant properties. In plants, it is known that the levels of α-tocopherol (the major form in leaves) increase in response to stress and they are involved in the control of the levels of reactive oxygen species (ROS). Under stress conditions the levels of ROS tend to increase dramatically and they could be associated with serious cell damage if their levels are not properly regulated. Moreover tocopherols are involved in prevention of the lipidic peroxidation propagation under oxidative stress conditions. Furthermore, new functions are gradually being discovered, like their importance in the process of seed germination, their role on the transport of the photoassimilates or their possible function in cell signalling. During this PhD I have studied the regulation of the biosynthesis of α- and γ-tocopherol under abiotic stress conditions (water and salt stress) and their possible role in cell signalling in the model plant Arabidopsis thaliana and in the CAM plant, Aptenia cordifolia. As an antioxidant, it might work in coordination with ascorbate or carotenoids as well as with some phytohormones. That is why we have studied their role as photoprotective mechanism together with carotenoids and the hormone levels in both stress conditions and the influence of leave age. The studies in A. thaliana were carried out using tocopherol or ethylene mutants as approximations to deficient systems of both compounds. It was observed that ethylene promotes synthesis of tocopherol in A. thaliana, specifically through EIN2, EIN3 and EIL1 proteins. In addition, elevated levels of ethylene induced tocopherol increase in old leaves. ein3-1 mutant plants were able to withstand moderate doses of salinity, changing leaf hormonal balance and increasing oxidative stress. Surprisingly, the biosynthesis of tocopherol was not being regulated at the transcriptional level. In the model CAM plant, A. cordifolia, the ABA played an important role in the regulation of tocopherol biosynthesis under water stress conditions. Together with β-carotene and the xanthophyll cycle, tocopherols help in the protection of PSII under both water and salt stress conditions when the demand for photoprotection is high. When carotenoids were beginning to degrade, tocopherols were unable to replace them. In addition, the γ-tocopherol seemed to have specific functions not only as α-tocopherol precursor. It can specifically influence the expression levels of genes involved in ethylene biosynthesis, perception and signalling in A. thaliana. Finally, in this PhD thesis it is demonstrated that tocopherol is involved in the chloroplast-nucleus communication by regulating the expression levels of genes related to ethylene as part of the intricate network of retrograde signalling.

L’estil de vida que durant les últimes dècades s’està imposant a la nostra societat afavoreix el desequilibri del balanç energètic i en conseqüència l’aparició de la síndrome metabòlica, amb les implicacions que suposa no només en salut pública sinó també a nivell socioeconòmic. Malgrat que existeixen treballs que evidencien afectes beneficiosos sobre paràmetres de la síndrome metabòlica atribuïts al consum de soja i te verd, les vies moleculars d’actuació dels seus principals biocompostos no han estat encara totalment caracteritzades. En aquesta tesi s’ha descrit que les vies d’actuació i els mecanismes en els que participen les isoflavones genisteïna, daidzeïna i el seu metabòlit equol, contribuirien a una millora de la hiperglucèmia, la hiperlipidèmia, la inflamació i l’esteatosi hepàtica, importants components de la fisiopatologia de la síndrome metabòlica en humans. Per altra banda, s’ha demostrat que la principal catequina del te verd, el gal•lat d’epigal•locatequina, actua mitjançant la seva autooxidació, com a senyalitzador cel•lular, induint un desacoblament mitocondrial compensat per un augment de l’activació d’AMPK. Aquestes troballes contribueixen a una descripció dels mecanismes d’acció que podrien explicar els efectes beneficiosos sobre les alteracions del metabolisme energètic associats al consum de soja i te verd. / El estilo de vida que durante las últimas décadas se está imponiendo en nuestra sociedad favorece el desequilibrio del balance energético y con ello el desarrollo del síndrome metabólico, cuyas patologías asociadas son la principal causa de muerte en los países desarrollados. Aunque existen trabajos que evidencian efectos beneficiosos sobre parámetros del síndrome metabólico atribuidos al consumo de soja y té verde, las vías moleculares de actuación de sus principales biocompuestos no han sido aún caracterizadas. En esta tesis se ha descrito no sólo las vías sino también los mecanismos mediados por las isoflavonas genisteína, daidzeína y su metabolito equol, en modelos in vitro insulinorresistentes de los principales tejidos diana de la acción insulínica. Por su parte, se ha demostrado que la principal catequina del té verde, el galato de epigalocatequina, actúa mediante su autooxidación, como señalizador celular, induciendo un desacoplamiento mitocondrial, que se compensa por un incremento de la activación de AMPK. Estos hallazgos contribuyen a la descripción más de los mecanismos de acción que podrían explicar los efectos beneficiosos sobre los desajustes del metabolismo energético asociados al consumo de soja y té verde / Changes in Life style during the last decades in our society has lead to a shift of the energy balance directly associated to the development of metabolic syndrome that nowadays are the main cause of death in developed countries. Although beneficial effects of soy and green tea ingestion have been described previously, the molecular mechanisms of their main biocompounds have not been completely characterized yet. The aim of this thesis is to provide knowledge to help dilucidate them. In this context, the mechanism of action of the isoflavones genistein, daidzein and its metabolite equol have been described with potential interest to improve hyperglycemia, hyperlipidemia, inflammation and hepatic steatosis. On the other hand, it has been demonstrated that the main catechin of green tea, epigallocatequin gallate, through its autooxidation products, modifies cell signalling, leading to a mitochondrial uncoupling compensated by activation of AMPK. In conclusion, these findings offer a more detailed description of the action mechanisms that justify part of the beneficial effects of soy and green tea ingestion on alterations of energy metabolism.

En els darrers quinze anys la velocitat de bit dels sistemes de comunicació ionosfèrica s'ha incrementat significativament, passant dels 75 bps als 14400 bps en un ample de banda de 3 KHz. Les millores experimentades en el modelatge i simulació de canal, el desenvolupament dels sistemes ALE i l'aplicació de tècniques digitals (software radio, modulacions de banda ampla, etc.) són, entre altres, alguns dels motius que han permès aquest increment en les prestacions dels equips, fent-los aptes per comunicacions de llarga distància amb requeriments de velocitat de bit moderada.En particular, la propagació ionosfèrica és una tècnica especialment interessant per enllaços des de l'Antàrtida, on la comunicació amb satèl·lits geostacionaris no és sempre possible.El Departament de Comunicacions i Teoria del Senyal de l'Escola d'Enginyeria La Salle (Universitat Ramon Llull) està involucrat, juntament amb l'Observatori de L'Ebre, en un projecte de recerca que té per objectiu l'estudi de l'enllaç ionosfèric que s'estableix entre la Base Antàrtica Espanyola i Roquetes. L'enllaç, que té una longitud de més de 12700 quilòmetres, ha de servir per transmetre les dades procedents d'un sensor geomagnètic situat a la Base, cap a l'Observatori.Aquesta tesi estudia diversos aspectes d'aquest projecte, principalment pel que fa a la caracterització de canal i al disseny de la capa física adaptada per transmissió eficient de dades.En referència a la caracterització de canal es mostren els resultats d'una campanya de 60 dies de sondeig duta a terme durant l'estiu austral 2006/07 en la que s'han realitzat proves de banda estreta i banda ampla per tal d'obtenir, entre altres, la disponibilitat de l'enllaç, relació senyal a soroll i dispersió temporal i freqüencial.En l'àmbit de la transmissió de dades es proposa, justifica i verifica experimentalment una part d'una capa física basada en espectre eixamplat per seqüència directa especialment adaptada a enllaços a llocs remots: (i) Sense atribució de freqüències; (ii) Amb potència de transmissió relativament baixa; (iii) Infraestructura de radiació limitada. La proposta contempla el funcionament amb relacions SNR negatives, dispersió temporal i freqüencial moderada, robustesa a la interferència i baixa densitat espectral de potència. / En los últimos quince años la velocidad de bit de los sistemas de comunicación ionosférica se ha incrementado significativamente, pasando de los 75 bps a los 14400 bps en un ancho de banda de 3 kHz. Las mejoras experimentadas en el modelado y simulación del canal, el desarrollo de los sistemas ALE y la aplicación de técnicas digitales (software radio, modulaciones de banda ancha, etc.) son, entre otros, algunos de los motivos que han permitido este incremento en las prestaciones de los equipos, haciéndolos aptos para comunicaciones de larga distancia con requerimientos de velocidad de bit moderada.En particular, la propagación ionosférica es una técnica especialmente interesante para enlaces desde la Antártida, donde la comunicación con satélites geostacionarios no es siempre posible.El Departamento de Comunicaciones y Teoría de la Señal de la Escuela de Ingeniería La Salle (Universidad Ramon Llull) está involucrado, junto al Observatorio del Ebro, en un proyecto de investigación que tiene por objetivo el estudio del enlace ionosférico que se establece entre la Base Antártica Española y Roquetes. El enlace, que tiene una longitud de más de 12700 kilómetros, debe servir para transmitir los datos procedentes de un sensor geomagnético situado en la Base, hacia el Observatorio.Esta tesis estudia varios aspectos de este proyecto, principalmente por lo que respecta a la caracterización del canal y al diseño de la capa física adaptada para la transmisión eficiente de datos.En lo referente a la caracterización del canal se muestran los resultados de una campaña de 60 días de sondeo llevada a cabo durante el verano austral 2006/07 en la que se han realizado pruebas de banda estrecha y banda ancha para obtener, entre otros, la disponibilidad del enlace, relación señal a ruido y dispersión temporal y frecuencial.En el ámbito de la transmisión de datos se propone, justifica y verifica experimentalmente una parte de una capa física basada en espectro ensanchado por secuencia directa especialmente adaptada a enlaces a lugares remotos: (i) Sin atribución de frecuencias; (ii) Con potencia de transmisión relativamente baja; (iii) Infraestructura de radiación limitada. La propuesta contempla el funcionamiento con relaciones SNR negativas, dispersión temporal y frecuencial moderada, robustez a la interferencia y baja densidad espectral de potencia. / In the last fifteen years the data rate of the ionospheric communication systems has increased significantly from 75 bps to 14400 bps in a 3 KHz bandwidth. The improvements achieved in the field of channel modeling and simulation, ALE systems and the application of digital techniques (e.g. software radio, wideband modulations, etc.) have permitted the design of new equipment with better performance. As a result, the establishment of low power, very long radio links with moderate data rate has become feasible.In special, the ionospheric propagation technique is very appropriate for radio links from the Antarctica, where the communication to geostationary satellites is not always possible.The Communications and Signal Theory Department of La Salle School of Engineering (Universitat Ramon Llull) and the Observatori de l'Ebre are involved in a research project dealing with the study of an ionospheric radio link between the Spanish Antarctic Base and Roquetes. The link is 12700 Km. long and is going to be used to transmit the low data rate information from a geomagnetic sensor installed in the Spanish Antarctic Base.This thesis has been carried out in the framework of this project, and its goals are related to the channel characterization and the partial design of a physical layer adapted to an efficient transmission of information over that link.Regarding the channel characterization, the results of a 60-days sounding survey corresponding to the 2006/07 southern summer are shown. These results include, among others, link availability, signal to noise ratio and delay and Doppler spread.In the field of data transmission a new physical layer is proposed and experimentally verified, on the basis of the channel measurements and adapted to the requirements and the special conditions in the Antarctica. This physical layer is based on direct sequence spread spectrum and his main characteristics are: (i) Intended for an HF communication without a fixed frequency allocation; (ii) Low emitted power; (iii) Simple radiation infrastructure. The proposal takes into account the operation with negative signal to noise ratios, moderate delay and Doppler spreads, robustness against interference and low power spectral density.