En aquest treball es presenta l'evolució molecular i estudi funcional de gens localitzats a les duplicacions segmentàries de la regió 7q11.23, implicada en la Síndrome de Williams-Beuren (SWB). S'ha datat l'aparició d'aquestes duplicacions en els últims 25 milions d'anys d'evolució i s'ha proposat un model evolutiu amb reordenaments específics i mecanismes de generació. Correlacions clínico-moleculars en els pacients amb la SWB han permès determinar que l'haploinsuficiència per NCF1, un gen localitzat a les duplicacions, és un factor protector per hipertensió. S'ha proposat un model patogènic per la hipertensió, implicant l'oxidasa NAD(P)H i estrès oxidatiu, suggerint que noves estratègies terapèutiques podrien ser utilitzades. A més, s'ha caracteritzat parcialment la funció de GTF2IRD2, un altre gen de les duplicacions. GTF2IRD2 interacciona amb altres factors de transcripció relacionats, té una localització subcel·lular variable i no s'uneix a ADN. Aquests resultats contribueixen a conèixer millor els mecanismes mutacionals i patogènics de la SWB. / This work presents the molecular evolution along with the functional analysis of the genes located in the segmental duplications flanking the 7q11.23 region, involved in Williams-Beuren syndrome (WBS). The generation of the segmental duplications has been dated to the last 25 million years of evolution and an evolutionary model with specific rearrangements and mechanisms has been proposed. Clinical-molecular correlations in WBS patients have allowed to determine that haploinsufficiency at NCF1, a gene located in the duplications, is a protective factor for hypertension. A pathogenic model for hypertension has been proposed, implicating NAD(P)H oxidase and oxidative stress, and suggesting that novel therapeutic strategies could be used. In addition, the functional characterization of another gene of the duplications, GTF2IRD2, has been partially achieved. GTF2IRD2 has been shown to interact with other related transcription factors, to display variable subcellular localization and to lack DNA binding properties. These results contribute to a better knowledge of the mutational and pathogenic mechanisms of the WBS.

Williams-Beuren syndrome (WBS) is a neurodevelopmental disorder caused by the common deletion of 26-28 contiguous genes in the 7q11.23 region, which poses difficulties to the establishment of genotype-phenotype correlations. The use of mouse models would broader the knowledge of the syndrome, the role of deleted genes, affected pathways and possible treatments. In this thesis project, several mouse models, tissues and cells have been used to define the phenotypes at different levels, the deregulated genes and pathways and to discover modifying elements and novel treatments for the cardiovascular phenotype. In addition, a new binding motif has been described for Gtf2i, a deleted gene encoding a transcription factor with a major role in WB, providing new target genes from deregulated pathways. The obtained results reveal the essential role of mouse models for the study of Williams-Beuren syndrome and provide new treatments options and affected pathways and genes which could be future treatment targets. / La síndrome de Williams-Beuren és una malaltia del neurodesenvolupament causada per una deleció comú d’entre 26 i 28 gens contigus a la regió 7q11.23, dificultant l’establiment de relacions genotip-fenotip. L’ús de models de ratolí pot augmentar el coneixement sobre la malaltia, el paper dels gens delecionats, les vies moleculars afectades i els futurs tractaments. En aquesta tesi s’han usat diversos models de ratolí, les seves cèl·lules i teixits per tal de descriure i definir fenotips, gens i vies moleculars desregulades i per descobrir elements modificadors i nous tractaments. Per últim, s’ha definit un nou motiu d’unió per Gtf2i, uns dels gens delecionats que codifica per un factor de transcripció amb un rol central en la síndrome, proporcionats possible nous gens diana de vies moleculars desregulades. Els resultats obtinguts revelen el paper essencial dels models de ratolí per a l’estudi de la síndrome de Williams-Beuren, proporcionen noves opcions terapèutiques i defineixen nous gens i vies moleculars afectades que podrien suposar noves dianes terapèutiques.