En el sector veterinario, la enfermedad de Glässer es un proceso patogénico frecuente que conduce a pérdidas económicas considerables. Esta enfermedad es causada por Haemophilus parasuis. Aunque se ha llevado a cabo un esfuerzo importante hacia la comprensión de los factores que intervienen en la evolución de la enfermedad, la falta de completa protección de las vacunas comerciales sugieren que debe dirigirse más trabajo hacia el estudio de este proceso patogénico. Para aumentar el conocimiento en patogénesis desarrollamos una serie de experimentos. Es bien sabido que existen diferentes cepas de H. parasuis, desde no virulentas a altamente virulentas. Ciertos mecanismos patogénicos se atribuyen a la virulencia de algunas cepas, mientras que las cepas no virulentas solamente colonizan el tracto respiratorio superior y no son capaces de causar enfermedad. Estos diferentes grados de virulencia podrían ser apreciados durante los primeros pasos de la infección. De este modo, usando muestras de las vías respiratorias de lechones infectados con dos cepas virulentas (Nagasaki y IT29755) y dos cepas no virulentas (SW114 y F9), se desarrollaron métodos de inmunohistoquímica e inmunofluorescencia, así como una doble tinción de H. parasuis y macrófagos/neutrófilos. Nuestros resultados revelaron que las cepas virulentas de H. parasuis estaban presentes en cornete nasal, tráquea y pulmón. Detalles adicionales mostraron que las cepas virulentas de H. parasuis no solo se asociaron a macrófagos y neutrófilos del pulmón, sino también a células tipo neumocitos. Por lo tanto, las cepas virulentas de H. parasuis fueron capaces de adherirse al epitelio de las vías respiratorias, invadir y diseminarse en el huésped. Por el contrario, las cepas no virulentas apenas se detectan en el tracto respiratorio. La cepa virulenta Nagasaki mostró patrones de biofilm en tráquea, que nos hizo cuestionar el papel de la formación de biofilm en la infección. Dado que la literatura publicada anteriormente indicaba que la formación de biofilm se presentaba principalmente en cepas no virulentas, se realizó una investigación adicional en esta dirección para comparar la formación de biofilm en cepas virulentas y no virulentas de H. parasuis. Nuestros resultados confirmaron que la capacidad de formar biofilm in vitro se presenta principalmente en cepas no virulentas. Por tanto, se secuenció el transcriptoma de la cepa no virulenta F9 durante su crecimiento en biofilm utilizando un modelo in vitro. Los resultados sugieren que bajo condiciones de biofilm, H. parasuis muestra un metabolismo reducido, demostrado por el perfil de expresión génica. Además, algunos de los genes inducidos en condiciones de biofilm eran específicos de las cepas no virulentas, como la hemaglutinina filamentosa fhaB, previamente asociada a la formación de biofilm en otras bacterias. Finalmente, la observación de cepas virulentas de H. parasuis en pulmón durante la infección motivó la secuenciación del transcriptoma de una cepa patógena en esta ubicación. Se determinó la expresión génica después de una infección corta in vivo y tras la inoculación de pulmón ex vivo. Los resultados mostraron tendencias comunes en la expresión génica de H. parasuis bajo infección pulmonar in vivo y ex vivo, como la reducción del metabolismo y la expresión de genes implicados en la adquisición de nutrientes, lo que podría indicar una estrategia de supervivencia en estas condiciones. Durante la infección pulmonar también se detectaron genes únicos de cepas virulentas de H. parasuis que codifican para proteínas de membrana externa. Estos genes requerirán una mayor caracterización como factores de virulencia, pudiendo ser también útiles para desarrollar nuevos antibióticos y vacunas. Nuestros resultados también apoyan el uso de explantes de pulmón como modelo para estudios de patogenicidad de otras bacterias respiratorias. / In the veterinary field, Glässer’s disease is a common pathogenic process that leads to considerable economic losses. This disease is caused by Haemophilus parasuis. Although considerable effort has been focused towards understanding the factors involved in disease outcome, evidences of lack of complete protection of commercial vaccine formulations suggest that more work should be addressed towards understanding this pathogenic process. To fill this gap in pathogenesis knowledge we developed a series of experiments. It is well known that different H. parasuis strains exist, ranging from non-virulent to highly virulent. Particular pathogenic mechanisms are attributed to virulence strains, while non-virulent strains only colonize the upper respiratory tract and are unable to cause disease. It is expected that these different virulence degrees can be appreciated also during the early steps of infection. Using samples from the respiratory tract of piglets infected with two virulent strains (Nagasaki and IT29755) and two non-virulent strains (SW114 and F9), immunohistochemistry and immunofluorescence methods were developed, as well as a double staining targeting H. parasuis and macrophage/neutrophil cells. Our results revealed that H. parasuis virulent strains were present in nasal, trachea and lung locations. Additional details showed that virulent H. parasuis was associated to macrophages and neutrophils in lung, but also to pneumocyte-like cells. Thus, virulent H. parasuis was able to attach to respiratory tract epithelia, invade and disseminate into the host. On the contrary, non-virulent strains were barely detected in the respiratory tract. Biofilm-like patterns were displayed by virulent Nagasaki strain in trachea and this made us question the role of biofilm formation in infection. Since previously published reports indicated that biofilm formation was mainly present in non-virulent strains, we performed additional research in this direction to compare biofilm formation with virulent and non-virulent H. parasuis strains. Our results confirmed that the capacity to form biofilm in vitro was mainly presented by non-virulent strains. Thus, we sequenced the transcriptome of non-virulent F9 strain under biofilm growth using an in vitro model. Results suggested that under biofilm conditions H. parasuis showed a low metabolic state, as indicated by the gene expression profile. Some of the genes induced under biofilm conditions were specific of non-virulent strains, as the filamentous hemagglutinin fhaB, which has been associated to biofilm formation in other bacteria. Additionally, the observation of virulent H. parasuis strains in the lung during infection inspired us to sequence the transcriptome of a pathogenic strain in this location. Gene expression was determined after a short in vivo infection and after ex vivo lung inoculation. Results showed common trends in H. parasuis gene expression under in vivo and ex vivo lung infection, such as reduced metabolism and higher expression of genes involved in nutrient acquisition, which could indicate a survival strategy under these conditions. Genes unique of virulent H. parasuis strains coding for outer membrane proteins were also detected during lung infection. These genes would require further characterization as virulent factors and could be also useful to develop new antimicrobials and vaccines. Our results also support the use of lung explants as models for pathogenicity studies of respiratory bacteria.

El presente estudio se centra en la reconstrucción de la dieta, el estilo de vida y la salud de la población que vivió en torno al siglo VII c. AD en la costa norte de la isla de Mallorca (España). Los restos óseos proceden de la necrópolis de Can Reiners, situada sobre el antiguo foro de la ciudad romana de Pollentia. En la excavación que se llevó a cabo entre 1980 y 1988 se localizaron más de 200 sepulturas de cuatro tipologías diferentes. Esta tesis analiza el material osteológico de las 156 sepulturas que contenían restos humanos en las que se identificaron un total de 226 esqueletos. El análisis demográfico mostró un 63.9% de individuos adultos y un 36.1% de subadultos. En cuanto a los adultos, solamente un 15.8% se diagnosticaron como maduros, mientras que no se identificó ningún individuo senil. Entre la población, el 37% eran hombres y el 25.5% mujeres, mientras que en un 37.5% de los individuos no se pudo determinar el sexo. Se observó pues un desequilibrio en la mortalidad entre ambos sexos, siendo la proporción (masculino/femenino = 1,5) favorable a los varones. La tasa bruta de mortalidad de los individuos Can Reiners era de un 37.59% y la expectativa de vida al nacer de 26.6 años aproximadamente. Así pues, los resultados de los análisis de este conjunto mostraron una alta mortalidad y una baja esperanza de vida que se ajusta a los valores esperados para las poblaciones antiguas. Por otro lado, las bajas frecuencias de patologías tales como osteoartrosis y traumatismos están de acuerdo con los datos demográficos. También se analizaron otros aspectos bioantropológicos singulares, no habitualmente analizados en los estudios antropológicos. Se elaboró un nuevo método para el estudio de la maloclusión basado en la práctica clínica dental pero adecuado al estudio de restos antiguos, normalmente muy fragmentados. Los resultados mostraron que la normoclusión dentaria está presente en el 70% de la muestra. Además los individuos de Can Reiners presentaron características oclusales parecidas a las poblaciones antiguas (p.e. alto desgaste y molar relación clase III) pero también a las modernas (p.e. apiñamiento, mordida cruzada). Finalmente se obtuvieron otros datos interesantes sobre la población a través del análisis de los microrestos contenidos en el cálculo dental. Para ello, la investigación siguió dos pasos. El primer paso se centró en la caracterización de las semillas de los cereales cultivados en el Mediterráneo –que proporcionan el mayor contenido de almidón (aproximadamente 70%) y son una de las principales fuentes de carbohidratos de la dieta humana- con el fin de disponer de datos empíricos para la identificación de los elementos que se pudieran hallar en el análisis posterior. El segundo paso consistió en el análisis microscópico de diferentes muestras de cálculo dentales procedentes de los individuos de la necrópolis de Can Reiners. Los resultados mostraron la presencia de distintos tipos de granos de almidón, indicando la utilización de diversos cultivos de cereales en la isla. Otros restos botánicos como esporas y granos de polen, ofrecen también información sobre el entorno en el que vivieron estos individuos. La identificación de estos microrestos ha demostrado ser una poderosa herramienta para la reconstrucción de la dieta, los hábitos y el entorno físico y social de las poblaciones antiguas. / The present study focused on the reconstruction of the diet, lifestyle and health of the individuals that lived around 7th c. AD in the northern coast of the island of Mallorca (Spain). The skeletal remains came from the Necropolis of Can Reiners, located above the ancient forum of the Roman city of Pollentia. The excavation, conducted between 1980 and 1988, unearthed more than 200 burials of four different typologies. This thesis analyzed the osteological material of 156 of these burials, that contained a total of 226 individuals. Demographic analysis showed that the sample is composed of 63.9% of adults and 36.1% of non-adults. Regarding adults only 15.8% of the individuals were mature and no senile were present. Among the population, 37% were males, 25.5% females and 37.5% individuals of unknown sex. We observed that the mortality was not balanced between sexes, being the sex ratio (male/female=1.5) favorable to males. The crude mortality rate for Can Reiners individuals is 37.59% and the life expectancy at birth was approximately 26.6 years. Therefore, results of the analysis of our sample showed a high mortality and low life expectancy, which conforms to the expected values for ancient populations such as this one. Therefore, the low frequencies of pathologies such as osteoarthritis and traumas agree with the demographic data. We also analyzed other original bioanthropological aspects of the population. We elaborated a new method based on clinical dental practice suitable for fragmented skeletal remains in order to study the presence of malocclusion in ancient skeletal material. Our findings exhibited that the individuals of Can Reiners showed occlusal characteristics of ancient (such as high dental wear and molar relationship Class III) and modern (crowding, crossbite, among others) populations, although the normocclusion was present in 70% of the sample. Finally interesting data were discovered through the analysis of the microremains observed within the dental calculus. In this context the research followed two steps. Step one focused on the characterization of several cereal seeds cultivated in the Mediterranean -since they are the plant organ with the highest starch content (about 70%) and one of the major sources of carbohydrates of the human diet- in order to eventually identify them in the microscopic analysis. Step two consisted in the microscopic analysis of different dental calculi sampled from skeletal remains recovered from the necropolis of Can Reiners. Within the sampled dental calculi the presence of different starch grains pointed to the use of various cereals crops in the island. Other botanical remains, such as spores and pollen grains, indicated the environment where they lived. The identification of these remains could be a powerful instrument for the reconstruction of the ancient diet, habits and the physical and social environment of the ancient populations.

La tesi està basada en la fabricació de nous sensors i biosensors per a la detecció de contaminants. Els micro i nanomateials basats en bismut semblen ser materials molt apropiats per aconseguir aquest objectiu, tanmateix també s’han proposat altres plataformes sensores. En el primer capítol es descriuen detalladament els principals objectius d’aquesta tesi. La introducció d’aquesta tesi descriu les aplicacions més recents i rellevants basades en la utilització de nanomaterials de bismut, com ara en els camps de la medicina, la fotodegradació de contaminants orgànics, la cosmètica, els pigments o els aliatges. Aquesta part precedeix la descripció dels mètodes de síntesi més innovadors, dels sensors més eficients, bàsicament de metalls pesants, i de les aplicacions en el camp dels biosensors. Aquest recull es pot trobar al capítol 2. Les nanopartícules de bismut són una bona plataforma per a sensors i biosensors. En aquest sentit s’ha estudiat la modificació d’elèctrodes serigrafiats amb nanopartícules de bismut. En el capítol 3, s’avaluen diferents mètodes de síntesi de nanopartícules de bismut amb l’objectiu d’obtenir les nanopartícules més eficients en la detecció de metalls pesants; en aquest cas centrat en la detecció de cadmi i plom. Al capítol 4 es presenta una nova estratègia de modificació d’elèctrodes. Aquesta estratègia es basa en la utilització de nanopartícules core-shell. Tenint en compte l’avantatge que dóna el recobriment de bismut, aquestes nanopartícules s’han utilitzat en la detecció de metalls pesants en diferents plataformes sensores. La bona modificació d’aquests elèctrodes es demostra clarament fent cicles de modificat i neteja; el comportament d’aquests elèctrodes modificat es podria considerar com a una resposta digital. L’última plataforma sensora per a metalls pesants proposada es basa en xips de paper. El capítol 5 descriu la fabricació i optimització d’aquests dispositius. Aprofitant la capacitat de filtrar del substrat de paper de filtre, aquestes simples plataformes són capaces de detectar plom i cadmi en diferents matrius, com ara solució tampó, aigua de mar o fangs. En aquest últim capítol es mostra la integració de les nanopartícules de bismut en un biosensor de fenol, basat en l’activitat enzimàtica de la tirosinasa. El capítol 6 inclou la caracterització morfològica i electroquímica del sensor. Aquests elèctrodes modificats amb nanopartícules de bismut i tirosinasa tenen una molt bona resposta en la detecció de fenol i catecol i un baix efecte de les interferències. Finalment al capítol 7 hi ha les conclusions generals i les futures perspectives que obre aquest treball. En els annexos s’hi pot trobar una descripció dels mètodes de fabricació de les diferents plataformes sensores, les abreviatures utilitzades i la producció científica derivada d’aquest treball. / The thesis is focused on the fabrication of new sensing and biosensing platforms for pollutants detection. Although bismuth-based micro and nanomaterials seem to be the appropriated materials to achieve this objective nevertheless new platforms including for example those based on paper are also proposed. In the first chapter the main objectives of this thesis are described in detail. The introduction part (chapter 2) of this thesis is dedicated to the revision of the recent reports / achievements on bismuth-based nanomaterials in different application fields that include medicine, photodegradation of organic pollutants, cosmetics, pigments and alloys. An important section of this part is focused on the description of the effect of bismuth-based materials in heavy metals and biosensing applications. Bismuth nanoparticles are found as an innovative material in heavy metals sensing and biosensing applications. A study on the effect of the modification of screen-printed electrodes with bismuth nanoparticles and its use for the heavy metal detection is shown (chapter 3). Different modifications of polyol based bismuth nanoparticles synthesis have been evaluated in aim to obtain the more efficient nanoparticles with interest in heavy metal sensing. In addition the results obtained for the detection of lead and cadmium is also shown in the same chapter. In the chapter 4 a new electrode modification strategy is presented. This new strategy is based on the use of magnetic core/shell bismuth nanoparticles. Taking advantages of the bismuth oxide presence onto the shell of these nanoparticles, heavy metal detection in different On-Off sensing platforms is shown. The modification of electrodes is clearly demonstrated by doing cycles with both modification and cleaning of the electrodes obtaining a kind of digital (On-Off) response of heavy metals. To solve sampling and sample pretreatment issues a heavy metal sensing platform that uses a paper-based lateral flow chip is also developed and described at chapter 5. Fabrication and the optimization of this new heavy metal sensor are shown; it takes advantage of the use of a filter paper substrate. This new platform is capable to detect lead and cadmium in different matrixes including mud. In the last chapter (chapter 6), the integration of bismuth nanoparticles into a phenol biosensing system is shown. It takes advantages of the use of tyrosinase enzyme which brings certain selectivity in phenolic compounds detection. Morphological and electrochemical characterizations of the developed biosensor also are shown in this chapter. The developed biosensor shows good performance in catechol detection. Finally in the chapter 7 the general conclusions and some future perspectives are given.

La Tesi "Intramolecular Electron Transfer in Phenoxylate and Catecholate Based Molecular Systems" es situa entre el camp de la química inorgànica i la química física. L'objectiu principal és l'estudi dels diversos mecanismes de transferència electrònica intramolecular (TEI), degut al seu interès en camps emergents com l'electrònica molecular. Els complexes de valència-mixte (VM) formats per un lligand orgànic electro-actiu i un ió metàl·lic amb almenys dos estats d'oxidació possibles, han resultat ser candidats excel·lents per realitzar aquests estudis. Coneguts dins el camp del magnetisme molecular amb el nom comú de Tautòmers de València (TV), aquests sistemes ofereixen unes característiques úniques pel seu estudi. Per una banda, ofereixen la possibilitat d'estudiar la interacció entre un lligand orgànic i un ió metàl·lic. La segona característica es deu al fet que no sols presenten biestabilitat (magnètica, òptica, electrònica i química) sinó que els dos tautòmers es diferencien d'una manera molt clara. Aquest fet els fa assequibles a estudiar-ne les propietats físiques a través de tècniques senzilles com l'espectroscòpia o el magnetisme alhora que els converteix en candidats idonis per la construcció de dispositius com ara interruptors moleculars. Dins d'aquesta tesi doctoral s'ha realitzat un estudi sistemàtic de l'efecte del metall, el qual està directament relacionat amb la TEI. La família de compostos derivats del lligand bis(fenolat) [M(cat-N-SQ)(Cat-N-BQ) ha permès variar el metall entre el ferro, el cobalt i el níquel. L'estudi a través de diverses tècniques que van des de la espectroscòpia UV-Visible han ajudat a determinar l'efecte del metall en aquests sistemes S'ha observat que l'augment del potencial d'ionització a mesura que variem el metall, juntament amb l'efecte d'omplir les capes orbitàl·liques del metall, fa que s'estabilitzi el tautòmer d'alt espín. Per altre banda s'ha realitzat un estudi sistemàtic en dues famílies diferents de compostos [Co(Cat-N-SQ)(Cat-N-BQ) i [Co(Cat)(SQ)N-N], (derivats del catecol), on es variarà la matriu en la qual es troba el compost. L'efecte de la matriu pot arribar a modular la temperatura d'equilibri entre els dos tautòmers (TC). Malgrat s'ha observat l'efecte dels dissolvents o de les diferents estructures cristal·lines obtingudes en l'equilibri, aquest estudi no s'ha pogut racionalitzar. Seria necessari l'ús d'estudis com ara el "Linear Solvation Energy Relationships (LSER)" per tal de poder concloure quines són les propietats tant dels dissolvents com de cada família que indueixen a un desplaçament d'aquesta TC.Per altre banda s'ha demostrat la coexistència de més d'una TEI dins de cadascuna d'aquestes famílies. Un cop demostrat el TV, i de nou a travès de tècniques espectroscòpiques, s'ha observat l'existència d'una TEI lligand-lligand. Això ens porta a mirar-nos aquests sistemes com als reversos dels sistemes de VM metall-metall, on ara un ió metàl·lic és el mediador d'aquesta TEI. Aquest resultat obre la porta a futurs estudis on puguem ser capaços de trobar fenòmens de sinergisme entre ambdues TEI o bé a modular-les a voluntatLa tercera part del treball s'ha basat en la síntesi i caracterització de dues noves famílies de lligands derivats dels sistemes catecol i bis(fenol), els quals presenten interessants propietats fluorescents i cromofòriques. Hem demostrat que el sistema derivat del catecol pot actuar com un sensor químic fluorescent per un ampli rang de pH. Per tal de demostrar-ho, s'ha utilitzat un tècnica innovadora basada en la detecció d'emissió a dues longituds d'ona diferents, combinant els perfils d'emissió "off-on-off" i "on-off-on" que mostra la molècula segons la variació de pH. El lligand azo bis(fenolat) ha estat emprat per crear una matriu de tres estats amb diferents propietats òptiques. Els tres estats poden interconvertir d'una manera reversible segons l'efecte del pH o bé per reacció de coordinació.Finalment el lligand azo bis(fenolat) ens ha permès la síntesi de complexes de cobalt amb diferents contra-lligands basats en nitrògen (py, phen, terpy, i tppz). En aquesta família de complexes s'ha demostrat l'existència d'un sistema de VM que exhibeix TEI intra-lligand (IETIL). Finalment, aquesta IETIL observada en un darrer complex, on ara dos lligands azo bis(fenolat) estan units al cobalt, pot ser modulada per la presència d'una TEI entre els dos lligands (IETLL). Aquests resultats obren la porta al desenvolupament de sistemes moleculars on la TEI pot ser modulada a voluntat, amb les respectives implicacions tecnològiques que poden derivar d'aquest control. / The Thesis "Intramolecular Electron Transfer in Phenoxylate and Catecholate Based Molecular Systems" is embraced within the fields of Inorganic Chemistry and Physical Chemistry. His main objective is the study of different Intramolecular electron transfer (IET) mechanisms due to their interest in emergent fields as molecular electronics. Mixed-valence (MV) complexes bearing an electroactive ligand and a metal ion that can exist in two or more oxidation states are excellent candidates for such studies. Commonly known within the molecular magnetism community as valence tautomers (VT), these systems offer unique characteristics for their study. On one hand, these systems open the possibility to study the interaction between an organic ligand and an inorganic metal ion. Moreover, the significant variations on the physical properties (magnetic, optic, electronic and chemical) that follow the VT interconversion favour its study by simple techniques such as spectroscopy or magnetic measurements. And finally, these systems open the door to their potential use as information storage on integrated molecular-sized devices.In this Thesis a systematic study of the metal ion on the VT phenomena has been developed. For this, the family of complexes [M(Cat-N-SQ)(Cat-N-BQ)] allowed us to vary systematically the M between iron, cobalt and nickel. The ionization potential and the filling orbital effect have been show to clearly modulate VT. In addition to the metal ion, a systematic study of the matrix effect on two different families: [Co(Cat-N-SQ)(Cat-N-BQ)] and [Co(Cat)(SQ)N-N] (catechol derivatives) has been performed. This effect modulates the transition temperature between both tautomers though a full correlation of the results is not possible at this moment. A LSER (liner salvation energy relationship) study is highly required in order to shed more light before a conclusion can be reached.In the second part of the Thesis, the coexistence of more than one IET is demonstrated. In addition to VT, the spectroscopic characterisation allowed us to show the existence of an IET ligand-to-ligand. Both families of complexes [Co(Cat-N-SQ)(Cat-N-BQ)] and [Co(Cat)(SQ)N-N]) were presented as the scarce examples so far described in the literature where an electron transfer between two organic units is mediated through a metal ion instead of an organic bridge. Therefore, they can be considered as a reversal of the classical ligand-bridged MV metal complexes, opening a completely new phenomenological challenge within the field of IET. These interesting results open new scientific challenges on the quest to control multielectron transfer systems and the corresponding new phenomenologies and synergies that can be extracted out of them. Further work has to be developed on the quest for possible synergies between both IET processesIn the third part of the work, two new families of catecholate and phenoxylate-based ligands with interesting optical properties (fluorescence and chromophoric properties) have been described and the synthetic methodologies optimized. The catechol-derivative has been shown to behave as a fluorescent chemosensor for wide pH range detection. For this, an innovative dual-wavelength detection technique, combining both "off-on-off" and "on-off-on" emission profiles upon pH variation by detection at two different wavelengths has been established. The azo bisphenolate ligand has been used to create a chromophoric array of three states with significantly different colours. The three states can interconvert reversibly between them by means of acid/base and complexation reactions. Finally, the azo ligand has been used to obtain a series of cobalt complexes bearing different nitrogen-based counter-ligands (py, phen, terpy, and tppz). In this family of complexes a ligand-centred MV system exhibiting IETILhas been found. Moreover, the same ligand-centred IETIL in a bisphenolate complex can be modulated by the presence of an additional IETLL between the two azo bisphenolate ligands. These results open the door to the development of molecular systems where IET can be controlled (gated) at will, and the important technological implications that could be derived from there.

La asociación entre un parásito y un hospedador ofrece una excelente oportunidad para el estudio de tazas de especiación y evolución. La base para dichos estudios sólo puede ser enfocada mediante el análisis de filogenético de la asociación parásito-hospedador. Los elementos transponibles son secuencias cortas de ADN que se comportan como parásitos intragenómicos. Ellos son transmitidos verticalmente a través de las generaciones, aunque la transferencia horizontal ha sido propuesta como un paso esencial en su dinámica evolutiva a largo plazo. Galileo es un miembro de la Superfamilia P de transposones de ADN. Galileo fue inicialmente descubierto en Drosophila buzzatii, en donde es responsable de la generación de tres inversiones cromosómicas y subsecuentemente reportado en especies cercanas y en seis genomas secuenciados de Drosophila. En este estudio se ha ejecutado una búsqueda exhaustiva del transposon Galileo en 234 muestras de 133 especies de los géneros Drosophila, Scaptodrosophila, Scaptomyza and Zaprionus con muestras provenientes de ocho regiones zoo-geográficas. Para detectar Galileo se realizaron búsquedas bioinformáticas y experimentales mediante PCR + clonación de la región más conservada de la transposasa. Galileo fue detectado en 152 muestras de 51 especies de Drosophila de los subgéneros Sophophora, Drosophila y Siphlodora. Simultáneamente, la filogenia de 174 especies de Drosophilidae (que incluye todas las especies en las que se realizó la búsqueda de Galileo) se construyó con secuencias parciales de cuatro genes: SinA, ND2, COI y COII. Los resultados son consistentes con una antigua coevolución de Galileo en el género Drosophila. Galileo ha sido encontrado en especies de los subgéneros Sophophora, Drosophila and Siphlodora, que divergieron hace ca. 40-57 millones de años. Un hecho interesante es que Galileo fue detectado en varias poblaciones del subgénero Sophophora de Asia, en donde se piensa ha tenido su origen el ancestro de dicho subgénero. En comparaciones de ambas filogenias, de las especies y Galileo se han encontrado: 1) ocurrencia discontinua (distribución parcheada) entre 31 grupos de especies, 2) incongruencias entre las topologías de los árboles filogenéticos de las especies hospedadoras y Galileo, 3) en el último caso, la divergencia las secuencias de Galileo fue más pequeña entre los genes de las especies hospedadoras, y 4) una señal biogeográfica en la filogenia de Galileo. Los resultados encontrados en este estudio sugieren que el transposon Galileo estuvo presente en el ancestro común más reciente del subgénero Sophophora. La invasión de Galileo en el subgénero Drosophila y Siphlodora puede ser datada en ca. 40-56 Ma, cuando estos clados se separaron. Dentro de su hospedador, Galileo ha sido mayoritariamente transmitido verticalmente con pérdidas estocásticas y propagaciones horizontales antiguas. / Host-parasite assemblages offer exciting possibilities for the comparative study of rates of speciation and evolution. The basis for such studies can only be approached from a phylogenetic analysis of host-parasite association. Transposable elements are short DNA sequences that behave as intragenomic parasites. They are vertically transmitted through many generations, although horizontal transfer has been proposed as an essential step in their long-term evolutionary dynamics. Galileo is a member of the P superfamily of DNA transposons. It was initially discovered in Drosophila buzzatii, where it is responsible for the generation of three chromosomal inversions, and subsequently reported in closely related species and in six Drosophila genomes sequenced. Here in a thorough search of the Galileo transposon has been carried out in 234 samples of 133 species from the genera Drosophila, Scaptodrosophila, Scaptomyza and Zaprionus. The samples come from eight zoo-geographical regions. In order to detect Galileo, in silico BLAST searches and experimental searches by PCR + cloning of the most conserved region of the TPase were performed. Galileo was unequivocally detected in 152 samples of 51 Drosophila species from the subgenera Sophophora, Drosophila and Siphlodora. Simultaneously, the phylogeny of 174 Drosophilid species (including all taxa in which Galileo was searched) was inferred from partial coding sequences of four genes: SinA, ND2, COI and COII. The results are consistent with an ancient coevolution of Galileo in the genus Drosophila. Galileo has been found in species of the subgenera Sophophora, Drosophila and Siphlodora, that diverged ca. 40-57 million years ago. An interesting fact is that Galileo was detected in several populations of the subgenus Sophophora from Asia, where it is thought the ancestor of Sophophora has its origin. In comparisons of both, the Drosophila species and Galileo transposon phylogenies, it was found: 1) discontinuous occurrence of Galileo across 31 species groups (patchy distribution), 2) incongruence between host and TE tree topologies, 3) in the latter case, divergence between Galileo sequences was smaller than between genes of the host species, and 4) a bio-geographical signal in the Galileo phylogeny. These results found herein suggest that the Galileo transposon was present in the most recent common ancestor of the Sophophora subgenus. The invasion of Galileo in the subgenera Drosophila and Siphlodora could be dated at ca. 40-56 Mya, when this clades split. Inside its host, Galileo has been mostly vertically transmitted with stochastic losses and occasional ancient horizontal spreads.

El trabajo recoge los principales aspectos de la producción recombinante de una lipasa del hongo Rhizopus oryzae (ROL) expresada en la levadura Pichia pastoris. El sistema de expresión empleado está basado en la utilización del promotor de la alcohol oxidasa (PAOX1) de la levadura y, por lo tanto es dependiente de la utilización de metanol como substrato inductor. El trabajo recoge una serie de estudios de producción en bioreactor, operando en fed-batch, en los que la productividad del sistema se incrementa hasta en un factor de 11, mediante el estudio de la estrategia de adición del metanol a lo largo de la etapa de producción. Asimismo, estos cultivos se han realizado utilizando un medio de composición sintética, mucho mas económico que el complejo. La optimización de la producción también se ha abordado mediante la construcción de cepas multicopia para el gen ROL, estudiando igualmente, el efecto de la expresión recombinante de la lipasa sobre la cepa hospedadota.Por otro lado, se han construido vectores de expresión basados en la utilización de promotores independientes de la utilización del metanol. Se han obtenido cepas de P. pastoris que expresan la ROL de forma constitutiva y mediante inducción por fuente de nitrógeno.El trabajo recoge en último lugar un protocolo para la recuperación de la ROL recombinante desde el caldo de cultivo hasta la obtención de un extracto liofilizado de lipasa ROL. La purificación de la lipasa se ha llevado a acabo a través de la combinación de los pasos de cromatografía, de intercambio catiónico e interacción hidrofóbica. El grado de pureza obtenido es el adecuado para la utilización de la enzima como biocatalizador en reacciones de química fina y para la obtención de anticuerpos contra la misma. / This work summarises the main aspects of the recombinant production of a lipase of the fungi Rhizopus oryzae (ROL) expressed in the yeast Pichia pastoris. The expression system used is based on the utilization of the alcohol oxidase promoter (PAOX1) of the yeast and therefore is dependent on methanol as the inductor substrate. The productivity of this system has been increased by a factor of 11 by studying the methanol feeding strategy during fed-batch fermentations in bioreactors. Moreover, a synthetic cultivation media has been used for these experiments, which is much more inexpensive than the regular complex ones. Furthermore, ROL multicopy strains have been also developed in order to optimise the final lipase production of the system.In addition, the study of the ROL production has been carried out based on the development of different expression vectors independent of the use of methanol as an inductor of the expression. In this context, we have developed new recombinant P. pastoris strains for the constitutive and nitrogen-dependent expression of ROL.Finally, a down-stream process for the recovery of the lipolitic enzyme has been defined through all stages: from the broth media to the final lyophilised product. The ROL purification has been achieved through two single-chromatography steps, which are cationic exchange and hydrophobic interaction. The final product has a purity which is appropriate for its use in fine chemical reactions and the development of antibodies against it.

La respuesta inmune innata es basada en la activación de receptores genotípicamente codificados, llamados receptores de reconocimiento de patógenos (PRR). Los PRR pueden ser proteínas solubles tal como las proteínas plasmáticas PGRPs o pueden estar anclados en las membranas celulares como los TLR. Estos receptores son capaces de reconocer a los patógenos o a sus patrones moleculares (PAMPs). La interacción PAMP-PRR provoca la activación de genes diana y promueve la producción de mediadores pro- e inflamatorios. El principal objetivo de esta tesis doctoral fue la caracterización de las respuestas de macrófagos de la trucha arcoíris Oncorhynchus mykiss, y de la dorada tratados con diferentes PAMPs y la subsecuente exploración de cambios en la expresión de genes relacionados con la respuesta inmune así como cambios globales en la respuesta transcriptómica de los macrófagos. Un objetivo especifico de este estudio fue registrar los cambios en los macrófagos activados hacia un fenotipo inflamatorio después de tratamientos con lipopolisacarido (LPS) crudo de bacterias Gram negativas, enfatizando que el peptidoglicano (PGN) es un contaminante encontrado en las preparaciones crudas de LPS. PGN es capaz de inducir la expresión de mRNA de IL-1β y IL-6 e inducir la liberación de productos inflamatorios como prostaglandinas. Los análisis de microarray fueron hechos para describir la concentración y la dependencia en el tiempo de las modulaciones transcriptómicas en los macrófagos de trucha y dorada tratados con PGN o LPS. En el caso de dorada, se diseño y valido un microarray de oligonucleótidos. Los resultados revelaron la sobre-regulación de transcritos específicos que están cercanamente relacionados con la síntesis de prostaglandinas y las vías de señalización activadas a partir de TLR. Así, el reconocimiento de PGN en peces resulta del reconocimiento de mecanismos específicos que no incluyen TLR pero si otros grupos de receptores como PGRPs o NODs. Estos mecanismos parecen ser conservados en la respuesta de defensa innata a lo largo del grupo de los vertebrados. / The innate immune response is based upon the activation of a restricted number of genotypic encoded receptors, the pathogen recognition receptors (PRRs). PRRs can be soluble proteins such as plasmatic PGRPs or cell membraneanchored TLRs able to recognize pathogens or their pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). PAMP-PRR interaction results in the activation of target genes and promotes the production of pro- and inflammatory mediators. The main goal of this dissertation was to characterise the responses of rainbow trout, Oncorhynchus mykiss, and gilthead seabream, Sparus aurata, macrophages treated with different PAMPs and to explore subsequent changes in the expression of immune related genes or global shifts in the macrophage transcriptome. A specific goal of this study was to register changes in macrophages activated toward an inflammatory phenotype after treatments with crude gram negative bacterial lipopolysaccharide (LPS) preparations, highlighting that peptidoglycan (PGN) is a contaminant within crude LPS. PGN is able to induce the mRNA expression of IL- 1β and IL-6 and release inflammatory products such as prostaglandins. Microarray analyses were made to describe concentration and time-dependent transcriptional modulations both in trout and seabream macrophages treated with PGN or LPS. In the case of sea bream, a specific oligonucleotide microarray was designed and validated for these studies. Results reveal up-regulation of specific mRNA transcripts that are closely related to prostaglandin synthesis and TLR signalling pathways. Thus PGN recognition in fish is a result of recognition mechanisms including non-TLR PRRs such as PGRPs and NODs. These mechanisms appear to be conserved throughout the vertebrate innate immune response.

Resum pendent

Els principals objectes d'estudi d'aquesta memòria són les integrals singulars. Per l'elaboració d'aquesta memòria, trobem una especial motivació en tres articles originats a partir de la idea d'acotar la norma de l'operador maximal d'una integral singular per la norma de la integral singular. En el primer article, de J. Mateu i J. Verdera del 2006, [MV], s'hi proven desigualtats puntuals pels casos particulars de la j-èssima transformada de Riesz i de la transformada de Beurling. Es fa notar per primer cop que les acotacions són diferents degut a la paritat del nucli de les respectives transformades. A posteriori, en els articles de J. Mateu, J. Orobitg i J. Verdera de 2011, [MOV], i en [MOPV] de 2010 dels mateixos autors més C. Pérez, s'han provat acotacions puntuals com les esmentades per transformades de Riesz d'ordre superior. En el primer treball es tracta el cas d'operadors amb el nucli parell i en el segon es fa el mateix pels de nucli senar. Aquí, la desigualtat de Cotlar pren protagonisme, ja que es fa notar que la desigualtat puntual pel cas parell és una millora d'aquesta. En [MOV] es demostra que, per les integrals singulars de Calderón-Zygmund de grau parell i amb nucli prou regular, l'acotació puntual de l'operador maximal pel mateix operador és equivalent a l'acotació en L^2 i al mateix temps a una condició algebraica sobre el nucli de la integral singular. En el cas de les integrals de grau senar, en [MOPV], es veu que succeeix el mateix però en la desigualtat puntual necessitem la segona iterada de l'operador maximal de Hardy-Littlewood. Ja s'havia vist en [MV] que l'acotació sense iteració no funcionava en el cas de la transformada de Riesz. A partir d'aquí, en el treball que ens ocupa, ens hem dedicat a estendre aquestes acotacions. En el primer capítol es resol una pregunta oberta que es planteja a [MOV]. Es demostra que l'acotació en L^p (i en L^p amb pesos) és també equivalent a la desigualtat puntual, no només amb p=2. Aquests resultats estan reflectits en [BMO1]. En el segon capítol es treballa una altra pregunta plantejada al mateix article. Es tracta de veure si es pot relaxar la regularitat del nucli i que segueixi passant el mateix. Quan ens trobem al pla, donem una bona resposta fixant una diferenciabilitat inicial que ha de tenir el nucli. En el cas de que la dimensió és més gran que 2, tenim una resposta parcial, en el sentit de que aquesta regularitat inicial depèn del grau d'un cert polinomi que depèn del nucli. Això podria fer que s'hagués de demanar una diferenciabilitat molt gran. Però, això sí, finita. En el tercer capítol donem un exemple pel qual no tenim acotació de la norma L^1 feble de la funció maximal en termes de la norma L^1 de l'operador. Presentem el cas d'un polinomi harmònic de grau 3 en el pla i expliquem com es pot generalitzar al cas d'operadors de qualsevol grau senar en el pla. Tot i això, degut a la difícil caracterització dels polinomis harmònics en dimensions superiors, ens ha quedat obert el problema a R^n, per n>2. En l'últim capítol considerem el mateix problema d'acotar puntualment l'operador maximal d'una integral singular pel mateix operador, però en aquest cas definim una nova maximal on trunquem amb cubs en lloc de boles. Treballem el cas de la transformada de Beurling i veiem que per poder acotar ho hem de fer utilitzant la segona iterada del maximal de Hardy-Littlewood, i que no ho podem reemplaçar per la primera iteració. Aquests resultats estan reflectits en [BMO2]. Bibliografia [BMO1] A. Bosch-Camós, J. Mateu, J. Orobitg, «L^p estimates for the maximal singular integral in terms of the singular integral», J. Analyse Math. 126 (2015), 287-306. [BMO2] A. Bosch-Camós, J. Mateu, J. Orobitg, «The maximal Beurling transform associated with squares», Ann. Acad. Sci. Fenn. 40 (2015), 215-226. [MOPV] J. Mateu, J. Orobitg, C. Perez, J. Verdera, «New estimates for the maximal singular integral», Int. Math. Res. Not. 19 (2010), 3658-3722. [MOV] J. Mateu, J. Orobitg, J. Verdera, «Estimates for the maximal singular integral in terms of the singular integral: the case of even kernels», Ann. of Math. 174 (2011), 1429-1483. [MV] J. Mateu, J. Verdera, «L^p and weak L^1 estimates for the maximal Riesz transform and the maximal Beurling transform, Math. Res. Lett. 13 (2006), 957-966. / The main objects of study of this dissertation are the singular integrals. We find an special motivation in three papers originated from the idea of bounding the norm of maximal operator of a singular integral by the norm of the singular integral itself. In the first one, of J. Mateu and J. Verdera from 2006, [MV], they prove pointwise inequalities for the particular cases of the j-th Riesz transform and the Beurling transform. For the first time, one notice that we obtain different bounds depending on the parity of the kernel of each operator. A posteriori, in the papers of J. Mateu, J. Orobitg and J. Verdera from 2011, [MOV], and in [MOPV] from 2010 from same authors plus C. Pérez, they prove pointwise inequalities as the aforementioned for higher order Riesz transforms. In the first work they treat the case of operators with even kernel, and in the second one, they do the same but for odd kernels. Here is when Cotlar inequality takes shows of, because we can notice that the inequality for the even case is an improvement of this one In [MOV] they prove that, for even Calderón-Zygmund singular integrals with smooth kernel, the pointwise inequality of the maximal operator bounded by the operator itself is equivalent to the L^2 estimate and also to an algebraic condition on the kernel of the singular integral. For the odd operators, in [MOPV], it's proved the same result, but in the pointwise inequality we need the second iteration of the Hardy-Littlewood maximal operator. It was proved before, in [MV], that one cannot bound without this iteration in the case of the Riesz trasnform. From here on, in this dissertation we have been working on this kind of estimates. In the first chapter we give a positive answer to one open question in [MOV]. We prove that the L^p estimate (and the weighted L^p) is also equivalent to the pointwise inequality, not only with p=2. This results are reflected in [BMO1]. In the second chapter we work on another open question from the same paper. We deal with the same estimates but relaxing the regularity of the kernel. When we are in the plane, we give a good answer, setting an initial differenciability for the kernel. For higher dimensions, with n bigger than 2, we have a partial answer, in the sense that the initial regularity depends on the degree of a polynomial depending on the kernel. This means that we may should ask for a very big differentiability, but a finite one. In the third chapter, we give an example for which we can't bound de weak L^1 norm of the maximal function in terms of the L^1 norm of the operator. We give the case of a harmonic polynomial of degree 3 in the plane and we explain how we can generalize to all polynomials with odd degree in the plane. However, because of the difficult caracterization of the harmonic polynomials en higher dimensions, the problem in R^n, for n>2, is open. In the last chapter, we consider the same problem of pointwise estimating the maximal operator of a singular integral by the same operator, but in this case we define a new maximal where we truncate by cubes instead of balls. We work with the Beurling transform and we prove that we need the second iteration of the Hardy-Littlewood maximal operator, and that we can't replace it for the first iteration. This results are reflected in [BMO2]. Bibliography [BMO1] A. Bosch-Camós, J. Mateu, J. Orobitg, «L^p estimates for the maximal singular integral in terms of the singular integral», J. Analyse Math. 126 (2015), 287-306. [BMO2] A. Bosch-Camós, J. Mateu, J. Orobitg, «The maximal Beurling transform associated with squares», Ann. Acad. Sci. Fenn. 40 (2015), 215-226. [MOPV] J. Mateu, J. Orobitg, C. Perez, J. Verdera, «New estimates for the maximal singular integral», Int. Math. Res. Not. 19 (2010), 3658-3722. [MOV] J. Mateu, J. Orobitg, J. Verdera, «Estimates for the maximal singular integral in terms of the singular integral: the case of even kernels», Ann. of Math. 174 (2011), 1429-1483. [MV] J. Mateu, J. Verdera, «L^p and weak L^1 estimates for the maximal Riesz transform and the maximal Beurling transform, Math. Res. Lett. 13 (2006), 957-966.

Los peces son uno de los principales recursos alimenticios, culturales y económicos en la Amazonia, importantes para la seguridad alimentaria de los núcleos familiares ribereños como en la generación de ingreso a quienes dependen económicamente de la extracción de este recurso natural. Esta tesis doctoral, se ha enfocado en analizar variables biológicas y pesqueras en varios bagres de la familia Pimelodidae, así como el componente humano y económico de esta actividad en la frontera en Colombia con Brasil y Perú. Se analizó la evolución de los tamaños de captura de las principales especies de bagres comerciales en un período de 10 años (2001-2010), obteniendo resultados alarmantes para zonas fronterizas de Colombia con Brasil y Perú, debido a la alta proporción de peces que son capturados por debajo del tamaño mínimo permitido por la legislación pesquera colombiana. Igualmente, se determinaron características del ciclo biológico, parámetros de crecimiento y mortalidad del bagre Brachyplatystoma rousseauxii en la zona de frontera de Colombia con Brasil, encontrando altos índices de mortalidad por pesca, que indican una alta presión sobre ese recurso, puesto que las tasas de explotación resultantes (0,63 a 0,72) señalan sobre-explotación. A su vez, se examinaron variaciones a largo término de las biomasas de las principales especies comerciales de bagres (Familia Pimelodidae) para la pesquería que se realiza sobre el río Amazonas con ayuda del programa Ecopath (EwE), elaborando un modelo ecotrófico para cuantificar flujos de materia/energía, interacciones en la trama trófica y simulaciones sobre el comportamiento a futuro de la pesquería de bagres hasta el año 2035. El pronóstico de los rendimientos de la pesquería no fue alentador, pues el modelo estimó que el desembarque total seguirá disminuyendo durante los próximos años. Así que la producción media de pescado estará pasando de 0.38 t/km2 alcanzadas durante los mejores años de la pesquería (período 1997-2006), para llegar a una cifra cercana a las 0.16 t/km2 en años futuros (período 2026-2035). Es decir que sí se continúa con la desordenada dinámica de pesca, acopio y comercialización de bagres, se van a generar fuertes consecuencias ambientales, sociales y económicas, debido a la importancia que esta actividad tiene en el diario vivir del poblador ribereño de la frontera de Colombia con Brasil y Perú. Por lo tanto, la tesis demuestra que la presión de la pesca comercial ha contribuido a generar amenazas sobre las poblaciones de peces comercialmente importantes. Por lo que se recomienda que para estabilizar, recuperar o incrementar esta actividad en el largo plazo debe existir una estrecha colaboración entre científicos, usuarios y autoridades competentes a favor de definir e implementar estrategias de manejo eficientes para la regulación y el control a la pesca, conjuntamente con medidas para preservar la calidad ambiental de los ecosistemas acuáticos y para integrar acciones conjuntas en la región de frontera entre Colombia, Brasil y Perú, fortaleciendo y mejorando la capacidad de las instituciones para consensuar y hacer valer las regulaciones definidas y promover la participación activa de los usuarios en todo el proceso. Por tanto, los análisis que se derivan de la información recolectada y analizada en la presente tesis, son un instrumento científico para promover procesos de ordenación y desarrollo pesquero en esta región de Colombia. / Fish are one of the major food, cultural and economic resources in the Amazon, important for food security of riverside households as in the income generation who are economically dependent on the extraction of this natural resource. This doctoral thesis has focused on analyzing biological and fisheries variables in many catfish of the Pimelodidae family, as well as human and economic component of this activity on the Colombian border with Brazil and Peru. The evolution of capture sizes of major commercial species of catfish were analyzed over a period of 10 years (2001-2010), obtaining alarming results for border areas of Colombia with Brazil and Peru, due to the high proportion of fish that are captured below the minimum size allowed by the Colombian fisheries legislation. Likewise, life cycle characteristics, growth parameters and mortality of catfish Brachyplatystoma rousseauxii were determined in the border area of Colombia with Brazil, finding high levels of fishing mortality indicating a high pressure on that resource, since rates operating result (0.63 to 0.72) indicate over-exploitation. In turn, were examined long-term variations from the biomass of the main commercial species of catfish (Family Pimelodidae) for the fishery which is carried on Amazon using the Ecopath program (EwE), developing a ecotrophic model to quantify matter/energy flows, food web interactions and simulations about the future behavior of the catfish fishery until 2035. The forecast yield of the fishery was not encouraging because the model estimated that the total landings continue to decline during the next years. So the average fish production will be rising from 0.38 t/ km2 achieved during the best years of the fishery (period 1997-2006), to arrive at a figure close to 0.16 t/ km2 in future years (period 2026-2035). It means if the messy dynamics of fishing, gathering and marketing of catfish continues, they will generate significant environmental, social and economic consequences, because of the importance of this activity in the daily lives of the riverside resident of the Colombia border with Brazil and Peru. Therefore, the thesis shows that the pressure of commercial fishing has contributed to generate threats on fish populations commercially important. Therefore is recommended to stabilize, restore or increase this activity in the long term there must be close collaboration between scientists, users and competent authorities in favor of defining and implementing effective management strategies for the regulation and control of fishing, together with measures to preserve the environmental quality of aquatic ecosystems and integrate joint actions in the border region between Colombia, Brazil and Peru, strengthening and improving the capacity of institutions to agree and enforce regulations defined and promote active participation from the users throughout the process. Therefore, the analysis derived from information collected and analyzed in this thesis, are a scientific instrument to promote processes of management and development of fisheries in this region of Colombia.