Tesis Doctorals en Xarxa
Not a member yet
46997 research outputs found
Sort by
Functional characterization of VAL B3 domain proteins in Arabidopsis thaliana development
No full textLes proteïnes VIVIPAROUS1 (VP1)/ABSCISIC ACID INSENSITIVE3 (ABI3)-LIKE (VAL) funcionen com a reguladores transcripcionals, exercint un paper clau en la repressió de programes transcripcionals mitjançant modificacions epigenètiques. En els darrers anys, s’ha acumulat evidència que demostra que les VAL permeten a les plantes coordinar amb precisió les transicions de desenvolupament i respondre als canvis ambientals a través de la seva interacció amb el Complex Repressor de Polycomb (PRC1 i PRC2). En aquesta tesi, explorem els mecanismes moleculars subjacents a l'activitat de les VAL en diferents etapes del desenvolupament de la planta model Arabidopsis thaliana, centrant-nos principalment en la germinació de llavors, el creixement de plàntules joves i la transició cap al desenvolupament reproductiu.
A la introducció, revisem sistemàticament els avenços recents en la definició dels mecanismes moleculars mitjançant els quals les proteïnes VAL medien el silenciament transcripcional a través de la remodelació de la cromatina, modificacions d’histones i interaccions amb PRC1 i PRC2 durant el cicle vital de la planta. Aquest resum ofereix un context complet sobre l’abast de la regulació mediada per les VAL. A més, assenyalem les limitacions actuals en l’estudi de les proteïnes VAL.
Al capítol 1 de la secció de resultats, combinem un enfocament genètic i transcriptòmic per investigar la necessitat de les VAL en l’activació de la floració en diferents condicions de fotoperíode. Vam descobrir que VAL1, i no la seva proteïna homòloga VAL2, és necessària per induir la transició floral tant en dies llargs com en dies curts. Hem pogut demostrar que la inducció de la floració per part de VAL1 es produeix mitjançant la repressió epigenètica directa dels gens de límit d’òrgans BLADE ON PETIOLE 1 (BOP1) i BOP2. El nostre treball amplia així el repertori de gens diana de les VAL i demostra encara més el paper pleiotròpic dels factors VAL en la regulació del desenvolupament d’Arabidopsis.
Al capítol 2 de la secció de resultats, vam caracteritzar la funció de les proteïnes VAL en la resposta específica als senyals de l'hormona vegetal àcid abscísic (ABA) durant la transició de llavors a plàntules. Durant l’etapa de germinació, el mutant val1 mostra hiposensibilitat als senyals exògens d’ABA. Tanmateix, durant l’etapa de desenvolupament de plàntules, el mutant val1 presenta una hipersensibilitat davant l’ABA. A més, vam descobrir que VAL1 és un factor fonamental en la determinació de la finestra de desenvolupament específica abans de la postgerminació, en la qual les plàntules d’Arabidopsis romanen susceptibles a l’aturada del creixement mediada per ABA. La nostra anàlisi mecanística ha demostrat que VAL1 indueix la reducció de l’accessibilitat de la cromatina dels promotors dels gens que responen a l’ABA, i així aconsegueix suprimir la capacitat de la planta de respondre a la presència de l’hormona. En conclusió, aquest treball de tesi ofereix aportacions importants i innovadores sobre l’abast i els mecanismes de la regulació mediada per VAL a Arabidopsis.Las proteínas VIVIPAROUS1 (VP1)/ABSCISIC ACID INSENSITIVE3 (ABI3)-LIKE (VAL) funcionan como reguladores transcripcionales, desempeñando un papel fundamental en la represión de programas transcripcionales mediante modificaciones epigenéticas. En los últimos años, se ha acumulado evidencia que demuestra que las proteínas VAL permiten a las plantas coordinar con precisión las transiciones de desarrollo y responder a los cambios ambientales a través de su interacción con el Complejo Represor Polycomb (PRC1 y PRC2). En esta tesis, exploramos los mecanismos moleculares que subyacen a la actividad de VAL durante distintas etapas del desarrollo de la planta modelo Arabidopsis thaliana, centrándonos principalmente en la germinación de semillas, el crecimiento de plántulas jóvenes y la transición hacia el desarrollo reproductivo.
En la introducción, revisamos sistemáticamente los avances recientes en la definición de los mecanismos moleculares mediante los cuales las proteínas VAL median el silenciamiento transcripcional a través de la remodelación de la cromatina, las modificaciones de histonas y sus interacciones con PRC1 y PRC2 a lo largo del ciclo de vida de la planta. Este resumen proporciona un contexto completo sobre el alcance de la regulación mediada por VAL. Además, señalamos las limitaciones actuales en el estudio de las proteínas VAL.
En el capítulo 1 de la sección de resultados, combinamos un enfoque genético y transcriptómico para investigar la necesidad de VAL en la activación de la floración bajo diferentes condiciones de fotoperiodo. Descubrimos que VAL1, y no su proteína homóloga VAL2, es necesaria para inducir la transición floral tanto en días largos como en días cortos. Pudimos demostrar que la inducción de la floración por parte de VAL1 se produce a través de la represión epigenética directa de los genes meristemáticos BLADE ON PETIOLE 1 (BOP1) y BOP2. Nuestro trabajo amplía así el repertorio de genes diana de VAL y demuestra aún más el papel pleiotrópico de los factores VAL en la regulación del desarrollo de Arabidopsis.
En el capítulo 2 de la sección de resultados, caracterizamos la función de las proteínas VAL en la respuesta específica a las señales de la hormona vegetal ácido abscísico (ABA) durante la transición de semillas a plántulas. Durante la etapa de germinación, el mutante val1, muestra hiposensibilidad a las señales exógenas de ABA. Sin embargo, durante la etapa de desarrollo de plántulas, el mutante val1 presenta hipersensibilidad frente a ABA. Además, descubrimos que VAL1 es un factor fundamental en la determinación de la ventana de desarrollo específica antes de la postgerminación en la cual las plántulas Arabidopsis permanecen susceptibles al arresto de crecimiento mediado por ABA. Nuestro análisis mecanístico ha demostrado que VAL1 induce la reducción de la accesibilidad de la cromatina de los promotores de genes que responden a ABA, y por lo tanto, así logra suprimir la capacidad de la planta de responder a la presencia de la hormona. En conclusión, este trabajo de tesis ofrece importantes y novedosos aportes sobre el alcance y los mecanismos de la regulación mediada por VAL en Arabidopsis.VIVIPAROUS1 (VP1)/ ABSCISIC ACID INSENSITIVE3 (ABI3)-LIKE (VAL) proteins function as transcriptional regulators, playing a pivotal role in repressing transcriptional programs through epigenetic modifications. Over recent years, accumulating evidence has demonstrated that VAL enable plants to coordinate developmental transitions and respond to environmental changes by interacting with Polycomb Repressive Complex (PRC1 and PRC2). In this thesis, we explore the molecular mechanisms underlying VAL activity at different developmental stages of the model plant Arabidopsis thaliana, mainly focusing on seed germination, young seedling growth, and the transition to reproductive development.
In the introduction, we systematically reviewed recent progress in defining the molecular mechanisms whereby VAL proteins mediate transcriptional silencing through chromatin remodeling, histone modifications and interactions with PRC1 and PRC2 during the plant life cycle. This summary provides a comprehensive background of the extent of VAL-mediated regulation. Additionally, we point out current limitations in the study of VAL proteins.
In chapter 1 of the results section, we combined a genetic and transcriptomic approach to investigate the requirement of VAL for the activation of flowering at different day-length conditions. We found that VAL1, and not its sister protein VAL2, is required to induce the floral transition both under long- and short-day photoperiods. We have been able to demonstrate that VAL1 induction of flowering occurs via the direct epigenetic repression of the organ boundary genes BLADE ON PETIOLE1 (BOP1) and BOP2. Our work thus expands the repertoire of VAL target genes and further demonstrates the pleiotropic role of VAL factors in the regulation of Arabidopsis development.
In chapter 2 of the results section, we characterized the function of VAL in response to the plant phytohormone abscisic acid (ABA) in the transition from seed to seedling. We
found that val1 mutant is hyposensitive to exogenous ABA during seed germination. In contrast, val1 becomes hypersensitive to exogenous ABA at the onset of seedling development, confirming the essential and complex function of VAL1 in the modulation of ABA signaling in Arabidopsis. In addition, our analyses revealed that VAL1 defines the developmental interval during post-germination in which Arabidopsis plants remain susceptible to ABA-induced growth arrest. Our results demonstrate that VAL1 triggers the reduction of chromatin accessibility of ABA-responsive promoters thus diminishing plant ability to respond to ABA. Overall, this thesis offers significant new insights into the scope and mechanisms of VAL-mediated regulation in Arabidopsis.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Biologia i Biotecnologia Vegeta
Decoding natural selection: Statistical approaches for inferring and representing positive selection in large-scale genetic variation data
No full textEls desafiaments adaptatius que hem afrontat com a espècie en expandir-nos pel planeta Terra han deixat petjades en els nostres genomes que podem observar avui dia. Els avenços recents en la genètica de poblacions i les metodologies computacionals han millorat notablement la nostra capacitat per a rastrejar aquestes petjades adaptatives, oferint-nos una visió més precisa sobre els orígens humans, les històries poblacionals i els processos evolutius. L'interès per entendre la selecció natural ha suscitat debats sobre la seva magnitud i naturalesa al llarg de la història humana. Aquest projecte busca millorar les metodologies per a detectar senyals de selecció positiva, desenvolupant un enfoc més precís per a identificar aquests patrons de manera eficaç.
Tot i que existeixen múltiples estadístics per a identificar regions genòmiques sotmeses a selecció, trobar els al·lels específics responsables d'aquesta és encara més difícil. Per a abordar aquest repte, el primer capítol de resultats d’aquesta tesi descriu PopHumanVar, una aplicació interactiva dissenyada per a facilitar l'exploració i anàlisi de regions genòmiques candidates a selecció, mitjançant la integració de dades funcionals i de genòmica de poblacions. PopHumanVar recopila i representa gràficament informació de bases de dades com GEVA, SnpEFF, GWAS Catalog, ClinVar, RegulomeDB i DisGeNET, juntament amb estimacions precises d'estadístiques com iHS, nSL i iSAFE per a variants bial·lèliques del projecte 1000 Genomes Project (fase 3). Amb els informes detallats que genera sobre les variants potencialment implicades en escombratges selectius recents, PopHumanVar és capaç d’identificar les variants causals de regions ben estudiades com EDAR en asiàtics orientals, ACKR1 (DARC) en africans i LCT/MCM6 en europeus. L'aplicació està disponible a l’enllaç https://pophumanvar.uab.cat.
D'altra banda, la seqüenciació de cohorts cada vegada més àmplies d'ADN antic (aDNA) està permetent estudiar de manera més directa la selecció que ha actuat sobre els nostres genomes al llarg del temps. El desenvolupament de noves tècniques permet inferir trajectòries de freqüències al·lèliques i estimar els coeficients de selecció associats. Encara que combinar dades d'ADN modern i antic és un enfocament potent, la conservació de l'ADN antic sol ser millor en climes freds i es degrada amb el temps, la qual cosa limita la disponibilitat de sèries temporals denses. Recentment, s'han desenvolupat mètodes per a inferir genealogies a partir de genomes moderns i antics de manera conjunta, com Relate, tsinfer i ARGneedle. Aquestes eines permeten aprofitar al màxim la informació d'haplotips per a inferir selecció, incloent-hi trajectòries de freqüències al·lèliques i coeficients de selecció.
Per a avançar en el coneixement sobre la selecció recent i aprofitar aquestes noves metodologies, als dos darrers capítols de resultats d’aquesta tesi presentem: (1) un marc flexible de simulació per a modelar canvis en freqüències al·lèliques sota selecció positiva, incloent mostreig d’aDNA, i (2) un model ocult de Markov (HMM) dissenyat per a inferir coeficients de selecció i canvis en freqüències al·lèliques a partir de genealogies que inclouen aADN.
Hem avaluat aquest HMM utilitzant el nostre marc de simulació i l'hem comparat amb altres metodologies existents com CLUES2. Els nostres resultats mostren que la combinació d'inferència genealògica amb dades d'aADN millora considerablement la inferència de la selecció. A més, proposem un marc teòric per a estendre el HMM, permetent l'actualització iterativa d'arbres marginals per a millorar la seva precisió en escenaris de selecció intensa.
El desenvolupament de noves metodologies computacionals i la integració de conjunts de dades genòmiques diverses ens permet afinar la detecció de signatures de selecció i aprofundir en la nostra comprensió de l'adaptació humana.Los retos adaptativos que los humanos hemos experimentado al expandirnos por el planeta Tierra han dejado huellas en nuestros genomas que podemos detectar con los avances recientes en el rastreo de huellas adaptativas en genética y en metodologías computacionales. Estos avances nos han provisto de una visión más precisa sobre los orígenes humanos, las historias poblacionales y los procesos evolutivos. El interés por entender la selección natural ha suscitado debates sobre su magnitud y naturaleza a lo largo de la historia humana. Este proyecto busca mejorar las metodologías existentes para detectar señales de selección positiva, desarrollando enfoques más precisos y eficaces para identificar estos patrones.
Aunque existen múltiples métricas para identificar regiones genómicas sometidas a selección, resulta difícil señalar los alelos específicos responsables de ella. Para abordar este reto, el primer capítulo de resultados de esta tesis describe PopHumanVar, una aplicación interactiva diseñada para facilitar la exploración y análisis de regiones genómicas candidatas a selección, mediante la integración de datos funcionales y de genómica de poblaciones. PopHumanVar recopila y representa gráficamente información de bases de datos como GEVA, SnpEFF, GWAS Catalog, ClinVar, RegulomeDB y DisGeNET, junto con estimaciones precisas de estadísticas como iHS, nSL e iSAFE para variantes bialélicas del proyecto 1000 Genomes Project (fase 3). Con los informes detallados que genera sobre las variantes potencialmente implicadas en barridos selectivos recientes, PopHumanVar identifica con éxito las variantes causales de regiones bien estudiadas como los genes EDAR en asiáticos orientales, ACKR1 (DARC) en africanos y LCT/MCM6 en europeos. La aplicación está disponible en: https://pophumanvar.uab.cat.
Por otro lado, la secuenciación de cohortes cada vez más amplias de ADN antiguo (aDNA) está permitiendo estudiar de manera más directa la selección que ha actuado sobre nuestros genomas a lo largo del tiempo. El desarrollo de nuevas técnicas de simulación permite inferir trayectorias de frecuencias alélicas y estimar los coeficientes de selección asociados. Aunque combinar datos de ADN moderno y antiguo es un enfoque potente, la conservación del ADN antiguo viene limitada por la disponibilidad de series temporales densas. Recientemente, se han desarrollado métodos para inferir genealogías a partir de genomas modernos y antiguos de manera conjunta, como Relate, tsinfer y ARGneedle. Estas herramientas permiten aprovechar al máximo la información de haplotipos para inferir selección, incluyendo trayectorias de frecuencias alélicas y coeficientes de selección.
Para avanzar en el conocimiento sobre la selección reciente y aprovechar estas nuevas metodologías, en los dos últimos capítulos de resultados de esta tesis presentamos: (1) un marco flexible de simulación para modelar cambios en frecuencias alélicas bajo selección positiva con muestreo integrado de aDNA, y (2) un modelo oculto de Markov (HMM) diseñado para inferir coeficientes de selección y cambios en frecuencias alélicas a partir de genealogías que incluyen ADN antiguo.
Hemos evaluado este este HMM utilizando nuestro marco de simulación y lo hemos comparado con otras metodologías existentes como CLUES2. Nuestros resultados muestran que la combinación de inferencia genealógica con datos de ADN antiguo mejora considerablemente la estimación de selección alélica. Además, proponemos un marco teórico para extender el HMM, permitiendo la actualización iterativa de árboles marginales para mejorar su precisión en escenarios de selección intensa.
El desarrollo de nuevas metodologías computacionales y la integración de conjuntos de datos genómicos diversos nos permite afinar la detección de firmas de selección y profundizar en nuestra comprensión de la adaptación humana.The adaptive challenges humans faced while expanding globally have left genetic footprints in our present-day genomes. Recent advances in genetic research and computational methodologies have significantly enhanced our ability to trace these adaptive signatures, offering deeper insights into human origins, population histories, and evolutionary trajectories.
A growing interest in understanding natural selection has sparked debate over its extent and nature in shaping human populations throughout history. This thesis aims to improve methods for detecting selection signatures in genomic data, by refining existing approaches and integrating multiple lines of evidence to improve accuracy.
While various metrics exist to identify genomic regions under selection, pinpointing the causal alleles remains challenging. To address this, in chapter 2 of this thesis we present PopHumanVar, an interactive online application designed to facilitate the exploration and analysis of candidate genomic regions by integrating functional and population genomics data. PopHumanVar compiles and visualizes information from diverse sources, including GEVA, SnpEFF, GWAS Catalog, ClinVar, RegulomeDB, and DisGeNET, alongside precise estimations of iHS, nSL, and iSAFE statistics for biallelic single nucleotide variants (SNVs) from the 1000 Genomes Project Phase 3 data set. By generating detailed reports of prioritized variants potentially involved in recent selective sweeps, PopHumanVar successfully identifies known causal variants in well-documented regions such as EDAR in East Asians, ACKR1 (DARC) in Africans, and LCT/MCM6 in Europeans. The platform is available at https://pophumanvar.uab.cat.
Building on this, in chapters 3 and 4 of this thesis, we present a novel approach for assessing selection evidence using ancient DNA (aDNA). The sequencing of increasingly large aDNA cohorts now allows direct observation of selection acting on genomes over time. Recent methods enable inference of allele frequency trajectories and selection coefficients, yet integrating modern and ancient DNA remains challenging due to sparse time series data. New genealogy-based methods, such as Relate, tsinfer, and ARGneedle, now allow for the joint inference of genealogies from modern and ancient genomes, fully leverage haplotype information to infer selection, including allele frequency trajectories and selection coefficients.
To further refine our understanding of recent selection while leveraging these new methodological tools, we present: (1) a flexible simulation framework for modeling allele frequency changes under positive selection, incorporating aDNA sampling, and (2) a hidden Markov model (HMM)-based method for inferring selection coefficients and allele frequency changes from genealogies incorporating aDNA. We validate our approach using our proposed simulation framework and benchmark it against state-of-the-art methodologies such as CLUES2. Our results demonstrate that integrating genealogical inference with aDNA improves selection estimates. Additionally, we propose a theoretical extension of the HMM to iteratively update marginal trees, which incorporates selection directly into reconstructed genealogies and promises to enhance selection inference.
By advancing computational methodologies and integrating diverse genomic datasets, this thesis refines the detection of selection signatures and broadens our understanding of human adaptation.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Bioinformàtic
Asymmetric oxidative dearomatization of arenes with biologically inspired oxidation catalysts
No full textENG- This thesis investigates the development and application of bioinspired iron and manganese complexes as catalysts for the dearomative oxidation of non-activated arenes, focusing on epoxidation and syn-dihydroxylation reactions. These transformations are particularly difficult because of the inherent stability of aromatic systems. This steadiness likely explains the limited number of known examples. The comparison and contrast with the reactivity of alkenes is quite illustrative since these readily undergo a variety of oxidation reactions with a number of reactants.
While being challenging, arene dearomatization reactions are very appealing because they transform the flat structure of the arene in functionalized and stereochemically rich 3D cyclohexyl moieties. These structures are of immediate interest as building blocks for medicinal chemistry and synthesis of natural products.
The targeted reactions in this thesis will mirror the extraordinary reactivity of certain iron dependent enzymes. In particular, the known arene epoxidation activity displayed by heme P450 enzymes and the arene syn-dihydroxylating activity of several Rieske oxygenases. The reactivity exhibited by these enzymes strongly support the hypothesis that high valent metal oxo compounds have the capability to overcome the poor reactive character of arenes under mild conditions. Therefore, we reasoned that biomimetic catalysts based in small molecule coordination complexes that can generate high valent metal-oxo species may reproduce this activity and become valuable catalysts. With these considerations in mind small molecule iron and manganese catalysts that can sustain high oxidation states have been explored as dearomative oxidation catalysts. By performing these transformations in both non-enantioselective and enantioselective manners, we aim to expand the synthetic toolkit available for the development of complex molecules starting from simple aromatic precursors. In conclusion, this work substantially contributes to the field of arene oxidation, introducing new catalytic systems capable of mimicking enzymatic processes and expands the possibilities for the obtention of complex molecules starting just from simple aromatic precursorsCAT- Aquesta tesi investiga el desenvolupament i l'aplicació de complexos de ferro i manganès bioinspirats com a catalitzadors per a l'oxidació dearomativa d'arens no activats, centrant-se en les reaccions d'epoxidació i sin-dihidroxilació. Aquestes transformacions són particularment difícils a causa de l'estabilitat inherent dels sistemes aromàtics. Aquesta estabilitat probablement explica els exemples limitats que es coneixen. La comparació i el contrast amb la reactivitat dels alquens és força il·lustrativa, ja que aquests últims experimenten fàcilment una varietat de reaccions d'oxidació amb diversos reactius.
Malgrat ser complexes, les reaccions de dearomatització d'arenes són molt atractives perquè transformen l'estructura plana de l'arè en ciclohexocicles tridimensionals, funcionalitzats i amb molta riquesa estereoquímica. Aquestes estructures són d'interès immediat com a blocs de construcció per a la química medicinal i la síntesi de productes naturals.
Les reaccions estudiades en aquesta tesi reflectiran l'extraordinària reactivitat de certs enzims dependents de ferro. En particular, l'activitat d'epoxidació d'arens que mostren els enzims hemo P450 i l'activitat de sin-dihidroxilació d'arens de diverses oxigenases de Rieske. La reactivitat exhibida per aquests enzims dona suport fermament a la hipòtesi que els compostos metall-oxo en estats d'oxidació elevats tenen la capacitat de superar el caràcter poc reactiu dels arens en condicions suaus. Per tant, vam raonar que els catalitzadors biomimètics basats en complexos de coordinació que poden generar espècies metall-oxo d’alta valència podrien reproduir aquesta activitat i esdevenir catalitzadors valuosos. Amb aquestes consideracions en ment, s'han explorat catalitzadors de ferro i manganès que poden mantenir alts estats d'oxidació com a catalitzadors per a l'oxidació dearomativa. A través d'aquestes transformacions, tant de manera no enantioselectiva com enantioselectiva, es pretén ampliar el conjunt d'eines sintètiques disponibles per al desenvolupament de molècules complexes a partir de precursors aromàtics simples. En conclusió, aquest treball contribueix substancialment al camp de l'oxidació d'arens, introduint nous sistemes catalítics capaços d'imitar processos enzimàtics i ampliant les possibilitats per a l'obtenció de molècules complexes a partir de precursors aromàtics simplesPrograma de Doctorat en Químic
Electrolyte-Gated Organic Field-Effect Transistors for (Bio)-Sensing Applications
No full textAquesta tesi doctoral es va centrar en el desenvolupament i l'aplicació dels transistors orgànics d'efecte de camp controlats per electrolitos (EGOFET) i els transistors orgànics d'efecte de camp controlats per hidrogel (HYGOFET) per a fines bioelectrònics. Els dispositius es fabricaran dipositant a partir d'una solució petites molècules de semiconductors orgànics (OSC) mesclades amb un pol·límer aïllant, emprant la tècnica de cisallament de menisc assistit per barra (BAMS). El treball va implicar el disseny de biosensors flexibles de baix consum per detectar l'agregació de biomolècules i l'activitat cel·lular, en particular els péptidos amiloides, que són rellevants per a malalties neurodegeneratives com l'Alzheimer i el Parkinson. La capacitat dels EGOFET per detectar proteïnes sense la necessitat dels fabricants va destacar el seu potencial en estudis sistemàtics d'agregació de proteïnes i proves de fàrmacs. A més, els HYGOFET, que utilitzen hidrogel d'agarosa, demostren una estabilitat millorada en entorns de biodetecció. La tesi també va explorar el potencial dels EGOFET com a sensors de tensió i la seva aplicació en electrònica flexible, identificant canvis elèctrics clau sota estrès mecànic. La investigació introdujo solucions innovadores per abordar la derivada de voltatge en els EGOFET i va mostrar la seva capacitat per registrar i estimular l'activitat cel·lular, específicament els potencials de la membrana d'una sola cèl·lula. En general, els hallazgos van enfatitzar el futur prometedor dels EGOFET i els HYGOFET en aplicacions bioelectròniques, millorant la comprensió d'aquests dispositius i allanando el camí per a biosensores flexibles avançats.Esta tesis doctoral se ha centrado en el desarrollo y la aplicación de los transistores orgánicos de efecto de campo controlados por electrolitos (EGOFET) y los transistores orgánicos de efecto de campo controlados por hidrogel (HYGOFET) para fines bioelectrónicos. Los dispositivos se fabricaron depositando a partir de una solución pequeñas moléculas de semiconductores orgánicos (OSC) mezclados con un polímero aislante, empleando la técnica de cizallamiento de menisco asistido por barra (BAMS). El trabajo implicó el diseño de biosensores flexibles de bajo consumo para detectar la agregación de biomoléculas y la actividad celular, en particular los péptidos amiloides, que son relevantes para enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson. La capacidad de los EGOFET para detectar proteínas sin la necesidad de fabricantes destacó su potencial en estudios sistemáticos de agregación de proteínas y pruebas de fármacos. Además, los HYGOFET, que utilizan hidrogel de agarosa, demostraron una estabilidad mejorada en entornos de biodetección. La tesis también explora el potencial de los EGOFET como sensores de tensión y su aplicación en electrónica flexible, identificando cambios eléctricos clave bajo estrés mecánico. La investigación introdujo soluciones innovadoras para abordar la deriva de voltaje en los EGOFET y ha mostrado su capacidad para registrar y estimular la actividad celular, específicamente los potenciales de membrana de una sola célula. En general, los hallazgos enfatizaron el futuro prometedor de los EGOFET y los HYGOFET en aplicaciones bioelectrónicas, mejorando la comprensión de estos dispositivos y allanando el camino para biosensores flexibles avanzados.This doctoral thesis focused on the development and application of Electrolyte-Gated Organic Field-Effect Transistors (EGOFETs) and Hydrogel-Gated Organic Field-Effect Transistors (HYGOFETs) for bioelectronic purposes. Devices were fabricated by depositing from solution small molecules of organic semiconductors (OSC) blended with an insulating polymer, employing the Bar-Assisted Meniscus-Shearing technique (BAMS)The work involved designing flexible, low-power biosensors for detecting biomolecule aggregation and cellular activity, particularly amyloid peptides, which are relevant for neurodegenerative diseases like Alzheimer’s and Parkinson’s. The ability of EGOFETs to detect proteins without the need for makers highlighted their potential in systematic studies of protein aggregation and drug testing. In addition, HYGOFETs, utilizing agarose hydrogel, demonstrated improved stability in biosensing environments. The thesis also explored the potential of EGOFETs as strain sensors and their application in flexible electronics, identifying key electrical changes under mechanical stress. The research introduced innovative solutions for addressing voltage drift in EGOFETs and showed their capacity to record and stimulate cellular activity, specifically single-cell membrane potentials. Overall, the findings emphasized the promising future of EGOFETs and HYGOFETs in bioelectronic applications, enhancing the understanding of these devices while paving the way for advanced flexible biosensors.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Químic
Transgenerational Relationship Between Mentalization and Mental Health
No full textObjectius. La capacitat de mentalitzar constitueix un factor fonamental en la salut mental, que transcendeix qualsevol diagnòstic específic i fins i tot la comprensió convencional dels símptomes (és a dir, transdiagnòstic i transsimptomàtic). Aquesta tesi va explorar fins a quin punt aquesta capacitat també pot ser transgeneracional, és a dir, si funciona com un factor de salut mental amb tanta potència que no només fomenta el benestar mental de l'individu, sinó que s'estén més enllà del jo, impregnant o irradiant-se a aquells que estan sota la seva cura. Específicament, vam voler examinar el seu impacte potencial en els infants a qui els cuidadors donen suport en el seu creixement i com aquesta influència evoluciona al llarg del desenvolupament analitzant l'associació transgeneracional entre la mentalització dels pares i la salut mental dels fills en dues etapes de desenvolupament diferenciades: la infància i l'adolescència. Aquest objectiu general es va desglossar en dos objectius específics abordats en els dos estudis que abasta aquesta dissertació: (1) sintetitzar l'evidència existent sobre l'associació de la mentalització dels pares amb la salut mental infantil (de 0 a 12 anys), i (2) avaluar empíricament aquesta associació en l'adolescència (de 12 a 18 anys), ja que aquesta etapa de desenvolupament està relativament poc explorada.
Mètodes. Es van dur a terme dos estudis. L'estudi 1 va revisar 73 articles empírics per avaluar els vincles entre la mentalització dels pares, la psicopatologia infantil i el funcionament. L'estudi 2 va emprar una anàlisi de mediació transversal en una mostra comunitària de 264 díades pares-adolescents, avaluant la mentalització dels pares, la salut mental dels adolescents (depressió, ansietat, somatització, trets límit i resiliència) i la mediació a través de la mentalització dels adolescents.
Resultats. L'estudi 1 va revelar associacions robustes: el 87% dels estudis van vincular la mentalització parental amb una reducció de la psicopatologia infantil (per exemple, ansietat, agressivitat) i una millora del funcionament socioemocional. Tanmateix, els biaixos culturals i de gènere (71% mostres occidentals; 33% incloent pares) van limitar la generalització. L'estudi 2 no va trobar efectes parentals directes en l'adolescència; en canvi, la mentalització dels adolescents va mediar completament tots els resultats. Això s'alinea amb els models de desenvolupament que postulen l'adolescència com una fase d'autonomia neurocognitiva.
Conclusions. La mentalització dels pares és un factor de protecció transdiagnòstic, transsimptomàtic i transgeneracional durant la infància, però els seus efectes directes disminueixen en l'adolescència a mesura que emergeixen les habilitats de mentalització dels fills. Les intervencions culturalment inclusives dirigides a la mentalització dels pares primerenca —i a la mentalització adolescent més tard— podrien interrompre els cicles de psicopatologia.Objetivos. La capacidad de mentalizar constituye un factor fundamental en la salud mental, trascendiendo cualquier diagnóstico específico e incluso la comprensión convencional de los síntomas (es decir, transdiagnóstico y transintomático). Esta tesis exploró hasta qué punto esta capacidad puede ser transgeneracional; es decir, si funciona como un factor de salud mental con tal potencia que no solo fomenta el bienestar mental en el individuo, sino que se extiende más allá del yo, permeando o irradiando a quienes están bajo su cuidado. Específicamente, buscamos examinar su posible impacto en los niños a quienes los cuidadores apoyan en su crecimiento y cómo esta influencia evoluciona a lo largo del desarrollo, analizando la asociación transgeneracional entre la mentalización de los padres y la salud mental de los hijos en dos etapas de desarrollo diferenciadas: la infancia y la adolescencia. Este objetivo general se desglosó en dos objetivos específicos abordados en los dos estudios que componen esta tesis: (1) sintetizar la evidencia existente sobre la asociación entre la mentalización parental y la salud mental infantil (de 0 a 12 años), y (2) evaluar empíricamente esta asociación en la adolescencia (de 12 a 18 años), dado que esta etapa del desarrollo es relativamente poco explorada.
Métodos. Se realizaron dos estudios. El Estudio 1 revisó 73 artículos empíricos para evaluar los vínculos entre la mentalización parental, la psicopatología infantil y el funcionamiento. El Estudio 2 empleó un análisis de mediación transversal en una muestra comunitaria de 264 díadas de padres y adolescentes, evaluando la mentalización parental, la salud mental adolescente (depresión, ansiedad, somatización, rasgos limítrofes y resiliencia) y la mediación a través de la mentalización adolescente.
Resultados. El Estudio 1 reveló asociaciones sólidas: el 87 % de los estudios vincularon la mentalización parental con una reducción de la psicopatología infantil (p. ej., ansiedad, agresión) y una mejora del funcionamiento socioemocional. Sin embargo, los sesgos culturales y de género (71 % de muestras occidentales; 33 % incluyendo padres) limitaron la generalización. El Estudio 2 no encontró efectos parentales directos en la adolescencia; en cambio, la mentalización adolescente mediaba plenamente todos los resultados. Esto concuerda con los modelos de desarrollo que postulan la adolescencia como una fase de autonomía neurocognitiva.
Conclusiones. La mentalización de los padres es un factor protector transdiagnóstico, transintomático y transgeneracional en la infancia, pero sus efectos directos disminuyen en la adolescencia a medida que emergen las habilidades de mentalización de los hijos. Las intervenciones culturalmente inclusivas dirigidas a la mentalización de los padres en etapas tempranas —y a la mentalización adolescente en etapas posteriores— podrían interrumpir los ciclos de psicopatología.Objectives. The capacity to mentalize constitutes a fundamental factor in mental health, transcending any specific diagnosis and even the conventional understanding of symptoms (i.e., transdiagnostic and trans-symptomatic). This thesis explored the extent to which this capacity may also be transgenerational—that is, whether it functions as a mental health factor of such potency that it not only fosters mental well-being in the individual but extends beyond the self, permeating or radiating to those under their care. Specifically, we aimed to examine its potential impact on the children whom caregivers are supporting in their growth and how this influence evolves across development by analyzing the transgenerational association between parents’ mentalization and offspring’s mental health in two differentiated developmental stages: childhood and adolescence. This overall aim broke down into two specific objectives addressed in the two studies encompassed in this dissertation: (1) to synthesize the extant evidence on the association of parents’ mentalization with child mental health (ages 0–12), and (2) to empirically assess this association in adolescence (ages 12–18), since this developmental stage is relatively little explored.
Methods. Two studies were conducted. Study 1 reviewed 73 empirical articles to evaluate links between parents’ mentalization, child psychopathology, and functioning. Study 2 employed cross-sectional mediation analysis in a community sample of 264 parent-adolescent dyads, assessing parents’ mentalization, adolescent mental health (depression, anxiety, somatization, bordeline features, and resilience), and mediation via adolescent mentalizing.
Results. Study 1 revealed robust associations: 87% of studies linked parental mentalization to reduced child psychopathology (e.g., anxiety, aggression) and improved socioemotional functioning. However, cultural and gender biases (71% Western samples; 33% including fathers) limited generalizability. Study 2 found no direct parental effects in adolescence; instead, adolescent mentalizing fully mediated all outcomes. This aligns with developmental models positing adolescence as a phase of neurocognitive autonomy.
Conclusions. Parents’ mentalization is a transdiagnostic, trans-symptomatic, and transgenerational protective factor in childhood, but its direct effects wane in adolescence as offspring’s mentalizing skills emerge. Culturally inclusive interventions targeting parents’ mentalization early—and adolescent mentalizing later—could disrupt cycles of psychopathology.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Psicologia Clínica i de la Salu
New insights in cell cycle and meiosis regulation in fission yeast
No full textThis thesis is divided into three different sections. The first two sections involve the study of cell cycle and the third section is focused on meiosis. In the first chapter, we have developed a fluorescent-localized cell cycle reporter strain (FLCCR) that enables cell cycle monitoring in life-cell microscopy and have applied it to the study of the role of the MAPK Sty1 in cell cycle. In the second chapter we show how the activity of the G1/S transcription factor MBF is regulated in a cell cycle-dependent manner by the binding and release of the co-repressors Nrm1/Yox1 and driven by CDK phosphorylation and proteasome degradation of Nrm1. Finally, in the third chapter we present data at transcriptomic, proteomic and phosphorylation landscape levels in the regulation of meiosis initiation and progression in fission yeast. Here, we focused on the regulation of protein stability by phosphorylation and identified potential candidates which protein levels may be regulated by phosphorylation.Aquesta tesis està dividida en tres seccions diferents. Les dues primeres es centren en l’estudi de la regulació del cicle cel·lular i la tercera tracta la regulació de la meiosis. En el primer capítol, hem desenvolupat una soca fluorescent, anomenada FLCCR, que permet el seguiment de les fases del cicle cel·lular en microscòpia in vivo i la hem aplicat a l’estudi del paper de la MAPK Sty1 en el cicle cel·lular. En el segon capítol, demostrem que l’activitat de MBF, el factor de transcripció de la transició G1/S, es regula per la unió i alliberament dels co-repressors Nrm1/Yox1.Concretament, Nrm1 es fosforila per CDK en metafase i es degrada pel proteasoma. Finalment, al tercer capítol ensenyem dades a nivell transcripcional, proteòmic i de fosforilació de la regulació de l’inici de la meiosis i la seva progressió en llevats de fissió. En concret, ens centrem en la regulació de l’estabilitat proteínica per fosforilacions i n’identifiquem diferents potencials candidats.Programa de Doctorat en Biomedicin
Edició crítica i estudi de Poesies (1921), de Joan Alcover
No full textPrograma de Doctorat en Estudis Lingüístics, Literaris i Culturals[cat] Joan Alcover Maspons (Palma 1854-1926) és autor de dos llibres de poesia en català, Cap al tard (1909) i Poemes bíblics (1918), que va aplegar en el llibre Poesies. Edició completa (1921). Aquesta tesi doctoral ofereix una edició crítica d’aquest volum precedida per un estudi preliminar. De cada text editat, se n’ofereix una presentació, el text establert, una proposta de datació, el detall dels fenòmens mètrics més rellevants, el llistat de testimonis i l’aparat crític.
L’aproximació a l’obra poètica d’Alcover que ofereix aquesta tesi es fa des de dues grans disciplines filològiques: l’ecdòtica i l’hermenèutica. L’ecdòtica o crítica textual vol garantir la fiabilitat del text, i ens permet, a més, entendre’l no com una construcció estàtica sinó dinàmica: gràcies a l’aparat crític genètic, assistim a les indecisions de l’autor a l’hora de fixar el text, i això n’il·lumina la comprensió. Alcover és un autor dels segles XIX i XX, i en aquests casos la filologia no treballa amb còpies pòstumes a partir de les quals s’intenta reconstruir un arquetip perdut, sinó que té al seu abast testimonis manuscrits autògrafs i edicions controlades per l’autor. A més a més, aquests testimonis sorgeixen, en el cas d’Alcover, en moments en què la normativització de la llengua catalana o bé encara no ha començat o bé es troba en les primeres fases del procés. D’acord amb la tradició d’edicions crítiques de textos catalans prefabrians, en aquesta edició crítica s’opta per oferir un text respectuós amb la morfologia, la sintaxi i el lèxic de l’original (lliçons substancials) però normalitzador pel que fa a les qüestions purament ortogràfiques (lliçons formals). La distinció entre el que és lingüísticament substancial i el que obeeix a una mera convenció gràfica no sempre és fàcil d’establir, i per això l’edició inclou una explicitació raonada dels criteris de transcripció adoptats.
Partint del text fiable fixat amb les eines de la crítica textual, l’hermenèutica exerceix la funció de fer parlar els textos: interrogar-los tant per aclarir referents d’època com per fer-ne veure la vigència a l’hora de llegir-los des del present. Comentar els textos implica, doncs, un diàleg entre el text del passat (Poesies es va publicar fa més de cent anys) i les preocupacions i inquietuds del present. L’erudició de tall positivista permet situar-nos en el temps de l’autor i aclarir referents que només una tasca de reconstrucció històrica ens pot oferir; però d’acord amb Gadamer, l’hermenèutica no es limita a la reconstrucció del temps passat, cosa que ens abocaria a un eixorc historicisme, sinó que pretén interrogar els textos des del present, atenent a l’horitzó d’expectatives propi de cada nova generació de lectors. En el cas d’Alcover, a més a més, és important superar les lectures que redueixen el text a un mer document biogràfic: sense negar en absolut que el coneixement de la biografia de l’autor contribueix a la comprensió de molts dels poemes, cal posar en relleu la necessitat de respectar l’autonomia del text literari, que és molt més que un producte derivat d’una vivència biogràfica i molt més també que la mera segregació del món emocional de l’autor. D’aquesta manera, els lectors,
que tenim una experiència biogràfica diferent de la de l’autor, podem llegir-ne els textos sentir-nos-en interpel·lats i sentint que hi podem abocar la nostra imaginació i la nostra experiència, diferents de les de l’autor. El text, deslliurat de la contingència biogràfica que n’ha estimulat la gènesi, té per als lectors una realitat autònoma que permet un gran nombre de possibilitats d’apropiació en l’acte de lectura. En definitiva, l’obra literària deixa de pertànyer a l’autor i al seu temps i passa a ser del lector.
Barcelona, 30 de setembre del 2024[eng] Joan Alcover (Palma 1854-1926) is the author of two books of poetry in Catalan, Cap al tard (1909) and Poemes bíblics (1918), which he collected in the book Poesies. Edició completa (1921). This doctoral thesis offers a critical edition of this volume preceded by a preliminary study.
The approach to Alcover's poetic work offered by this thesis is made from two major philological disciplines: ecdotics and hermeneutics. Ecdotics aims to guarantee the reliability of the text, and it also allows us to understand it not as a static but a dynamic construction: thanks to the genetic critical apparatus, we witness the indecisions of the author in the time to fix the text, and this illuminates the understanding. Alcover is an author of the 19th and 20th centuries, and in these cases philology does not work with posthumous copies from which it tries to reconstruct a lost archetype, but has at its disposal autograph manuscript witnesses and editions controlled by the author.
Starting from the reliable text fixed with the tools of textual criticism, hermeneutics performs the function of making the texts speak: interrogating them both to clarify historical references and to show their validity when reading them from the present. Commenting on the texts therefore implies a dialogue between the text of the past and the concerns of the present. Positivist erudition allows us to place ourselves in the author's time and clarify references that only a task of historical reconstruction can offer us; but according to Gadamer, hermeneutics is not limited to the reconstruction of the past, but aims to interrogate the texts from the present, attending to the horizon of expectations specific to each new generation of readers
Nuevas estrategias neuroprotectoras tras el ictus isquémico
No full textL'ictus isquèmic suposa una de les malalties més devastadores a nivell socioeconòmic mundialment. Conèixer detalladament els processos patològics que esdevenen després de la isquèmia cerebral és fonamental per desenvolupar estratègies terapèutiques. Actualment, les úniques teràpies aprovades són la trombòlisi farmacològica amb l'activador tissular del plasminogen (rt-PA) o la tenecteplasa (TNK), i/o els procediments de recanalització endovascular mitjançant la trombectomia mecànica. Tot i això, aquestes opcions presenten limitacions a causa de la seva estreta finestra d'aplicació i possibles complicacions, cosa que restringeix el seu ús en molts pacients.
A nivell clínic, resulta crucial la identificació precoç de pacients amb més risc de presentar pronòstics desfavorables per aplicar intervencions que previnguin la pèrdua de la qualitat de vida. Aquesta necessitat ha impulsat la investigació de biomarcadors en els darrers anys. Tot i això, cap ha demostrat ser més informatiu que les tècniques d'imatge o els paràmetres clínics establerts. Per això, continua sent crucial aprofundir en l'estudi de biomarcadors sanguinis que puguin proporcionar orientació precisa a la presa de decisions mèdiques i, per tant, contribuir a millorar el pronòstic dels pacients.
Addicionalment, les teràpies de recanalització no sempre resulten exitoses, no tenen un enfocament directe en la protecció del teixit cerebral danyat, cosa que, en conjunt, es tradueix en molts casos en mal pronòstic a curt i llarg termini. És per això que cal la implementació d'estratègies neuroprotectores que es focalitzin a protegir el teixit danyat.
L'objectiu de la present tesi doctoral gira al voltant de l'aplicació de noves estratègies neuroprotectores a la fase aguda l'ictus isquèmic. S'ha estudiat 1) la identificació de biomarcadors amb possible caràcter informatiu sobre el pronòstic dels pacients i 2) el reposicionament farmacològic com a teràpia neuroprotectora després de l'ictus.
D'una banda, s'ha explorat el potencial de l'alpha-1 antitripsina (A1AT) com a biomarcador pronòstic a curt i llarg termini. Tot i que els resultats obtinguts no permeten corroborar el seu paper en la predicció del pronòstic després de la malaltia, els resultats suggereixen que és una molècula relacionada amb la fisiopatologia de l'ictus que ha de ser estudiada com a diana terapèutica.
Així mateix, també s'ha explorat la capacitat neuroprotectora de la coadministració d'A1AT i antiTNFα en un model murí d'isquèmia cerebral. Els resultats obtinguts són prometedors i donen suport a la idea d'un abordatge multidiana en una patologia multifactorial com l'ictus.
Finalment, s'ha desenvolupat una estratègia innovadora de reposicionament farmacològic per al tractament de l'ictus isquèmic basada en l'administració intra-arterial d'un agent antiinflamatori al model murí d'isquèmia cerebral. Els resultats demostren que és un procediment eficaç reduint el volum d'infart i que s'hauria de considerar com a teràpia adjuvant en el context de la trombectomia mecànica per tractar l'ictus isquèmic.
Tot plegat, els resultats de la present tesi doctoral contribueixen a aprofundir en el desenvolupament de noves teràpies neuroprotectores dirigides a modular els processos fisiopatològics de l'ictus i, conseqüentment, millorar el pronòstic dels pacients.El ictus isquémico supone una de las enfermedades más devastadoras a nivel socio-económico mundialmente. Conocer detalladamente los procesos patológicos que acontecen tras la isquemia cerebral resulta fundamental para desarrollar estrategias terapéuticas. Actualmente, las únicas terapias aprobadas son la trombólisis farmacológica con el activador tisular del plasminógeno (rt-PA) o la tenecteplasa (TNK), y/o los procedimientos de recanalización endovascular mediante la trombectomía mecánica. Sin embargo, estas opciones presentan limitaciones debido a su estrecha ventana de aplicación y posibles complicaciones, lo que restringe su uso en muchos pacientes.
A nivel clínico, resulta crucial la identificación precoz de pacientes con mayor riesgo de presentar pronósticos desfavorables para aplicar intervenciones que prevengan la pérdida de la calidad de vida. Esta necesidad ha impulsado la investigación de biomarcadores en los últimos años. No obstante, ninguno ha demostrado ser más informativo que las técnicas de imagen o los parámetros clínicos establecidos. Por ello, continúa siendo crucial profundizar en el estudio de biomarcadores sanguíneos que puedan proporcionar orientación precisa en la toma de decisiones médicas y, por ende, contribuir a mejorar el pronóstico de los pacientes.
Adicionalmente, las terapias de recanalización no siempre resultan exitosas, carecen de un enfoque directo en la protección del tejido cerebral dañado, lo que, en conjunto se traduce en muchos casos en mal pronóstico a corto y largo plazo. Es por esto que resulta necesaria la implementación de estrategias neuroprotectoras que se centren en proteger el tejido dañado.
El objetivo de la presente tesis doctoral gira en torno a la aplicación de nuevas estrategias neuroprotectoras en la fase aguda el ictus isquémico. Para ello, se ha estudiado 1) la identificación de biomarcadores con posible carácter informativo sobre el pronóstico de los pacientes y 2) el reposicionamiento farmacológico como terapia neuroprotectora tras el ictus.
Por un lado, se ha explorado el potencial del alpha-1 antitripsina (A1AT) como biomarcador pronóstico a corto y largo plazo. Aunque los resultados obtenidos no permiten corroborar su papel en la predicción del pronóstico tras la enfermedad, los resultados sugieren que se trata de una molécula relacionada con la fisiopatología del ictus que debe ser estudiada como diana terapéutica.
Así mismo, también se ha explorado la capacidad neuroprotectora de la co-administración de A1AT y anti-TNFα en un modelo murino de isquemia cerebral. Los resultados obtenidos son prometedores y respaldan la idea de un abordaje multi-diana en una patología multifactorial como el ictus.
Por último, se ha desarrollado una estrategia innovadora de reposicionamiento farmacológico para el tratamiento del ictus isquémico basada en la administración intra-arterial de un agente antiinflamatorio en el modelo murino de isquemia cerebral. Los resultados demuestran que se trata de un procedimiento eficaz reduciendo el volumen de infarto y que debería considerarse como terapia adyuvante en el contexto de la trombectomía mecánica para tratar el ictus isquémico.
En conjunto, los resultados de la presente tesis doctoral contribuyen a profundizar en el desarrollo de nuevas terapias neuroprotectoras dirigidas a modular los procesos fisiopatológicos del ictus y, consecuentemente, mejorar el pronóstico de los pacientes.Ischemic stroke is one of the most devastating socioeconomic diseases worldwide. Detailed knowledge of the pathological processes that occur after cerebral ischemia is essential for developing therapeutic strategies. Currently, the only approved therapies are pharmacological thrombolysis with tissue plasminogen activator (rt-PA) or tenecteplase (TNK), and/or endovascular recanalization procedures by mechanical thrombectomy. However, these options have limitations due to their narrow window of application and potential complications, which restricts their use in many patients.
At the clinical level, early identification of patients with increased risk of unfavorable prognosis is crucial to apply interventions to prevent loss of quality of life. This need has driven biomarker research in recent years. However, none has proven to be more informative than imaging techniques or established clinical parameters. Therefore, it remains crucial to deepen the study of blood biomarkers that can provide accurate guidance in medical decision-making and thus contribute to improving patient prognosis.
In addition, recanalization therapies are not always successful, they lack a direct focus on the protection of the damaged brain tissue, which in many cases results in a poor short and long-term prognosis. This is why it is necessary to implement neuroprotective strategies that focus on protecting the damaged tissue.
The aim of this doctoral thesis is focused on the application of new neuroprotective strategies in the acute phase of ischemic stroke. To this end, we have studied 1) the identification of biomarkers as possible informative tools for patient prognosis and 2) the pharmacological reprofiling approach as neuroprotective therapy after stroke.
On the one hand, the potential of alpha-1 antitrypsin (A1AT) as a short and long-term prognostic biomarker has been explored. Although the results obtained do not allow us to corroborate its role in predicting prognosis after the disease, the results suggest that it is a molecule related to stroke’s pathophysiology that should be studied as a therapeutic target.
Likewise, the neuroprotective capacity of co-administration of A1AT and anti-TNFα has also been explored in a murine model of cerebral ischemia. The results obtained are promising and support the idea of a multi-targeted approach to a multifactorial pathology such as stroke.
Finally, an innovative drug reprofiling approach has been developed for the treatment of ischemic stroke based on the intra-arterial administration of an anti-inflammatory agent in a murine model of cerebral ischemia. The results demonstrate that this is an effective procedure for reducing infarct volume and should be considered as adjuvant therapy in the context of mechanical thrombectomy to treat ischemic stroke.
Overall, the results of this doctoral thesis contribute to the further development of new neuroprotective therapies aimed at modulating the pathophysiological processes of stroke and, consequently, improving patients’ prognosis.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Neurocièncie
The impact of STAG2 mutations in hematopoietic cells on the interaction with the bone marrow microenvironment
No full textAquesta tesi explora les implicacions biològiques de les mutacions en STAG2 en les cèl·lules hematopoètiques, centrant-se en les seves interaccions amb el microambient de la medul·la òssia en el context dels síndromes mielodisplàsics (MDS) i la leucèmia mieloide aguda (AML). STAG2, un component del complex cohesina, està freqüentment mutat en aquestes malalties i s’associa amb un mal pronòstic, tot i que el seu paper continua sent poc comprès.
L’estudi s’estructura al voltant de tres objectius clau. En primer lloc, es caracteritzen dues línies de cèl·lules mesenquimals estromals (MSC), HS27 i L87/4, que mostren efectes diferenciats en cèl·lules hematopoètiques i leucèmiques. HS27 promou el manteniment dels progenitors hematopoètics i la diferenciació leucèmica, mentre que L87/4 afavoreix una maduració hematopoètica ràpida però té un efecte mínim sobre les cèl·lules leucèmiques. L’anàlisi de proteïnes per espectrometria de masses ha revelat perfils únics de proteïnes de membrana que expliquen aquests efectes diferencials.
En segon lloc, el treball investiga les conseqüències moleculars de la pèrdua de STAG2 en cèl·lules d’AML. La depleció de STAG2 altera la dinàmica del cicle cel·lular, l'expressió de receptors immunitaris i la composició de la membrana. Aquests canvis reconfiguren les interaccions cel·lulars dins del microambient, potencialment afavorint la progressió leucèmica.
Finalment, un cribratge personalitzat amb CRISPR-Cas9 ha identificat vulnerabilitats en cèl·lules amb mutacions en STAG2. Aquest enfocament ha destacat possibles dianes terapèutiques específiques per a aquestes mutacions.
En conjunt, aquesta tesi integra anàlisis cel·lulars, moleculars i proteòmiques per aclarir com les mutacions en STAG2 influeixen en l'hematopoesi i la progressió de la leucèmia. Aquestes troballes avancen en la comprensió dels mecanismes de la malaltia i ofereixen possibles estratègies terapèutiques per a pacients amb MDS i AML.Esta tesis explora las implicaciones biológicas de las mutaciones en STAG2 en las células hematopoyéticas, centrándose en sus interacciones con el microambiente de la médula ósea en el contexto de los síndromes mielodisplásicos (MDS) y la leucemia mieloide aguda (AML). STAG2, un componente del complejo cohesina, está frecuentemente mutado en estas enfermedades y se asocia con un mal pronóstico, aunque su papel sigue siendo poco comprendido.
El estudio se estructura en torno a tres objetivos clave. En primer lugar, se caracterizan dos líneas de células mesenquimales estromales (MSC), HS27 y L87/4, que muestran efectos diferenciados en células hematopoyéticas y leucémicas. HS27 promueve el mantenimiento de progenitores hematopoyéticos y la diferenciación leucémica, mientras que L87/4 favorece una maduración hematopoyética rápida pero tiene un efecto mínimo en las células leucémicas. El análisis de proteínas mediante espectrometría de masas ha revelado perfiles únicos de proteínas de membrana que explican estos efectos diferenciales.
En segundo lugar, el trabajo investiga las consecuencias moleculares de la pérdida de STAG2 en células de AML. La depleción de STAG2 altera la dinámica del ciclo celular, la expresión de receptores inmunitarios y la composición de la membrana. Estos cambios reconfiguran las interacciones celulares dentro del microambiente, favoreciendo potencialmente la progresión leucémica.
Finalmente, un cribado personalizado con CRISPR-Cas9 identificó vulnerabilidades en células con mutaciones en STAG2. Este enfoque destacó posibles dianas terapéuticas específicas para estas mutaciones.
En conjunto, esta tesis integra análisis celulares, moleculares y proteómicos para aclarar cómo las mutaciones en STAG2 influyen en la hematopoyesis y la progresión de la leucemia. Estos hallazgos avanzan en la comprensión de los mecanismos de la enfermedad y ofrecen posibles estrategias terapéuticas para pacientes con MDS y AML.This thesis explores the biological implications of STAG2 mutations in hematopoietic cells, focusing on their interactions with the bone marrow microenvironment in the context of myelodysplastic syndromes (MDS) and acute myeloid leukemia (AML). STAG2, a component of the cohesin complex, is frequently mutated in these malignancies and is associated with poor prognosis, yet its role remains poorly understood.
The study is structured around three key aims. First, it characterizes two mesenchymal stromal cell (MSC) lines, HS27 and L87/4, which show distinct impacts on hematopoietic and leukemic cells. HS27 promotes the maintenance of hematopoietic progenitors and leukemic differentiation, while L87/4 favors rapid hematopoietic maturation but has minimal effect on leukemic cells. Mass spectrometry analysis revealed unique membrane protein profiles that drive these differential effects.
Second, the work investigates the molecular consequences of STAG2 loss in AML cells. STAG2 depletion alters cell cycle dynamics, immune receptor expression, and membrane composition. These changes reshape cell interactions within the microenvironment, potentially driving leukemic progression.
Finally, a custom CRISPR-Cas9 screen identified vulnerabilities in STAG2-mutant cells. This approach highlighted therapeutic targets specific to STAG2 mutations.
Together, this thesis integrates cellular, molecular, and proteomic analyses to elucidate how STAG2 mutations influence hematopoiesis and leukemia progression. These findings advance our understanding of disease mechanisms and offer potential therapeutic strategies for MDS and AML patients.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Biologia Cel·lula
Role of iron uptake receptors in the virulence of the emerging pathogen Enterobacter cloacae
No full textEl ferro és un oligoelement essencial per a la supervivència i la patogenicitat bacteriana, exercint un paper crucial en el metabolisme i la virulència. Els organismes superiors presenten diferents estratègies destinades a restringir l'accés dels patògens al ferro, reduint dràsticament la seva disponibilitat, en el que es coneix com a immunitat nutricional.
D'altra banda, els patògens bacterians han desenvolupat sistemes de captació d'alta afinitat per al ferro, que els permeten superar l'escassetat d'aquest element imposada per l'hoste, assegurant la seva supervivència i desenvolupament durant el procés infectiu.
Aquest estudi aborda els mecanismes d'adquisició de ferro en Enterobacter cloacae, un patogen emergent responsable d'infeccions nosocomials, sovint greus. La preocupació per aquest microorganisme sobretot radica en l'existència de soques resistents a múltiples antibiòtics, així com soques panresistentes per a les quals no existeix tractament antimicrobià disponible. Això ha portat a l'Organització Mundial de la Salut (OMS) a classificar a E. cloacae com un patogen prioritari crític. No obstant això, malgrat la seva importància clínica, els mecanismes moleculars responsables de la seva virulència romanen en gran part inexplorats.
En aquesta recerca s'han identificat i caracteritzat nou receptors de captació de ferro en E. cloacae ATCC1347, quatre d'ells, ECL_01520, ECL_02396, ECL_03171, ECL_04357, no descrits prèviament. Els resultats evidencien una redundància de sistemes per a la captació de ferro en E. cloacae, la qual cosa es confirma a més per l'absència d'afectació significativa en el creixement de soques mutants per a cadascun d'aquests receptors, ja que aquestes soques van mostrar un creixement in vitro equivalent al de la soca salvatge tant en presència com en absència de ferro.
A més, els resultats obtinguts demostren que tots aquests receptors estan directament regulats pel metaloregulador transcripcional Fur, que dona lloc a una xarxa gènica jerarquitzada. En aquesta xarxa, s'observen diferents nivells d'expressió per als diferents receptors en funció de la concentració de ferro lliure existent. D'altra banda, els estudis realitzats usant models de virulència basats en C. elegans i d'adhesió i infecció de cèl·lules de bufeta de la línia cel·lular T24 demostren una implicació directa de set dels nou sistemes de captació de ferro en la virulència de E. cloacae. Específicament, FepA, FhuA, IutA, ECL_01520 i ECL_03171 estan vinculats amb l'adhesió del patogen a les cèl·lules de bufeta, mentre que FhuE i ECL_02396 estan relacionats amb la supervivència intracel·lular.
Finalment, els estudis de prevalença realitzats a partir dels genomes disponibles en les bases de dades demostren que alguns dels receptors de ferro com FepA, FhuA i CirA, tenen una àmplia distribució no sols dins del gènere Enterobacter sinó també en la família Enterobacteriaceae. Uns altres, com ECL_03171, IutA, ECL_04357 i FhuE, presenten una distribució moderada. En canvi, ECL_01520 sembla ser específic del gènere Enterobacter, i rares vegades es troba en altres espècies de la família Enterobacteriaceae. Aquestes troballes subscriuen l'adaptació evolutiva de E. cloacae al seu nínxol ecològic i proporcionen informació crítica sobre les seves estratègies d'adquisició de ferro.
Els resultats obtinguts en aquest treball subratllen la importància dels receptors de captació de ferro com a factors de virulència de E. cloacae. Almenys set d'aquests receptors estan específicament involucrats en la seva patogenicitat, i que tots exerceixen un paper important en el desenvolupament del procés infectiu. Això indica que, malgrat el que podrien suggerir els estudis in vitro, no existeix una redundància funcional en els mecanismes de captació de ferro. Per contra, alguns receptors posseeixen rols únics i primordials per a la virulència d'aquest patogen. Per tant, aquests sistemes representen dianes prometedores (algunes d'elles específiques) per al desenvolupament de teràpies que permetin el tractament d'infeccions causades per aquest patogen emergent.El hierro es un oligoelemento esencial para la supervivencia y la patogenicidad bacteriana, desempeñando un papel crucial en el metabolismo y la virulencia. Los organismos superiores presentan distintas estrategias destinadas a restringir el acceso de los patógenos al hierro, reduciendo drásticamente su disponibilidad, en lo que se conoce como inmunidad nutricional.
Por otro lado, los patógenos bacterianos han desarrollado sistemas de captación de alta afinidad para el hierro, que les permiten superar la escasez de este elemento, asegurando su supervivencia y desarrollo durante el proceso infectivo.
Este estudio aborda los mecanismos de adquisición de hierro en Enterobacter cloacae, un patógeno emergente responsable de infecciones nosocomiales, a menudo graves. La preocupación por este microorganismo sobre todo radica en la existencia de cepas resistentes a múltiples antibióticos, así como cepas panresistentes para las que no existe tratamiento antimicrobiano disponible. Esto ha llevado a la Organización Mundial de la Salud (OMS) a clasificar a E. cloacae como un patógeno prioritario crítico. Sin embargo, los mecanismos moleculares responsables de su virulencia permanecen en gran parte inexplorados.
En este trabajo se han identificado y caracterizado nueve receptores de captación de hierro en E. cloacae ATCC1347, cuatro de ellos, ECL_01520, ECL_02396, ECL_03171, ECL_04357, no descritos previamente. Los resultados evidencian una redundancia de sistemas para la captación de hierro en E. cloacae, lo cual se confirma además por la ausencia de afectación significativa en el crecimiento de cepas mutantes para cada uno de estos receptores, ya que dichas cepas mostraron un crecimiento in vitro equivalente a la cepa salvaje tanto en presencia como en ausencia de hierro.
Además, los resultados obtenidos demuestran que todos estos receptores están directamente regulados por el metaloregulador transcripcional Fur, que da lugar a una red génica jerarquizada. En esta red, se observan diferentes niveles de expresión para los distintos receptores en función de la concentración de hierro libre existente.
Por otro lado, los estudios realizados usando modelos de virulencia basados en C. elegans y de adhesión e infección de células de vejiga de la línea celular T24 demuestran una implicación directa de siete de los nueve sistemas de captación de hierro en la virulencia de E. cloacae. Específicamente, FepA, FhuA, IutA, ECL_01520 y ECL_03171 están vinculados con la adhesión del patógeno a las células de vejiga, mientras que FhuE y ECL_02396 están relacionados con la supervivencia intracelular.
Finalmente, los estudios de prevalencia realizados a partir de los genomas disponibles en las bases de datos demuestran que algunos de los receptores de hierro como FepA, FhuA y CirA, tienen una amplia distribución no solo dentro del género Enterobacter sino también en la familia Enterobacteriaceae. Otros, como ECL_03171, IutA, ECL_04357 y FhuE, presentan una distribución moderada. En cambio, ECL_01520 parece ser específico del género Enterobacter, y rara vez se encuentra en otras especies de la familia Enterobacteriaceae. Estos hallazgos suscriben la adaptación evolutiva de E. cloacae a su nicho ecológico y proporcionan información sobre sus estrategias de adquisición de hierro.
Los resultados obtenidos en este trabajo subrayan la importancia de los receptores de captación de hierro como factores de virulencia de E. cloacae. Al menos siete de estos receptores están específicamente involucrados en su patogenicidad, y que todos desempeñan un papel importante en el desarrollo del proceso infectivo. Esto indica que, a pesar de lo que podrían sugerir los estudios in vitro, no existe una redundancia funcional en los mecanismos de captación de hierro. Por el contrario, algunos receptores poseen roles únicos y primordiales para la virulencia de este patógeno. Por lo tanto, estos sistemas representan dianas prometedoras para el desarrollo de terapias que permitan el tratamiento de infecciones causadas por este patógeno emergente.Iron is an essential trace element for bacterial survival and pathogenicity, playing a crucial role in metabolism and virulence. Higher organisms employ various strategies to restrict Access of pathogens to iron, drastically reducing its availability in a process known as nutritional immunity. This primary defense mechanism is fundamental in inhibiting bacterial growth.
Conversely, bacterial pathogens have developed high-affinity iron uptake systems that enable them to overcome the host-imposed scarcity of this element, ensuring their survival and development during infection. The exposure of these transport mechanisms on the bacterial surface (especially outer membrane receptors) and their obligatory expression during infection make them highly specific targets for the development of innovative and effective therapies against bacterial infections.
This study investigates the iron acquisition mechanisms in Enterobacter cloacae, an emerging pathogen responsible for nosocomial infections, often severe. Concern regarding this microorganism lies primarily in the existence of strains resistant to multiple antibiotics, including beta-lactams and carbapenems, as well as pan-resistant strains for which no available antimicrobial treatment exists. This has led the World Health Organization (WHO) to classify E. cloacae as a critical priority pathogen. However, despite its clinical significance, the molecular mechanisms underlying its virulence remain largely unexplored.
In this research, nine iron uptake receptors were identified and characterized in E. cloacae ATCC1347, four of which —ECL_01520, ECL_02396, ECL_03171, and ECL_04357— had not been previously described. The findings reveal redundancy in iron uptake systems in E. cloacae, further supported by the lack of significant growth impairment in mutant strains for each of these receptors, as these strains showed in vitro growth equivalent to the wild-type strain in both iron-rich and iron-depleted conditions.
Moreover, the results indicate that all these receptors are directly regulated by the transcriptional metalloregulator Fur, creating a hierarchical genetic network. This network demonstrates varying expression levels for different receptors depending on the available free iron concentration. On the other hand, studies using virulence models based on C. elegans and adhesion and infection of bladder cells (T24 cell line) demonstrate a direct involvement of seven of the nine iron uptake systems in the virulence of E. cloacae. Specifically, FepA, FhuA, IutA, ECL_01520, and ECL_03171 are linked to pathogen adhesion to bladder cells, while FhuE and ECL_02396 are associated with intracellular survival.
Finally, prevalence studies using genomes available in databases reveal that some iron receptors, such as FepA, FhuA, and CirA, have widespread distribution not only within the Enterobacter genus but also in the Enterobacteriaceae family. Others, such as ECL_03171, IutA, ECL_04357, and FhuE, exhibit moderate distribution. In contrast, ECL_01520 appears to be specific to the Enterobacter genus and is rarely found in other Enterobacteriaceae species. These findings underscore the evolutionary adaptation of E. cloacae to its ecological niche and provide critical insights into its iron acquisition strategies.
The results obtained in this study emphasize the importance of iron uptake receptors as virulence factors of E. cloacae. At least seven of these receptors are specifically involved in their pathogenicity, and all play significant roles in the infection process. This suggests that contrary to what in vitro studies might imply, there is no functional redundancy in iron uptake mechanisms. Instead, certain receptors have unique and essential roles in the virulence of this pathogen. Therefore, these systems represent promising (and in some cases, specific) targets for the development of therapies to treat infections caused by this emerging pathogen.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Microbiologi