Tesis Doctorals en Xarxa
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Survival, Behavioral And Food Find Test's Olfactory Signatures In Male and Female Mice with Alzheimer’s disease and Normal Aging Under Naturalistic and Forced Social Isolation
No full textLes últimes investigacions destaquen la significativa variabilitat interindividual observada tant en l'envelliment normal com en la malaltia d'Alzheimer (MA), subratllant la urgent necessitat de desenvolupar pronosticadors específics per a la fi de la vida. Aquest estudi es va centrar en analitzar les diferències de comportament segons l'edat i el genotip en ratolins transgènics APP23 i els seus homòlegs C57BL/6. Els ratolins mascles APP23 van mostrar taxes de supervivència superiors en comparació amb les femelles i els ratolins no transgènics, revelant patrons de comportament relacionats amb l'edat, especialment en la gestió de l'estrès, la fragilitat i el deteriorament cognitiu. La funció olfactòria dels ratolins 3xTg-AD i NTg es va avaluar utilitzant el Food Finding Test (FFT), que va revelar la presència d'alteracions olfactòries primerenques en els ratolins mascles AD, exacerbades per l'aïllament social. Una avaluació comportamental exhaustiva va revelar dèficits cognitius i emocionals significatius en els ratolins 3xTg-AD, amb les femelles mostrant símptomes més pronunciats que els mascles. Aquests resultats són consistents amb les dades humanes, subratllant la necessitat d'intervencions terapèutiques específiques per sexe. En conclusió, aquests descobriments contribueixen a la nostra comprensió de la patologia de la malaltia d'Alzheimer i suggereixen el valor potencial de les proves olfactòries com a eina de diagnòstic precoç.Las investigaciones recientes resaltan la considerable variabilidad interindividual observada tanto en el envejecimiento normal como en la enfermedad de Alzheimer (AD), subrayando la necesidad urgente de desarrollar predictores específicos para el final de la vida. Este estudio se centró en analizar las diferencias conductuales según la edad y el genotipo en ratones transgénicos APP23 y sus compañeros de camada C57BL/6. Los ratones machos APP23 mostraron tasas de supervivencia superiores en comparación con las hembras y los ratones no transgénicos, revelando patrones conductuales relacionados con el manejo del estrés, la fragilidad y el deterioro cognitivo que varían con la edad. Se evaluó la función olfativa de los ratones 3xTg-AD y NTg utilizando la Prueba de Búsqueda de Alimentos (FFT), lo que reveló alteraciones olfativas tempranas en los ratones machos AD, que se vieron agravadas por el aislamiento social. Una evaluación conductual exhaustiva mostró déficits cognitivos y emocionales significativos en los ratones 3xTg-AD, siendo las hembras las que presentaron síntomas más pronunciados que los machos. Estos hallazgos son consistentes con los datos de sujetos humanos, subrayando la necesidad de intervenciones terapéuticas específicas por sexo.En conclusión, estos hallazgos aportan a nuestra comprensión de la patología de la enfermedad de Alzheimer y sugieren el valor potencial de las pruebas olfativas como una herramienta diagnóstica temprana.Recent research highlights the significant inter-individual variability observed in both normal aging and Alzheimer's disease (AD), underscoring the urgent need to develop specific end-of-life prognosticators. This study focused on analyzing behavioral differences across age and genotype in APP23 transgenic mice and their C57BL/6 littermates. Male APP23 mice exhibited superior survival rates compared to females and non-transgenic mice, revealing age-related behavioral patterns particularly in stress coping, frailty, and cognitive impairment.The olfactory function of 3xTg-AD and NTg mice was evaluated using the Food Finding Test (FFT), which revealed the presence of early olfactory alterations in male AD mice, further exacerbated by social isolation. A comprehensive behavioral assessment revealed significant cognitive and emotional deficits in 3xTg-AD mice, with females exhibiting more pronounced symptoms than males. These findings are consistent with human data, underscoring the necessity for sex-specific therapeutic interventions. In conclusion, these findings contribute to our understanding of Alzheimer's disease pathology and suggest the potential value of olfactory testing as an early diagnostic tool.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Neurocièncie
Crystal engineering principles towards the design of organic and metal-organic compounds: synthesis, characterization, and structure-property correlations
No full textL’enginyeria de cristalls ha esdevingut una eina multidisciplinària per dissenyar materials orgànics i metal-orgànics amb diverses aplicacions. De fet, una comprensió detallada de l’estructura d’aquests materials és un principi clau en el control racional de les seves propietats. En aquest marc, aquesta tesi doctoral estudia la síntesi i caracterització de quaranta tres compostos i l’estudi de les seves estructures cristal·lines per correlacionar-les amb les seves propietats fotofísiques i/o estabilitats tèrmiques.
En el Capítol 1 es fa una revisió històrica del camp de la química de coordinació, centrant-se en el complexos metàl·lics del grup 12 basats en lligands carboxilats i derivats de piridina (dPy). A més, també es proporciona una breu visió general de l’enginyeria de cristalls i les seves diferents estratègies tant per a sistemes orgànics com metal-orgànics. Finalment, resumim alguns conceptes bàsics de la fotofísica i la seva aplicació en compostos orgànics i metal-orgànics.
El Capítol 2 exposa els objectius generals de la present tesi doctoral.
El Capítol 3 presenta un estudi complet de la diversitat estructural proporcionada pel component α-acetamidocinamat (ACA) en diferents complexos de Zn(II) i Cd(II) en presència de dPy de denticitat variable, i l'efecte de les estructures cristal·lines resultants sobre les seves propietats fotofísiques.
El Capítol 4 es dedica a preparar diferents sistemes metal-orgànics que presenten estructures transformables després de l'exposició a diversos dissolvents. Aquest Capítol es dividirà en dues estratègies principals, una utilitzant els conceptes adquirits prèviament al Capítol 3 per preparar sistemes metal-orgànics basats en ACA que puguin experimentar transformacions assistides pel diferent comportament dels seus fragments amida en diferents condicions de dissolvent. En canvi, la segona estratègia es basarà en l'ús de complexos que presenten àtoms d'oxigen èter capaços de coordinar/descoordinar, afavorint transformacions estructurals. A més, en aquest Capítol també s'estudiarà la correlació de les propietats fotofísiques amb les estructures resultants.
El Capítol 5 se centra en el disseny d'una sèrie de cocristalls, la formació dels quals s'ha avaluat prèviament mitjançant una senzilla metodologia de cribratge virtual basada en el potencial electroestàtic molecular dels components inicials. La posterior síntesi i cristal·lització d'aquestes formes sòlides permeten l'estudi del seu empaquetament cristal·lí i la correlació amb les seves propietats tèrmiques i fotofísiques, recolzat per càlculs teòrics.
El Capítol 6 recull les conclusions generals i algunes perspectives que sorgeixen després de l'anàlisi dels resultats aportats en aquest treball.
Finalment, en el Capítol 7 enumerem totes les referències emprades per a la discussió d'aquesta tesi.
A més, a l'Annex A i a l'Annex B s'inclouen els articles de recerca elaborats durant el desenvolupament d'aquesta tesi doctoral, que s'han organitzat en aquells presentats per a l'acceptació del compendi d'aquesta tesi (Annex A), i els no presentats en el compendi (Annex B). Tanmateix, tots els resultats proporcionats en aquest treball s'han adaptat de la integritat de tots aquests articles de recerca.La ingeniería cristalina ha surgido como una herramienta multidisciplinar para el diseño de materiales orgánicos y metal-orgánicos para diversas aplicaciones. De hecho, una comprensión detallada de la estructura de los materiales es un principio clave para el control racional de sus propiedades. En este marco, la presente tesis doctoral implica la síntesis y caracterización de cuarenta y tres compuestos y el estudio de sus estructuras cristalinas para su posterior correlación con sus propiedades fotofísicas y/o estabilidades térmicas.
En el Capítulo 1 proporcionamos una revisión histórica del campo de la química de coordinación, con un enfoque especial en los complejos metálicos del grupo 12 basados en ligandos derivados de carboxilato y piridina (dPy). Además, también se proporciona una breve descripción general de la ingeniería cristalina y sus diferentes estrategias para sistemas orgánicos y metal-orgánicos. Finalmente, resumimos algunos conceptos básicos de la fotofísica y su aplicación a compuestos orgánicos y metal-orgánicos.
El Capítulo 2 establece los objetivos generales de la presente tesis doctoral.
El Capítulo 3 presenta un estudio completo de la diversidad estructural proporcionada por el componente α-acetamidocinamato (ACA) en diferentes complejos de Zn(II) y Cd(II) en presencia de dPy de denticidad variable, y el efecto de las estructuras cristalinas resultantes sobre las propiedades fotofísicas de estos complejos.
El Capítulo 4 está dedicado a la preparación de diferentes sistemas metal-orgánicos que presentan estructuras transformables al ser expuestos a varios solventes. Este Capítulo se dividirá en dos estrategias principales, una utilizando los conceptos previamente adquiridos en el Capítulo 3 para preparar sistemas metal-orgánicos basados en ACA que puedan sufrir transformaciones asistidas por el diferente comportamiento de sus fracciones amida bajo diferentes condiciones de solvente. Por el contrario, la segunda estrategia se basará en el uso de complejos que presentan átomos de oxígeno de éter capaces de coordinarse/descoordinarse, promoviendo transformaciones estructurales. Además, en este Capítulo también se estudiará la correlación de las propiedades fotofísicas con las estructuras resultantes.
El Capítulo 5 se centra en el diseño de una serie de cocristales, cuya formación se evaluó previamente mediante una sencilla metodología de cribado virtual basada en el potencial electrostático molecular de los componentes iniciales. La posterior síntesis y cristalización de estas formas sólidas permite estudiar su empaquetamiento cristalino y la correlación con sus propiedades térmicas y fotofísicas, apoyadas en cálculos teóricos.
El Capítulo 6 recoge las conclusiones generales y algunas perspectivas que surgen tras analizar los resultados aportados en este trabajo.
Por último, en el Capítulo 7 enumeramos todas las referencias empleadas para la discusión de esta tesis.
Además, en el Apéndice A y en el Apéndice B se incluyen los artículos de investigación producidos durante el desarrollo de esta tesis doctoral, que se han organizado en aquellos presentados para la aceptación del compendio de esta tesis (Apéndice A), y aquellos no presentados en el compendio (Apéndice B). No obstante, todos los resultados aportados en este trabajo han sido adaptados a partir de la integridad de todos estos artículos de investigación.Crystal engineering has arisen as a multidisciplinary tool for designing organic and metal-organic materials for several applications. Indeed, a detailed understanding of the structure of materials is a key principle for the rational control of their properties. Within this frame, the present PhD thesis entails the synthesis and characterization of forty-three compounds and the study of their crystal structures to be further correlated with their photophysical properties and/or thermal stabilities.
In Chapter 1 we provide a historical review of the coordination chemistry field, with a special focus on group 12 metal complexes based on carboxylate and pyridine derivative (dPy) ligands. Besides, a brief overview of crystal engineering and its different strategies for both organic and metal-organic systems is also provided. Finally, we summarize some basic concepts of photophysics and their application to organic and metal-organic compounds.
Chapter 2 states the general objectives of the present PhD thesis.
Chapter 3 presents a complete study of the structural landscape provided by the α-acetamidocinnamate (ACA) component in different Zn(II) and Cd(II) complexes in the presence of dPy of variable denticity, and the effect of the resulting crystal structures on the photophysical properties of these complexes.
Chapter 4 is devoted to preparing different metal-organic systems that present transformable structures upon exposure to various solvents. This Chapter will be split into two main strategies, one using the concepts previously acquired in Chapter 3 to prepare ACA-based metal-organic systems that can undergo transformations assisted by the different behavior of their amide moieties under different solvent conditions. In contrast, the second strategy will be based on the use of complexes presenting ether oxygen atoms able to coordinate/decoordinate, promoting structural transformations. Besides, the correlation of the photophysical properties with the resulting structures will also be studied in this Chapter.
Chapter 5 focuses on the design of a series of cocrystals, whose formation was previously evaluated using a simple virtual screening methodology based on the molecular electrostatic potential of the initial components. The subsequent synthesis and crystallization of these solid forms enable the study of their crystal packing and the correlation with their thermal and photophysical properties, supported by theoretical calculations.
Chapter 6 compiles the general conclusions and some perspectives that emerge after analyzing the results provided in this work.
Finally, in Chapter 7 we list all the references employed for the discussion of this thesis.
Besides, in Appendix A and Appendix B we include the research articles produced during the development of this PhD thesis, which have been organized into those presented for the acceptance of the compendium of this thesis (Appendix A), and those not presented in the compendium (Appendix B). However, all the results provided in this work have been adapted from the integrity of all these research articles.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Químic
La tentativa y el nacimiento de la ciencia penal europea: Bases para una reconstrucción contemporánea
No full textLa presente tesis doctoral pone de manifiesto la necesidad de revisar el concepto de tentativa con el que trabaja la dogmática jurídico-penal contemporánea. Buena parte de los problemas que se discuten en ese ámbito son, bien mirados, irresolubles, siendo en realidad producto de la tensión entre principios contrapuestos. Para apreciar en qué medida ello es así, se lleva a cabo una aproximación histórica a la discusión sobre la tentativa centrada en los orígenes de la misma. Estos se encuentran en la obra de los juristas franceses, españoles y —sobre todo— italianos que escribieron entre los siglos XII y XVII, quienes ya debatieron intensamente acerca de la punibilidad del conatus. Los paradigmas que desarrollaron para abordar los problemas que detectaron siguen vigentes en la discusión actual sobre el concepto de tentativa. Ahora bien, la forma y el contenido que tomaron esos paradigmas estuvieron influenciados por los principios y necesidades de la época en la que fueron creados, y algunos de ellos no tienen ya cabida en los sistemas jurídico-penales contemporáneos. Las tensiones resultantes solo pueden disiparse mediante una reconstrucción del concepto de tentativa a la luz de los principios que deben regir nuestro ordenamiento jurídico.This doctoral thesis emphasizes the need to review the law of attempts as is currently understood in criminal law. A great deal of the problems surrounding this concept are unsolvable. In fact, they are the result of a tension between conflicting principles. To prove this, attention will be drawn to the origins of the scholarly debate concerning the law of attempts. These origins are to be found in the works of French, Spanish and (above all) Italian jurists between the twelfth and seventeenth centuries, who discussed a great deal about the conditions under which the ‘conatus’ was punishable. The paradigms they developed to address this problem are still present in our understanding of the law of attempts. However, the shape and content of these paradigms were influenced by the principles and needs of the time in which they were created, and some of these principles and needs are no longer acceptable in contemporary legal systems. The resulting tensions can only be dissipated by reconstructing the notion of attempt in accordance with the principles that should govern our legal systems.Programa de doctorat en Dre
Analysis of ICRF heating schemes for tokamaks using predictive integrated plasma modelling
No full text(English) Heating plasmas to fusion-relevant temperatures stands as a pivotal factor in magnetically confined fusion plasmas. The
application of radio frequency (RF) heating through electromagnetic waves in the ion cyclotron range of frequencies (ICRF) has
demonstrated its efficacy as an auxiliary method in existing fusion devices such as tokamaks. Moreover, ITER will incorporate
ICRF antennas as a primary heating mechanism. Consequently, investigating various heating schemes to enhance fusion
performance becomes critically significant. This thesis presented the development and assessment of theoretical models for
ICRF heating at two operational devices, i.e JET and AUG, and at the ITER upcoming tokamak, with a special focus on this last
one.
The main objective of this thesis was to use, for the first time, the heating code PION integrated into the European Transport
Simulator (ETS) to study and predict how the plasma parameters would be affected and evolve when ICRF heating was applied
to ITER Pre-Fusion Power Operation (PFPO), non-active plasmas. Special attention was given to bulk ion heating, temperature
enhancement, sensitivity of the ICRF power partition to minority concentration, and to the comparison between the results
obtained in this thesis and the results obtained in previous works. The presence of ICRF physics such as Doppler effects, finite
orbit width (FOW) effects, finite Larmor radius (FLR) effects, and the screening effect were studied, and their impact was
discussed. In order to prove the feasibility of using the PION+ETS integration on currently working reactors, PION+ETS was used
to study a JET baseline scenario and an AUG deuterium plasma, even though the emphasis was on the predictions of the ITER
non-active phase.
The results presented in this thesis are the first results obtained with the PION+ETS integration. Considering the dependence of
ITER on every unit of auxiliary heating power that can be introduced into the plasma, it is essential to conduct both numerical and
experimental investigations of this nature. The efforts in this thesis were directed towards testing and enhancing the performance
of ICRF scenarios. Such endeavours play a critical role in ensuring the successful operation of ITER during its early phase. On
this basis, this thesis offered valuable insights into optimising plasma performance through various heating schemes. The results
presented here serve as a guide for maximising absorption, bulk ion heating, and final temperature by appropriately configuring
the ICRF heating schemes.
Of special relevance for the ITER PFPO phase was the study of three ICRF schemes; fundamental minority H heating in He4
plasma at half field (referred to as Scenario 1), second harmonic minority H heating in He4 plasma at the third field (Scenario 2),
and fundamental He3 heating in a three-ion scheme in H plasma at 3.3T (Scenario 3). In terms of power density absorbed,
single-pass absorption (SPA) coefficients, and final thermal ion temperature, Scenario 1 presented the best alternative as
compared to the other two ITER scenarios, with appropriate results obtained with the smallest minority concentration of 1%.
Scenario 2 showed the highest electron temperature and the largest thermal ion temperature enhancement, with an interesting
possibility of using only a minority concentration of 1% as well. Finally, the three-ion scheme in Scenario 3 presented the best
bulk ion heating with minority concentrations two orders of magnitude smaller than the other two Scenarios. FOW and FLR
effects were present in all simulations, most notably affecting Scenario 2, where the FLR effects limited the range of energies that
the resonating ions could reach.
Future steps involve enhancing understanding of available transport modelling tools in the ETS framework, conducting thorough
benchmarking against JET and AUG experimental results, and applying PION+ETS to ITER active phase scenarios.(Español) El calentamiento de plasmas a temperaturas relevantes para la fusión constituye un factor fundamental en los plasmas de fusión confinados magnéticamente. La aplicación del calentamiento por radiofrecuencia (RF) mediante ondas electromagnéticas con la frecuencia ciclotrónica de los iones (ICRF) ha demostrado su eficacia como método de calentamiento auxiliar en tokamaks. Además, ITER incorporará antenas ICRF como método de calentamiento. En consecuencia, la investigación de diversos esquemas de calentamiento para mejorar el rendimiento de la fusión adquiere una importancia crítica. Esta tesis presenta el desarrollo y la evaluación de modelos teóricos para el calentamiento ICRF en dos dispositivos operativos, JET y AUG, y en el futuro tokamak ITER, con especial atención a este último.
El objetivo principal de esta tesis era utilizar, por primera vez, el código de calentamiento PION integrado en el Simulador Europeo de Transporte (ETS) para estudiar y predecir cómo se verían afectados y evolucionarían los parámetros del plasma cuando se aplicase el calentamiento ICRF a plasmas no activos de la Fase Inicial Previa a Fusión (PFPO) de ITER. Se prestó especial atención al calentamiento de iones en masa, al aumento de la temperatura, a la sensibilidad de la partición de potencia ICRF a la concentración del ion minoritario y a la comparación entre los resultados obtenidos en esta tesis y los obtenidos en trabajos anteriores. Se estudió la presencia de efectos físicos de ICRF, como los efectos Doppler, los efectos de anchura de órbita finita (FOW), los efectos de radio de Larmor finito (FLR) y el efecto de apantallamiento, y se discutió su impacto. Para demostrar la viabilidad de utilizar la integración PION+ETS en reactores actualmente en funcionamiento, se utilizó PION+ETS para estudiar un escenario de referencia de JET y un plasma de deuterio en AUG, aunque el énfasis se puso en las predicciones de la fase no activa de ITER.
Los resultados presentados en esta tesis son los primeros obtenidos con la integración PION+ETS. Teniendo en cuenta la dependencia de ITER en toda la potencia de calentamiento adicional que pueda introducirse en el plasma, es esencial llevar a cabo investigaciones numéricas y experimentales de esta naturaleza. El trabajo de esta tesis se dirigió a testear y mejorar el rendimiento de los esquemas ICRF.
De especial relevancia para la fase PFPO de ITER fue el estudio de tres esquemas ICRF; calentamiento minoritario fundamental del H en un plasma de He4 a 2.65T (denominado Escenario 1), el calentamiento minoritario del segundo armónico del H en un plasma He4 a 1.8T (Escenario 2), y el calentamiento fundamental del He3 en un esquema de tres iones en un plasma de H a 3.3T (Escenario 3). En términos de potencia absorbida, coeficientes de absorción de paso único (SPA) y temperatura final de los iones, el Escenario 1 presentó la mejor alternativa en comparación con los otros dos escenarios, con resultados adecuados obtenidos con la menor concentración minoritaria del 1%. El Escenario 2 mostró la mayor temperatura electrónica y el mayor aumento de la temperatura iónica, con la interesante posibilidad de utilizar también sólo una concentración minoritaria del 1%. Finalmente, el esquema de tres iones del Escenario 3 presentó el mejor calentamiento de iones en masa con concentraciones minoritarias dos órdenes de magnitud menores que los otros dos escenarios. Los efectos FOW y FLR estuvieron presentes en todas las simulaciones, afectando más notablemente al Escenario 2, donde los efectos FLR hicieron que la interacción onda-partícula se debilitara a ciertas energías, limitando el rango de energías que los iones resonantes podían alcanzar.
Las perspectivas futuras implican mejorar la comprensión de las herramientas de modelado de transporte disponibles en el marco de trabajo de ETS, realizar una exhaustiva comparación con los resultados experimentales de JET y AUG, y aplicar PION+ETS a escenarios de la fase activa en ITER.DOCTORAT EN ENGINYERIA NUCLEAR I DE LES RADIACIONS IONITZANTS (Pla 2012
Providing growth-decoupled strategies for recombinant protein production in Komagataella phaffii: from promoter identification to bioprocess scale-up
No full textKomagaella phaffii s'ha convertit en els últims anys en la factoria cel·lular de llevat preferida per a la producció de proteïnes recombinants i biomolècules. Per a desenvolupar un nou bioprocés es requereixen principalment dues fases: la generació de la soca heteròloga i la optimització del procés de producció, també conegut com enginyeria de bioprocessos. No obstant, per ara només la primera etapa ha estat àmpliament estudiada en K. phaffii. En l'enginyeria de bioprocessos, és de vital importància que les condicions de cultiu s’adaptin al promotor seleccionat, que és qui dirigeix l'expressió de la proteïna recombinant. Per evitar l'ús de metanol i promoure una regulació més independent de la font de carboni, promotors alternatius desreprimits i/o desacoblats al creixement han guanyat molta rellevància últimament, com ara el promotor ortòleg PDF. Per tant, aquesta tesi s'ha centrat en la identificació de promotors desacoblats al creixement i lliures de metanol, així com en el desenvolupament d'estratègies de cultiu innovadores que exprimeixin al màxim el potencial del promotor. Com a objectiu final es trobava l’aplicació dels coneixements adquirits per tal de desenvolupar un bioprocés escalable per a la producció d’una peroxigenasa inespecífica (UPO, per les seves sigles en anglès). El promotor PDH es va identificar mitjançant l’anàlisi transcriptòmic de cultius en erlenmeyer en condicions de manca de repressió per font de carboni. A partir de cultius preliminars, es va observar que el promotor PDH es trobava altament activat en condicions de restricció severa de carboni. D’acord amb això, es va dissenyar una estratègia en bioreactor desacoblada al creixement, realitzant una primera fase de cultiu en fed-batch a una velocitat específica de creixement alta, amb l’objectiu d’aconseguir densitats cel·lulars mitjanes. A continuació, es va aplicar una restricció severa de la font de carboni a base de mantenir un cabal d’alimentació constant molt baix, obtenint les anomenades condicions de pseudo-fam. Tot i que la biomassa no va augmentar en aquesta segona fase, la producció de la lipasa B de Candida antarctica (CalB) va incrementar notablement, duplicant els nivells de CalB produïts per una soca basada en el clàssic promotor GAP. A causa de la rellevància de la regulació de PDH, es van dur a terme dues campanyes d'enginyeria de promotors per augmentar-ne la força. Com a resultat, MV1 i MV2 es van eregir com les millors variants per a l'expressió de CalB en cultius en erlenmeyer, gairebé doblant la producció de CalB en comparació amb la soca basada en PDH. Un cop enxamplat el nombre de promotors desacoblats al creixement disponibles per K. phaffii (PDH, MV1, MV2 i PDF), es van realitzar cultius en bioreactor empreant diferents estratègies d'alimentació amb glucosa, glicerol i metanol, estudiant com afecta la restricció de carboni a la producció de CalB. En tots els cultius, PDF va mostrar els nivells de producció més alts, a banda d'una millor robustesa i reproducibilitat, fet que el va convertir en el promotor seleccionat per a escalar a planta pilot el procés de producció d'una UPO. A més, l'anàlisi transcripcional de 26 gens va permetre la identificazció de 12 gens regulats positivament en condicions de pseudo-fam, suggerint que els seus promotors serien bons candidats per conduir l'expressió de proteïnes recombinants. Es va fer un canvi d'escala d'un factor de 100 vegades en la producció de la UPO d'Hypoxylon sp. EC38 (HspUPO), mantenint els mateixos nivells de producció que a escala laboratori, a més de dos processos de recuperació del producte. En total es van escalar exitosament dos processos amb diferents estratègies d'alimentació sense metanol, prèviament dissenyades al laboratori. La millor de les dues condicions va registrar la productivitat d'UPO més alta mai reportada.Komagaella phaffii se ha convertido en los últimos años en la factoría celular de levadura preferida para la producción de proteínas recombinantes y biomoléculas. Para desarrollar un nuevo bioproceso se requieren principalmente dos fases: la generación de la cepa heteróloga y la optimización del proceso de producción, también conocida como ingeniería de bioprocesos. No obstante, por ahora solo se ha estudiado ampliamente la primera etapa en K. phaffii. En la ingeniería de bioprocesos, es de vital importancia que las condiciones de cultivo se adapten al promotor seleccionado, que es el encargado de dirigir la expresión de la proteína recombinante. Para evitar el uso de metanol y promover una regulación más independiente de la fuente de carbono, promotores alternativos desreprimidos y/o desacoplados del crecimiento han ganado mucha relevancia últimamente, como el promotor ortólogo PDF. Por lo tanto, esta tesis se ha centrado en la identificación de promotores desacoplados al crecimiento y libres de metanol, así como en el desarrollo de estrategias de cultivo innovadoras que exploten al máximo el potencial del promotor. Como objetivo final estaba la aplicación de los conocimientos adquiridos para desarrollar un bioproceso escalable para la producción de una peroxigenasa inespecífica (UPO, por sus siglas en inglés).
El promotor PDH se identificó mediante el análisis transcriptómico de cultivos en erlenmeyer en condiciones de falta de represión por fuente de carbono. A partir de cultivos preliminares, se observó que el promotor PDH se encontraba altamente activado en condiciones de restricción severa de carbono. En concordancia con esto, se diseñó una estrategia en biorreactor desacoplada del crecimiento, realizando una primera fase de cultivo en fed-batch a una velocidad específica de crecimiento alta, con el objetivo de alcanzar densidades celulares medias. A continuación, se aplicó una restricción severa de la fuente de carbono mediante un flujo de alimentación constante muy bajo, obteniendo las llamadas condiciones de pseudo-hambre. Aunque la biomasa no aumentó en esta segunda fase, la producción de la lipasa B de Candida antarctica (CalB) aumentó notablemente, duplicando los niveles de CalB producidos por una cepa basada en el clásico promotor GAP. Debido a la relevancia de la regulación de PDH, se llevaron a cabo dos campañas de ingeniería de promotores para aumentar su fuerza. Como resultado, MV1 y MV2 se erigieron como las mejores variantes para la expresión de CalB en cultivos en erlenmeyer, casi duplicando la producción de CalB en comparación con la cepa basada en PDH.
Una vez ampliado el número de promotores desacoplados del crecimiento disponibles para K. phaffii (PDH, MV1, MV2 y PDF), se realizaron cultivos en biorreactor empleando diferentes estrategias de alimentación con glucosa, glicerol y metanol, estudiando cómo afecta la restricción de carbono a la producción de CalB. En todos los cultivos, PDF mostró los niveles de producción más altos, además de una mejor robustez y reproducibilidad, lo que lo convirtió en el promotor seleccionado para escalar a planta piloto el proceso de producción de una UPO. Además, el análisis transcripcional de 26 genes permitió la identificación de 12 genes regulados positivamente en condiciones de pseudo-hambre, sugiriendo que sus promotores serían buenos candidatos para dirigir la expresión de proteínas recombinantes.
Se realizó un cambio de escala de un factor de 100 veces en la producción de la UPO de Hypoxylon sp. EC38 (HspUPO), manteniendo los mismos niveles de producción que a escala de laboratorio, además de dos procesos de recuperación del producto. En total, se escalaron exitosamente dos procesos con diferentes estrategias de alimentación sin metanol, previamente diseñadas en el laboratorio. La mejor de las dos condiciones registró la productividad de UPO más alta jamás reportada.Komagaella phaffii has become the preferred yeast cell factory for recombinant protein and biomolecule production in recent years. Developing a new bioprocess mainly requires two phases: the generation of the heterologous strain and the optimization of the production process, also known as bioprocess engineering. However, so far only the first stage has been extensively studied in K. phaffii. In bioprocess engineering, it is crucial that the cultivation conditions are adapted to the selected promoter, which drives the expression of the recombinant protein. To avoid the use of methanol and promote more a carbon-source-independent regulation, alternative derepressed and/or growth-decoupled promoters have recently gained much relevance, such as the orthologous PDF promoter. Therefore, this thesis has focused on the identification of growth-decoupled and methanol-free promoters, as well as the development of innovative cultivation strategies to fully exploit the promoter's potential. The final goal was to apply the acquired knowledge to develop a scalable bioprocess for the production of an unspecific peroxygenase (UPO).
The PDH promoter was identified through transcriptomic analysis of shake-flask cultivations under de-repressed conditions. Preliminary cultures showed that the PDH promoter was highly activated under severe carbon restriction conditions. Accordingly, a growth-decoupled bioreactor strategy was designed, performing first a fed-batch phase at a high specific growth rate to achieve medium cell densities. Then, a severe carbon source restriction was applied by maintaining a very low constant feeding rate, resulting in the so-called pseudo-starving conditions. Although biomass did not increase in this second phase, the production of Candida antarctica lipase B (CalB) remarkably increased, doubling the CalB levels produced by a strain based on the classic GAP promoter. Due to the relevance of PDH regulation, two promoter engineering campaigns were carried out to increase its strength. As a result, MV1 and MV2 emerged as the best variants for CalB expression in shale-flask cultivations, nearly doubling CalB production compared to the PDH-based strain.
After expandint the number of growth-decoupled promoters available for K. phaffii (PDH, MV1, MV2, and PDF), bioreactor cultivations were conducted using different feeding strategies with glucose, glycerol, and methanol, studying the effects of carbon restriction to CalB production. In all cultures, PDF showed the highest production levels, as well as better robustness and reproducibility, becoming the selected promoter for scaling up an UPO production process to pilot plant level. Additionally, the transcriptional analysis of 26 genes enabled the identification of 12 genes up-regulated under pseudo-starvating conditions, suggesting that their promoters would be promising candidates to drive recombinant protein expression.
Finally, a 100-fold scale-up of the production bioprocess of the UPO from Hypoxylon sp. EC38 (HspUPO) was carried out, maintaining the same production levels as at the laboratory scale, besides two downstream campaigns. In total, two cultivations with different methanol-free feeding strategies, previously designed in the lab, were successfully scaled up. The best of the two conditions obtained the highest UPO productivity ever reported.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Biotecnologi
Strategie di intercomprensione in letteratura un confronto tra lettura e ascolto di una poesia in italiano tra partecipanti di lingue romanze e inglese
No full textL'obiettivo di questa ricerca è definire un potenziale profilo di studenti di italiano come lingua addizionale che potrebbero utilizzare la letteratura come materiale autentico fin dall'inizio del loro corso di studi. Nell'insegnamento di una lingua straniera, la letteratura è spesso sconsigliata ai principianti (Spaliviero, 2020). Tuttavia, i risultati di questa ricerca mostrano che, senza conoscenza della lingua italiana, un particolare profilo di partecipanti può utilizzare strategie che consentono un certo livello di comprensione di un testo poetico. Questo studio mira a osservare le strategie spontanee di Intercomprensione nella lettura e nell’ascolto dei primi sette terzetti de La Divina Commedia di Dante Alighieri. I profili dei partecipanti includono utenti di tre lingue diverse (inglese, spagnolo e catalano) che non hanno mai studiato italiano. Sono state prese in considerazione le biografie linguistiche dei trenta partecipanti, insieme alle loro abitudini di lettura, percorsi di studio e carriere professionali. I partecipanti sono stati intervistati via Zoom attraverso interviste semi-strutturate registrate. L'analisi qualitativa dei dati delle interviste è stata condotta con il software Atlas.ti. L'analisi dei dati suggerisce che i bilingui di catalano e spagnolo, a differenza degli altri due gruppi, compensano la loro mancanza di conoscenza dell'italiano con inferenze sul funzionamento della lingua riflettendo sulle corrispondenze morfo-fonologiche promosse dalla conoscenza di due lingue della stessa famiglia linguistica. Tuttavia, i partecipanti abituati a leggere letteratura e poesia per piacere hanno un vantaggio ancora maggiore nella comprensione e interpretazione dei versi di Dante.The objective of this research is to define the potential profile of students of Italian as an additional language who could use literature as authentic material from the beginning of their course of study. Literature in a foreign language classroom has often been discouraged at a beginner level (Spaliviero, 2020). However, the results provided by this research show that, with no knowledge of the Italian language, a specific profile of participants can use strategies that guide a certain level of comprehension of a poetic text. This research aims to observe the spontaneous reading and listening Intercomprehension strategies of Dante Alighieri's first seven tercets of the Divine Comedy. The three profiles of participants consist of users of three languages (English, Spanish, and Catalan) who have never been instructed in Italian. The linguistic biographies of the thirty participants have been taken into consideration, together with their reading habits, educational backgrounds, and professional careers. The participants were interviewed via Zoom through recorded semi-structured interviews. Qualitative data analysis of the interviews was conducted using the software Atlas.ti. The data analysis performed leads us to believe that bilinguals of Catalan and Spanish, in contrast with the other two groups, compensate for their lack of awareness of the Italian language with inferences about the operation of the language by reflecting on the morpho-phonologic correspondences fostered by the knowledge of two languages from the same linguistic family. However, the participants who are used to reading literature and poetry for pleasure have an even bigger advantage in understanding and interpreting Dante’s verses.El objetivo de esta investigación es definir el perfil de estudiantes de italiano como lengua adicional que optimizaría la utilización de la literatura como material auténtico desde el principio de su aprendizaje de la lengua. A menudo se ha desaconsejado el uso de la literatura en el aula de lenguas extranjeras en el nivel inicial (Spaliviero, 2020). Sin embargo, los resultados aportados por esta investigación muestran que, sin tener conocimientos de lengua italiana, un perfil específico de participantes puede utilizar estrategias que guían un cierto nivel de comprensión de un texto poético. El objetivo de esta investigación es observar las estrategias de intercomprensión lectora y auditiva espontáneas de los siete primeros tercetos de La Divina Comedia de Dante Alighieri. Los tres perfiles de participantes corresponden al de usuarios de distintas lenguas (inglés, español y catalán) que nunca han estudiado italiano. Se han tenido en cuenta las biografías lingüísticas de los treinta participantes, así como sus hábitos de lectura, su formación académica y su trayectoria profesional. Los participantes fueron entrevistados a través de Zoom mediante entrevistas semiestructuradas grabadas. El análisis cualitativo de los datos de las entrevistas se llevó a cabo con el programa informático Atlas.ti. El análisis de datos realizado demuestra que los bilingües de catalán y castellano, a diferencia de los otros dos grupos, compensan su desconocimiento de la lengua italiana con inferencias sobre el funcionamiento de la lengua reflexionando sobre las correspondencias morfofonológicas propiciadas por el conocimiento de dos lenguas de la misma familia lingüística. Sin embargo, los participantes acostumbrados a leer literatura y poesía por placer tienen una ventaja aún mayor para comprender la interpretación de los versos de Dante.L'objectiu d'aquesta investigació és definir el perfil potencial dels estudiants d'italià com a llengua addicional que podrien utilitzar la literatura com a material autèntic des del començament del curs d'estudi. Sovint s'ha desaconsellat l'ús de la literatura a l'aula de llengües estrangeres al nivell inicial (Spaliviero, 2020). Tot i això, els resultats aportats per aquesta investigació mostren que, sense tenir coneixements de llengua italiana, un perfil específic de participants pot utilitzar estratègies que els guien cap a un cert nivell de comprensió d'un text poètic. L´objectiu d´aquesta investigació és observar les estratègies d´intercomprensió lectora i auditiva espontànies dels set primers tercets de La Divina Commedia de Dante Alighieri. Els tres perfils de participants consisteixen en usuaris de diferents llengües (angles, castellà i català) que mai no han rebut instrucció en italià. S'han tingut en compte les biografies lingüístiques dels trenta participants, així com els seus hàbits de lectura, formació acadèmica i trajectòria professional. Els participants van ser entrevistats a través de Zoom mitjançant entrevistes semiestructurades gravades. L'anàlisi qualitativa de les dades de les entrevistes es va fer amb el programa Atlas.ti. L'anàlisi de dades realitzada ens fa pensar que els bilingües de català i castellà, a diferència dels altres dos grups, compensen el seu desconeixement de la llengua italiana amb inferències sobre el funcionament de la llengua reflexionant sobre les correspondències morfofonològiques propiciades pel coneixement de dues llengües de la mateixa família lingüística. Tanmateix, els participants acostumats a llegir literatura i poesia per plaer tenen un avantatge encara més gran per comprendre la interpretació dels versos de Dante.Programa de Doctorat en Traducció i Ciències del Llenguatg
Solitary bees in a changing world: Sublethal effects of pesticide exposure and climate change on the solitary bee Osmia cornuta
No full textL'ús intensiu de plaguicides és un dels principals components del declivi de les poblacions d'abelles en les darreres dècades. En ambients agrícoles, el pol·len i el nèctar de les flors sovint contenen residus de combinacions de plaguicides. Tot i que aquestes combinacions solen trobar-se a concentracions baixes que no s'espera que causin efectes letals, els seus possibles efectes subletals són poc coneguts. A més de l’exposició a plaguicides, les poblacions d’abelles es veuen afectades per altres estressors, com el canvi climàtic, la malnutrició i els enemics naturals, que poden interactuar entre sí. Aquesta tesi investiga com les barreges de plaguicides a nivells subletals afecten les poblacions d'abelles solitàries en quant al seu comportament de nidificació, èxit reproductiu i dinàmica poblacional. També avalua si l'exposició al canvi climàtic pot augmentar la sensibilitat de les abelles als plaguicides. Utilitzem l'abella solitària Osmia cornuta com a espècie model.
En primer lloc, vam avaluar si les aplicacions de fungicides combinats amb nivells subletals d'insecticida, influïen en el comportament de nidificació de femelles marcades individualment i alliberades en gàbies de semi-camp. Vam monitorar l'activitat de nidificació, la supervivència i la producció de descendència abans i després de les aplicacions. Ni el comportament de nidificació ni l'èxit reproductiu es van veure afectats en abelles exposades al fungicida o a l’insecticida per separat. En canvi, les abelles exposades a la barreja van patir una reducció en l’activitat de recol·lecció, una disminució en el temps de deposició de pol·len, i dificultats per reconèixer el niu. Aquestes alteracions van provocar una disminució de les taxes d'aprovisionament i de la producció de descendència.
En segon lloc, vam avaluar si l'exposició de femelles pre-nidificants a nivells subletals de barreges fungicida-insecticida afectava la seva capacitat d’establir un niu, la seva fecunditat i la dinàmica de la població. Femelles recentment emergides van ser exposades oralment a concentracions específiques de plaguicides, marcades individualment i alliberades en gàbies de semi-camp. L'exposició al fungicida o l’insecticida per separat no va afectar l'activitat de nidificació ni l'èxit reproductiu, i va permetre un creixement positiu de la població. En canvi, la co-exposició als dos compostos va reduir la capacitat de les femelles d’establir-se, el període de nidificació i la fecunditat, provocant un creixement negatiu de la població.
En tercer lloc, vam examinar els efectes combinats de l'exposició a escenaris realistes d'augment de temperatura durant l'hivern i dosis subletals d'un insecticida sobre la resposta fototàctica, el comportament alimentari i la longevitat de les femelles al laboratori. Les temperatures hivernals més càlides, per sí soles, no van afectar la supervivència, però van provocar una major pèrdua de pes corporal i una reducció de la longevitat dels adults. L'exposició a l'insecticida va reduir la resposta fototàctica, el consum de xarop i la longevitat. Aquests efectes es van agreujar sinèrgicament en les abelles exposades a escenaris hivernals de canvi climàtic. Els nostres resultats demostren que les abelles exposades a hiverns càlids són més sensibles als insecticides.
La gran majoria de les espècies d'abelles són solitàries. Amb tot, la major part del coneixement sobre com els plaguicides afecten les abelles prové d'estudis amb una espècie altament social, l'abella de la mel. Aquesta tesi millora la nostra comprensió sobre com les barreges de plaguicides i la interacció entre l'exposició a plaguicides i el canvi climàtic afecten les poblacions d'abelles solitàries. Els nostres resultats són rellevants en el context global de declivi dels pol·linitzadors i tenen implicacions importants per a la regulació dels plaguicides. Els programes d’avaluació de risc haurien de considerar l'exposició a diversos compostos i combinacions d'estressors, i incloure proves per detectar efectes subletals en condicions semi-camp i camp en abelles solitàries.El uso intensivo de plaguicidas es una de las principales componentes de los declives de abejas en las últimas décadas. En ambientes agrícolas, el polen y el néctar de las flores suelen contener combinaciones de residuos de múltiples plaguicidas. Aunque estas combinaciones generalmente se encuentran a concentraciones bajas que no se espera que causen efectos letales, sus posibles efectos subletales son poco conocidos. Además de la exposición a plaguicidas, las poblaciones de abejas se enfrentan a otros estresores, como el cambio climático, la malnutrición y los enemigos naturales, que pueden interactuar entre sí. Esta tesis investiga cómo las mezclas de plaguicidas a niveles subletales afectan las poblaciones de abejas solitarias en relación a su comportamiento de nidificación, éxito reproductivo y dinámica poblacional. También evalúa si la exposición al cambio climático aumenta la sensibilidad de las abejas a los plaguicidas. Utilizamos a la abeja solitaria Osmia cornuta como especie modelo.
En primer lugar, evaluamos si aplicaciones de fungicidas combinados con niveles subletales de insecticida, influían en el comportamiento de nidificación de hembras marcadas individualmente y liberadas en jaulas de semi-campo. Monitorizamos la actividad de nidificación, la supervivencia y la producción de descendencia antes y después de las aplicaciones. Ni el comportamiento de nidificación ni el éxito reproductivo se vieron afectados en abejas expuestas al fungicida o al insecticida por separado. Sin embargo, las abejas expuestas a la mezcla sufrieron una reducción de la actividad recolectora y el tiempo de deposición de polen y mostraron dificultades para reconocer el nido. Estas alteraciones provocaron una disminución en las tasas de aprovisionamiento y la producción de descendencia.
En segundo lugar, evaluamos si la exposición de hembras pre-nidificantes a niveles subletales de mezclas fungicida-insecticida afectaba su capacidad para establecer un nido, su fecundidad y la dinámica de la población. Tras la emergencia, las hembras fueron expuestas oralmente a concentraciones específicas de plaguicidas, marcadas individualmente y liberadas en jaulas de semi-campo. La exposición al fungicida o al insecticida por separado no afectó la actividad de nidificación ni el éxito reproductivo, y permitió un crecimiento positivo de la población. En cambio, la co-exposición a ambos compuestos redujo la capacidad de las hembras de establecerse, el periodo de nidificación y la fecundidad, provocando un decrecimiento de la población.
Finalmente, examinamos los efectos combinados de la exposición a escenarios realistas de aumento de temperatura durante el invierno y dosis subletales de un insecticida sobre la respuesta fototáctica, el comportamiento alimentario y la longevidad en el laboratorio. Las temperaturas invernales más cálidas no afectaron a la supervivencia, pero provocaron una mayor pérdida de peso corporal y una reducción de la longevidad adulta. La exposición al insecticida redujo la respuesta fototáctica, el consumo de jarabe y la longevidad. Estos efectos se agravaron sinérgicamente en las abejas expuestas a escenarios de cambio climático. Nuestros resultados demuestran que las abejas expuestas a inviernos cálidos son más sensibles a los insecticidas.
La gran mayoría de las especies de abejas son solitarias. Sin embargo, la mayor parte del conocimiento sobre cómo los plaguicidas afectan a las abejas proviene de estudios con una especie altamente social, la abeja de la miel. Esta tesis mejora el conocimiento sobre cómo las mezclas de plaguicidas y la interacción entre la exposición a plaguicidas y el cambio climático afectan a las poblaciones de abejas solitarias. Nuestros resultados son relevantes en el contexto global de declive de polinizadores y tienen implicaciones importantes para la regulación de plaguicidas. Los programas de evaluación de riesgo deberían considerar la exposición a múltiples compuestos y combinaciones de estresores, e incluir pruebas para detectar efectos subletales en condiciones de semi-campo y campo en abejas solitarias.Pesticide use is considered one of the main drivers of bee declines over the last decades. In agricultural environments, pollen and nectar resources are commonly contaminated with residues of multiple pesticides. Because they occur mostly at low concentrations these pesticide mixtures are not expected to have acute lethal effects on bees. However, their potential sublethal effects remain poorly understood. Importantly, bee populations are also affected by other stressors, such as climate change, poor nutrition, and natural enemies, which may interact with each other. In this thesis, we investigate how sublethal pesticide mixtures affect solitary bee populations, including potential impacts on nesting behavior, reproductive success, and population dynamics. We also assess whether exposure to climate change may exacerbate the sensitivity of bees to pesticides. We use the solitary bee Osmia cornuta as a model species.
In a first experiment, we assessed whether fungicide sprays, alone and combined with sublethal levels of an insecticide, influenced the nesting behavior of individually marked females in rapeseed field cages. We monitored nest recognition, nesting activity, survival, and progeny production before and after the sprays. Nesting behavior and reproductive success in control, fungicide, and insecticide cages were not affected by the sprays. However, bees in the mixture cages showed reduced foraging activity, shorter in-nest pollen-nectar deposition times, and impaired nest recognition. Overall, these alterations resulted in decreased provisioning rates and lower offspring production.
In a second semi-field experiment, we assessed whether exposure of pre-nesting females to sublethal levels of fungicide-insecticide mixtures affected their ability to establish, their reproductive output and, ultimately, the population dynamics. Newly emerged females were orally exposed to specific pesticide concentrations, marked individually and released into rapeseed field cages. Exposure to the fungicide or the insecticide separately did not affect nesting activity or reproductive success and resulted in positive population growth. However, co-exposure to both compounds impaired the ability of females to establish and reduced their nesting period and fecundity, leading to negative population growth.
In a third experiment, we examined the combined effects of warm wintering temperatures and sublethal insecticide exposure on the behavior and longevity of O. cornuta females in the laboratory. We exposed bees to three wintering scenarios based on projections of the IPCC assessment report. Upon emergence, bees were exposed to sublethal levels of insecticide and then we measured their ability to repond to light, feeding behavior and longevity. Wintering temperatures by themselves did not affect survival but resulted in increased body weight loss and reduced adult longevity. Insecticide exposure lowered the ability of bees to respond to light, food consumption, and longevity. These effects were synergistically enhanced in bees exposed to the warmer wintering scenarios. Our results show that bees exposed to warm winters are more sensitive to insecticides.
The vast majority of bee species are solitary. However, most of our knowledge on how pesticides affect bee population dynamics comes from studies on the western honey bee, a highly social species. In addition to having different levels and routes of exposure, honey bees are less sensitivity to some insecticides than solitary bees and may overcome population losses through colony resilience. For these reasons, honey bees may not be an appropriate model to understand populational pesticide effects on solitary bees. This thesis improves our understanding on how sublethal pesticide combinations and the interaction between pesticide exposure and climate change affect solitary bee populations. Our results are important in a context of worldwide bee declines and have important implications for pesticide regulation. Risk assessment should account for exposure to multiple compounds and combinations of stressors, and include tests to detect sublethal effects under semi-field and field conditions in solitary bees.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ecologia Terrestr
Nanosensors quantifying the role of labile zinc on metastasis
No full textThis thesis focuses on developing surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS)-based nanosensors for real-time quantification of labile zinc in cancer cells and investigating the relationship between zinc dyshomeostasis and cancer metastasis. Zinc nanosensors were synthesized by modifying hollow plasmonic silica nanocapsules with a zinc-chelating Raman probe (2,2':6',2''-Terpyridine-4'-thiol), achieving ultrasensitive detection with a limit of detection as low as 10-12.77 M. The nanosensors were validated in various biological systems and Calibration curves were established using peak intensity ratios, area under the curve ratios, and partial least squares modelling, which ensured high accuracy and selectivity while minimizing interference from other cations.
To enhance sensor performance, the plasmonic properties of the nanosensors were optimized by increasing the plasmonic surface area. Density functional theory was employed to interpret the nanosensor’s Raman signals, clarifying the interactions between zinc ions and 2,2':6',2''-Terpyridine-4'-thiol molecules and also confirming the bind ratio of complex (probe: zinc= 2:1). Chemometric analysis, particularly partial least squares modelling, further optimized nanosensor performance by analyzing the entire spectrum of Raman probe, we could distinguish zinc-specific interactions. This modelling was trained to recognize these unique features to improving accuracy and selectivity while minimizing interference from other cations.
The optimized nanosensors, combined with partial least square modelling, quantified intracellular labile zinc levels in breast cancer cell lines with different metastatic potentials. The results indicated the intracellular zinc values of MDA 10-6.25, LM2 10-8.01 and BrM2 10-6.93 M were causing an increase in the cell proliferation, migration and invasiveness. These findings demonstrate that zinc dyshomeostasis plays a critical role in metastasis and highlight the potential of SERS-based nanosensors as precise diagnostic tools for real-time zinc monitoring in complex biological environments.Esta tesis se centra en el desarrollo de nanosensores basados en espectroscopia Raman mejorada por superficie (SERS) para la cuantificación en tiempo real de zinc lábil en células cancerosas y la investigación de la relación entre la desregulación del zinc y la metástasis del cáncer. Se sintetizaron nanosensores de zinc modificando nanocápsulas de sílice plasmónica huecas con una sonda Raman quelante de zinc (2,2':6',2''-Terpiridina-4'-Tiol), logrando una detección ultrasensible con un límite de detección tan bajo como 10-12.77 M. Los nanosensores fueron validados en varios sistemas biológicos y se establecieron curvas de calibración utilizando las proporciones de intensidad de picos, las áreas bajo la curva y el modelado de mínimos cuadrados parciales (PLS, por sus siglas en inglés), lo que garantizó una alta precisión y selectividad mientras se minimizaba la interferencia de otros cationes.
Para mejorar el rendimiento del sensor, se optimizaron las propiedades plasmónicas de los nanosensores incrementando el área de superficie plasmónica. Se empleó la teoría del funcional de la densidad para interpretar las señales Raman del nanosensor, aclarando las interacciones entre los iones de zinc y las moléculas de 2,2':6',2''-Terpiridina-4'-Tiol, y confirmando también la proporción de enlace del complejo (sonda:zinc = 2:1). El análisis quimiométrico, en particular el modelado de mínimos cuadrados parciales, optimizó aún más el rendimiento del nanosensor al analizar el espectro completo de la sonda Raman, lo que permitió distinguir interacciones específicas del zinc. Este modelo fue entrenado para reconocer estas características únicas, mejorando la precisión y selectividad mientras se minimizaba la interferencia de otros cationes.
Los nanosensores optimizados, combinados con el modelado de mínimos cuadrados parciales, cuantificaron los niveles intracelulares de zinc lábil en líneas celulares de cáncer de mama con diferentes potenciales metastásicos. Los resultados indicaron que los valores intracelulares de zinc en células metastásicas MDA 10-6.25, LM2 10-8.01 y BrM2 10-6.93 M estaban provocando un aumento en la proliferación, migración e invasividad celular. Estos hallazgos demuestran que la desregulación del zinc desempeña un papel crítico en la metástasis y destacan el potencial de los nanosensores basados en SERS como herramientas de diagnóstico precisas para la monitorización en tiempo real del zinc en entornos biológicos complejos.Programa de Doctorat en Biomedicin
La Divina comèdia de Josep Maria de Sagarra el context històric i la traducció
No full textLa traducció de la Divina comèdia de Josep Maria de Sagarra (publicada parcialment a La Veu
de Catalunya entre 1935 i 1936, i sencera en edició de bibliòfil entre 1947 i 1951) es considera
una fita en la història de la literatura catalana perquè Sagarra és l’únic traductor, després del
medieval Andreu Febrer, capaç de produir una traducció completa i de qualitat, bastida
segons les exigències literàries de l’època, de l’obra cabdal de Dante Alighieri. Des del punt
de vista traductològic, aquest text és interessant, d’una banda, perquè s’han conservat dues
versions dels primers vint-i-vuit cants del poema, en les quals el traductor no segueix els
mateixos criteris; i, d’altra banda, perquè Sagarra valora i justifica certes solucions seves a les
postil·les que acompanyen cada cant. Aquesta recerca ajuda a tenir una visió més completa
de la traducció i del seu funcionament en la cultura receptora, així com una comprensió més
profunda de l’escriptor-traductor, perquè la situa exactament en el context històric en què va
ser publicada i n’estudia les característiques textuals.
Des del punt de vista contextual, en aquest treball es descriu en termes generals la carrera
literària de Josep Maria de Sagarra com a traductor i s’estudien les traduccions de la Divina
comèdia anteriors a la sagarriana (d’Antoni Bulbena, Antoni d’Espona, Narcís Verdaguer i
Callís i Llorenç de Balanzó). A més, se situa d’una manera exacta la publicació de la traducció,
descrivint la relació entre el traductor i els agents culturals —especialment la relació amb el
mecenes Francesc Cambó, i la correcció que va fer-ne Joan Baptista Solervicens— i
resseguint la recepció que va tenir a l’època, ja sigui en forma d’article periodístic, lectura en
veu alta, presentació pública o distribució de l’edició. Des del punt de vista textual,
s’identifiquen les fonts —edicions del text, comentaris i traduccions— de les quals parteix
Sagarra i es recullen les valoracions que fa, ja sigui del text original com de la seva traducció.
Finalment, a partir de la comparació de les dues versions que es conserven, es fa un estudi
de la versificació i del grau de seguiment de la normativa fabriana, i, comparant la traducció
amb el text original, se’n donen les característiques principals a partir de les solucions més
recurrents en el text.La traduzione della Divina commedia di Josep Maria de Sagarra (pubblicata in parte in La Veu
de Catalunya tra il 1935 e il 1936, e integralmente in un’edizione per bibliofili tra il 1947 e il
1951) è considerata una pietra miliare nella storia della letteratura catalana perché Sagarra è
l’unico traduttore, dopo Andreu Febrer, in grado di realizzare una traduzione completa e di
qualità, strutturata secondo le esigenze letterarie dell’epoca, del capolavoro di Dante
Alighieri. Dal punto di vista traduttologico, questo testo è interessante, da un lato, perché si
sono conservate due versioni per i primi ventotto canti del poema, in cui il traduttore non
segue gli stessi criteri; dall’altro, perché Sagarra valuta e giustifica alcune sue soluzioni nelle
postille che accompagnano ciascun canto. La presente ricerca aiuta ad avere una visione più
completa della traduzione e del suo funzionamento nella cultura ricevente, nonché una
comprensione più profonda dello scrittore-traduttore, poiché la colloca esattamente nel
contesto storico in cui è stata pubblicata e ne studia le caratteristiche testuali.
Da un punto di vista contestuale, questo lavoro descrive in termini generali la carriera
letteraria di Josep Maria de Sagarra come traduttore e studia le traduzioni della Divina commedia
anteriori a quella sagarriana (di Antoni d’Espona, Narcís Verdaguer i Callís e Llorenç de
Balanzó). Inoltre, permette di situare con precisione la pubblicazione della traduzione,
descrivendo il rapporto tra il traduttore e gli agenti culturali — in particolare il rapporto con
il mecenate Francesc Cambó e la correzione effettuata da Joan Baptista Solervicens — e
ripercorrendo l’accoglienza ricevuta all’epoca, sotto forma di articolo di giornale, lettura ad
alta voce, presentazione pubblica o distribuzione dell’edizione. Dal punto di vista testuale,
vengono identificate le fonti — edizioni del testo, commenti e traduzioni — da cui Sagarra
attinge e vengono raccolte le sue valutazioni, sia del testo originale che della sua stessa
traduzione. Infine, sulla base del confronto tra le due versioni pervenute, vengono studiati la
versificazione e il grado di rispetto delle norme di Fabra; e in base al confronto fra la
traduzione e il testo originale, vengono riportate le principali caratteristiche della traduzione
partendo dalle soluzioni più ricorrenti nel testo.La traducción de la Divina comedia de Josep Maria de Sagarra (publicada parcialmente en La
Veu de Catalunya entre 1935 y 1936, e íntegramente en edición de bibliófilo entre 1947 y 1951)
se considera un hito en la historia de la literatura catalana porque Sagarra es el único
traductor, después del medieval Andreu Febrer, capaz de producir una traducción completa
y de calidad, construida según las exigencias literarias de la época, de la obra principal de
Dante Alighieri. Desde el punto de vista traductológico, este texto es interesante, por un
lado, porque se han conservado dos versiones de los primeros veintiocho cantos del poema,
en las que el traductor no sigue los mismos criterios; y, por otra parte, porque Sagarra valora
y justifica ciertas soluciones de su texto en las postilas que acompañan cada canto. Esta
investigación ayuda a tener una visión más completa de la traducción y de su funcionamiento
en la cultura receptora, así como una comprensión más profunda del escritor-traductor,
porque la sitúa exactamente en el contexto histórico en el que fue publicada y estudia sus
características textuales.
Desde el punto de vista contextual, en este trabajo se describe en términos generales la
carrera literaria de Josep Maria de Sagarra como traductor y se estudian las traducciones de
la Divina comedia anteriores a la suya (de Antoni Bulbena, Antoni d’Espona, Narcís Verdaguer
i Callís y Llorenç de Balanzó). Además, se sitúa de una forma exacta la publicación de la
traducción, describiendo la relación entre el traductor y los agentes culturales
—especialmente la relación con el mecenas Francesc Cambó, y la corrección que le hizo Joan
Baptista Solervicens— y recorriendo la recepción que tuvo en la época, ya sea en forma de
artículo periodístico, lectura en voz alta, presentación pública o distribución de la edición.
Desde el punto de vista textual, se identifican las fuentes —ediciones del texto, comentarios
y traducciones— de las que parte Sagarra y se recogen sus valoraciones sobre texto original
y sobre su traducción. Finalmente, a partir de la comparación de las dos versiones que se
conservan, se hace un estudio de la versificación y del grado de seguimiento de la normativa
fabriana, y, comparando la traducción con el texto original, se dan las características
principales a partir de las soluciones más recurrentes en el texto.Josep Maria de Segarra’s translation of the Divine Comedy (partially published in La Veu de
Catalunya from 1935 and 1936 and totally printed in a limited edition from 1947 and 1951) is
considered a historical milestone in the Catalan literature. Not only is Sagarra a unique
translator who is able to produce a complete and well-developed translation of Dante
Alighieri’s masterpiece (after medieval poet Andreu Febrer), but he is also able to take into
account the different literary thoroughness from Dante’s period. From a translational point
of view, this is an interesting text for two main reasons: on the one hand, because the two
versions from the first twenty-eight canti of the poem are maintained but the translator does
not follow the same criteria and, on the other, because Sagarra values and judges different
solutions to the commentary notes in each canto. The forthcoming research aims at having a
more accurate translation and at considering its use in the target culture. It also focuses on a
deeper analysis of the writer-translator, since it is exactly placed in the historical context in
which it was published and its textual features are analysed in detail.
From a contextual viewpoint, this study describes Josep Maria de Sagarra’s literary career
as a translator and it also tackles different translations of the Divine Comedy previous to Sagarra
(the ones from Antoni Bulbena, Antoni d’Espona, Narcís Verdaguer i Callís and Llorenç de
Balanzó). Furthermore, the forthcoming work deals with the exact setting the translation was
actually published and it also describes the relationship between the translator and his cultural
brokers—especially his patron connection with Francesc Cambó and the stylistic and spelling
proofread Joan Baptista Solervicens gave Sagarra from his translation. Finally, the research
traces the reception it had at the time, either in the form of a newspaper article, reading it
aloud, public presentations or delivering the edition. From a textual perspective, the
upcoming work aims at identifying the different sources, such as text editions, commentaries
on it and other translations, from which Sagarra starts to translate the Divine Comedy and at
collecting his judgments about it, either the original text or his translation. Finally, after
comparing both versions from the Divine Comedy which are preserved, a study is carried out
in order to check the versification and the way Fabra’s language standardization is applied to
Sagarra’s translation. Apart from that, it also compares Sagarra’s translation to the original
text and the main features are provided based on the most recurring strategies throughout
the text.Programa de Doctorat en Traducció i Ciències del Llenguatg
Contribution of the PI3K/PDK1/Akt signaling pathway to Alzheimer’s disease.
No full textLa malaltia d’Alzheimer (MA) és la malaltia neurodegenerativa més comuna, caracteritzada per una pèrdua neuronal progressiva associada a plaques amiloides i embulls neurofibril·lars.
Les cascades de senyalització cel·lular es consideren actualment una font de prometedores dianes terapèutiques per frenar la MA. La via de senyalització PI3K/PDK1/Akt està hiperactivada en el cervell dels pacients amb MA. Aquesta via té un paper important en la inhibició de l’activitat α-secretasa de TACE.
La inhibició de PDK1 redueix la patologia cerebral i el deteriorament de la memòria en models de ratolins amb MA, però també té efectes perjudicials ja que els animals moren després de 5 mesos de tractament. Resultats al laboratori ens permeten postular que la inhibició de l’efector de PDK1 Akt protegiria els ratolins contra la MA, mentre que la inhibició dels altres efectors de PDK1 (S6K, SGK, RSK i PKC) seria la responsable de la toxicitat. Els ratolins knock-in PDK1K465E/K465E amb una activació deficient d’Akt presenten una major activitat TACE i un elevat processament de TNFR1 i APP, que protegeix les neurones contra TNF-α i Aβ.
La inhibició farmacològica d’Akt en cèl·lules del sistema immune accentua la fosforilació de NFκB, encara que la transcripció dels gens que codifiquen per TNF-α, IL-6 o IL-1β no resulta alterada.
Una altra conseqüència cel·lular deletèria de la MA és l’augment de l’estrès del reticle endoplasmàtic (RE) causat per pertorbacions en el plegament de proteïnes, que condueix a una inducció de la resposta a proteïnes mal plegades (UPR). La UPR representa un mecanisme d’adaptació i supervivència, que condueix a la reducció de la càrrega de proteïnes mal plegades i al restabliment de l’homeòstasi del plegament de proteïnes. Si aquests mecanismes no són suficients per recuperar l’homeòstasi, la UPR condueix a la mort cel·lular.
L’estrès del RE pot interferir amb el tràfic normal no-amiloidogènic d’APP, lo que condueix a una major producció d’Aβ. L’augment de la producció de pèptids Aβ indueix una sobreactivació de la via de senyalització PI3K/Akt, que també podria contribuir a activar la UPR, agreujant així la producció de Aβ i la deposició de plaques amiloides.
La reducció dels nivells d’activació d’Akt en els ratolins knock-in PDK1K465E/K465E protegeix les neurones dels animals contra la toxicitat mediada per l’estrès reticular, suggerint que Akt podria contribuir a la MA induint la UPR. Aquest fet es recolza en la hiperactivació d’Akt i de la UPR observada ratolins mutants APP/Tau models de la MA.
La tunicamicina, inhibidor del primer pas en la biosíntesi de N-glicans en proteïnes, causa estrès del RE i redueix la viabilitat cel·lular activant la UPR tant en cèl·lules HEK293T com en Neuro2A. Aquesta pèrdua de viabilitat cel·lular induïda per tunicamicina disminueix la densitat i altera la morfologia cel·lular sense induir la mort, ja que consisteix en una aturada reversible del cicle cel·lular.
La inhibició d’Akt a través del compost MK2206 restaura el fenotip de les cèl·lules tractades amb tunicamicina atenuant la UPR i revertint l’aturada del cicle cel·lular. La inhibició dels altres efectors de PDK1 (S6K, SGK o RSK) no protegeix front a la tunicamicina, ja que no afecta la UPR. La inhibició d’Akt tampoc protegeix de la toxicitat causada per la tunicamicina a cèl·lules diferenciades i neurones primàries amb nivells d’activitat d’Akt reduïda.
A més, la inhibició de la quinasa major de la UPR, PERK, pot mitigar les conseqüències de l'estrès reticular atenuant la UPR, protegint les cèl·lules contra la toxicitat de la tunicamicina sense afectar els nivells d'activació d'Akt.
Aquests resultats suggereixen que Akt contribueix a la disrupció de l'homeòstasi proteica, per la qual cosa la seva inhibició parcial podria ser un bon enfocament terapèutic per minvar la pèrdua neuronal que succeeix als cervells amb MA.La enfermedad de Alzheimer (EA) es la enfermedad neurodegenerativa más común, caracterizada por la pérdida neuronal progresiva asociada a placas amiloides y ovillos neurofibrilares.
Las cascadas de señalización celular se consideran una fuente de dianas terapéuticas para frenar la progresión de la EA. La vía de señalización PI3K/PDK1/Akt está hiperactivada en cerebro con EA. Esta vía desempeña un papel importante en la inhibición de la actividad α-secretasa de TACE.
La inhibición de PDK1 reduce la patología cerebral y el deterioro de la memoria en modelos de ratones con EA, pero los animales mueren tras 5 meses de tratamiento. Resultados obtenidos en el laboratorio permiten postular que la inhibición del efector de PDK1 Akt protegería a los ratones frente la EA, mientras que la inhibición de los demás efectores de PDK1 (S6K, SGK, RSK y PKC) sería la responsable de la toxicidad. Los ratones knock-in PDK1K465E/K465E con deficiente activación de Akt presentan una mayor actividad TACE y un elevado procesamiento de TNFR1 y APPα, que protege a las neuronas frente TNF-α y Aβ. La inhibición farmacológica de Akt en células del sistema inmune acentúa la fosforilación de NFκB, sin alterar la transcripción de los genes que codifican para TNF-α, IL-6 o IL-1β.
Otra consecuencia deletérea de la EA es el aumento del estrés del retículo endoplasmático (RE) causado por perturbaciones en el plegamiento de proteínas, que induce la respuesta a proteínas mal plegadas (UPR). La UPR representa un proceso de adaptación y supervivencia, que conduce a la reducción de la carga de proteínas mal plegadas y al restablecimiento de la homeostasis del plegamiento proteico. Si estos mecanismos no son suficientes para recuperar la homeostasis, la UPR induce la muerte celular.
El estrés del RE puede interferir con el procesamiento normal no-amiloidogénico de APP, conduciendo a una mayor producción de Aβ. Este incremento en la carga de Aβ induce una sobreactivación de la vía de señalización PI3K/Akt, que también podría contribuir a activar la UPR, exacerbando así la producción de Aβ y el depósito de placas amiloides.
La reducción de los niveles de activación Akt en los ratones knock-in PDK1K465E/K465E protege las neuronas frente a la toxicidad mediada por el estrés de retículo, lo que sugiere que Akt podría contribuir a la patología de la EA induciendo la UPR. Este hecho se apoya por la hiperactivación de Akt y la inducción de la UPR observada en los ratones mutantes APP/Tau modelos de EA.
La tunicamicina, inhibidor del primer paso en la biosíntesis de N-glucanos en las proteínas, causa estrés del ER y reduce la viabilidad celular induciendo la UPR tanto en células HEK293T como Neuro2A. La pérdida de viabilidad celular inducida por tunicamicina disminuye la densidad y altera la morfología celular sin llegar a inducir la muerte, ya que consiste en un arresto reversible del ciclo celular.
La inhibición de Akt con el compuesto MK2206 restaura el fenotipo de las células tratadas con tunicamicina atenuando la UPR y antagonizando el arresto del ciclo celular. La inhibición de los otros efectores de PDK1 (S6K, SGK o RSK) no es protectora frente a la tunicamicina. La inhibición de Akt no protege de la toxicidad causada por la tunicamicina a células diferenciadas y neuronas primarias con niveles de actividad de Akt reducidos.
Además, la inhibición de la principal quinasa de la UPR, PERK, también puede mitigar las consecuencias del estrés reticular atenuando la UPR, sin afectar a los niveles de activación de Akt.
Estos resultados sugieren que Akt contribuye a la alteración de la homeostasis proteica, por lo que su inhibición parcial podría ser una buena aproximación terapéutica para atenuar la pérdida neuronal presente en los cerebros con EA.Alzheimer’s disease (AD) is the most common neurodegenerative disease, characterized by progressive neuronal loss triggered by the presence of amyloid plaques and neurofibrillary tangles.
Cell signaling cascades are currently considered a source of promising therapeutical targets for the design of new drugs blocking the progression of AD. Among them, PI3K/PDK1/Akt signaling pathway is hyperactivated in AD brains. This pathway plays an important role in restraining TACE α-secretase activity, that leads to decreased APPα processing and TNFR1 shedding, resulting in increased Aβ release and TNF-α hypersensitivity.
Strikingly, inhibition of PDK1 reduced brain pathology and memory impairment in AD mice models, but at the same time exhibited deleterious effects, since the animals died after 5 months of treatment. Results in the laboratory allow to postulate that inhibition of the PDK1 effector Akt would protect mice against AD, while inhibition of the other PDK1 effectors (S6K, SGK, RSK and PKC) would be responsible for the toxicity. Supporting this hypothesis, PDK1K465E/K465E PH-domain knock-in mice with deficient Akt activation show increased TACE activity and elevated TNFR1 and APPα processing, which protect neurons against TNF-α and Aβ toxicity.
Pharmacological Akt inhibition in immune cell lines accentuates the phosphorylation of NFκB, a transcription factor that plays an important role in regulating gene expression of inflammatory cytokines; however, TNF-α, IL-6 or IL-1β gene transcription is not affected by this posttranslational modification.
Another deleterious cellular consequence of AD is the stress of endoplasmic reticulum (ER), leading to an induction of the Unfolded Protein Response (UPR) in temporal cortex and hippocampus. The UPR is a protective cellular response induced upon ER stress caused by perturbations in protein folding, such as Aβ accumulation. It represents a mechanism of adaptation and survival, which leads to the reduction of the unfolded protein load and to the reestablishment of protein-folding homeostasis. If these mechanisms are not enough to recover the homeostasis, the UPR will dictate cell death.
ER stress may interfere with normal non-amyloidogenic trafficking of APP, leading to higher Aβ production. The increased production of Aβ peptides induces an overactivation of the PI3K/Akt signaling pathway, that could also contribute to activate the UPR, thereby exacerbating the Aβ production and the deposition of amyloid plaques.
Reducing Akt activity levels by PDK1K465E/K465E knock-in mutation also protects mice neurons against ER stress mediated toxicity, suggesting that Akt could contribute to AD pathology by inducing the UPR. This is supported by the hyperactivation of Akt and UPR observed in APP/Tau mutant mice models of AD.
Tunicamycin, an inhibitor of the first step in the biosynthesis of N-linked glycans in proteins, causes ER stress and reduces cell viability by inducing the UPR in both HEK293T and Neuro2A cells. Tunicamycin-induced loss of cell viability decreases cell density and alters cell morphology without inducing cell death, by means of a reversible cell cycle arrest.
The inhibition of Akt with the MK2206 compound restores the phenotype of tunicamycin-treated cells by attenuating the UPR and antagonizing the cell cycle arrest. Moreover, the inhibition of other effectors of the PI3K/PDK1 signaling pathway (S6K, SGK or RSK) is not protective against tunicamycin, since it does not attenuate the UPR. Chemical inhibition of Akt is not protective but rather toxic in tunicamycin-treated postmitotic cells and neurons with lower Akt activity levels.
In addition, inhibition of the major UPR kinase, PERK, can also mitigate the consequences of ER stress by attenuating the UPR, thereby protecting cells against tunicamycin toxicity without affecting Akt activation levels.
Altogether, these results suggests that Akt contributes to the disruption of protein homeostasis, thereby partial inhibition of Akt could be a therapeutic approach to attenuate the neuronal loss occurring in AD brains.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Neurocièncie