Tesis Doctorals en Xarxa
Not a member yet
46997 research outputs found
Sort by
Non-coding regulation of transcription during plant development
No full textLa regulació de l'expressió gènica a eucariotes és un procés complexa amb diversos tipus de regulació que se solapen, el que fa possible el desenvolupament d'estructures corporals sofisticades i la ràpida resposta a canvis mediambientals. En ser immòbils, les plantes requereixen exercir un control precís de l'expressió de gens codificants, i de coordinar les transicions en el seu desenvolupament amb els estímuls del medi. Davant de tal complexitat, el paper dels factors de transcripció en la modulació de l'activitat de la polimerasa d'ARN II és insuficient, per tant, s'ha de tenir en consideració la presència addicional de mecanismes no-codificants i epigenètics tals com ARN no-codificants, l'accessibilitat de la cromatina, la metilació de l'ADN, i les modificacions d'histones.
Recentment, aquests processos han estat objecte d'estudi extensiu en plantes. Tot i això, allò que sabem del paper de la transcripció no codificant i de la seva importància encara roman incomplet. Per tal de contribuir al coneixement en aquest camp, en aquest treball de tesis he implementat mètodes que permeten l'estudi de la dinàmica de la transcripció no-codificant i de l'accessibilitat de la cromatina durant el desenvolupament, fent servir com a model d'estudi la transició de llavor a plàntula en l'espècie Arabidopsis thaliana. Fent ús de tècniques d'alta sensibilitat com són el "capped-small RNA sequencing (csRNA-seq)" i l'"Assay for Transposase-Accessible Chromatin with sequencing (ATAC-seq)", he aconseguit demostrar que la transcripció no-codificant és més prevalent del que s'estimava amb anterioritat. A més he aconseguit associar i validar experimentalment canvis en la transcripció de gens codificants a regions reguladores de tipus "enhancer" transcripcional, les quals mostren evidència de transcripció no-codificant, exposant així una característica de la regulació transcripcional en plantes que abans es pensava era exclusiva de metazous.
Els mètodes aplicats en aquest treball m'han permès identificar milers de potencials enhancers transcripcionals a Arabidopsis. No obstant això, el mostreig de teixits complets, que contenen diversos tipus cel·lulars, limita la capacitat d'entendre la regulació mediada per enhancers a nivell espacial, temporal, o a cèl·lules individuals. Per superar aquesta limitació, he explorat la possibilitat d'integrar dades de csRNA-seq amb mètodes de detecció d'ARN a escala de cèl·lules individuals. Fent servir dades de csRNA-seq d'arrel d'Arabidopsis, i comparant-les amb dades públiques d'expressió d'ARN i d'accessibilitat de cromatina a escala de nuclis individuals ("single-nucleus Multiome,snMultiome"; exploració simultània d'ARN i d'accessibilitat de cromatina), he aconseguit demostrar que el gen EXTENSIN3 i el seu putatiu enhancer són actius i co-accessibles específicament a cèl·lules de tricoblasts, demostrant d'aquesta manera una potencial regulació específica d'aquest gen únicament en aquest tipus cel·lular.
Finalment, l'ús intensiu del mètode ATAC-seq m'ha dut a crear una eina especialitzada pel control de qualitat i filtratge de lectures de seqüències alineades, ja que els mètodes disponibles són ineficients i no consideren característiques específiques d'espècies vegetals. Aquesta nova eina "quaqc: Quick ATAC-seq Quality Control" és més ràpida, utilitza menys recursos, i és capaç de processar dades provinents de plantes i d'altres organismes sense necessitat de fer ajustos addicionals. El mètode va acompanyat d'un paquet de R per a l'ús interactiu i la possibilitat de representar dades de control de qualitat, cosa que permet provar ràpidament i iterativament l'efecte de paràmetres de filtratge específics sobre la qualitat de les dades obtingudes.
En els últims anys, l'aplicació a plantes de tècniques moleculars avançades com ho són les emprades en el present treball han permès que el nostre coneixement de la regulació de l'expressió gènica s'acosti als nivells als quals s'ha arribat en metazous. La continuïtat de l'aplicació d'aquest tipus de tecnologies portarà les bases fundacionals necessàries per a aconseguir el control precís de l'expressió gènica a espècies vegetals d'interès agronòmic.La regulación de la expresión génica en eucariotas es un proceso complejo con múltiples modos de regulación solapantes, haciendo posible el desarrollo de sofisticadas estructuras corporales y la ágil respuesta a cambios medioambientales. Al ser sésiles, las plantas necesitan ejercer un preciso control de la expresión de sus genes codificantes de proteínas, coordinando sus transiciones de desarrollo con los estímulos del medio. Frente a esta complejidad, la función de factores de transcripción en la modulación actividad de la polimerasa de ARN II resulta insuficiente, por eso deben considerarse además los mecanismos no-codificantes y epigenéticos como son los ARNs no-codificantes, la accesibilidad de la cromatina, la metilación del ADN, y las modificaciones de histonas.
Estos procesos han sido estudiados extensivamente en plantas en años recientes. Sin embargo, nuestro entendimiento del rol y el alcance de la transcripción no-codificante permance ampliamente incompleto. Para avanzar en esta área, en este trabajo de tesis he implementado métodos que permiten estudiar la dinámica de la transcripción no-codificante y la accesibilidad de la cromatina en el transcurso del desarrollo, utilizando como modelo la transición de semilla a plántula en la especie Arabidopsis thaliana. Utilizando técnicas altamente sensibles como son el “capped-small RNA sequencing (csRNA-seq)” y el “Assay for Transposase-Accessible Chromatin with sequencing (ATAC-seq)”, he podido revelar que la importancia de la transcripción no-codificante es más prevalente de lo que se estimaba. Es más, he logrado asociar y validar experimentalmente cambios en la transcripción de genes codificante con regiones regulatorias del tipo “enhnacers” transcripcionales, las cuales muestran evidencia de transcripción no-codificante, confirmando así una característica de la regulación transcripcional de plantas que antes se pensaba exclusiva de metazoos.
Los métodos aplicados en este trabajo me han permitido identificar miles de potenciales enhancers transcripcionales en Arabidopsis. Sin embargo, el muestreo de tejidos enteros, conteniendo mezclas de múltiples células, limita la capacidad de entender la regulación mediada por enhancers a nivel espacial, temporal, o de células individuales. Para sobrellevar este límite, he explorado la posibilidad de integrar datos de csRNA-seq con métodos que detectan ARNs a nivel de células individuales. Utilizando datos de csRNA-seq generados en raíces de Arabidopsis, y comparándolos con datos publicados de expresión de ARNs y accesibilidad de cromatina a nivel de núcleos individuales (“single-nucleus Multiome,snMultiome”; exploración simultánea de ARN y accesibilidad de cromatina), he logrado demostrar que el gen EXTENSIN3 y su putativo enhancer son activos y co-accesibles específicamente en células de tricoblastos, revelando así una potencial regulación específica de este gen sólo en este tipo de células.
Finalmente, el uso intensivo del método ATAC-seq me ha motivado a crear una herramienta especializada para el control de calidad y filtrado de lecturas de secuencias alineadas, ya que los métodos disponibles son ineficientes y no tienen en cuenta características específicas de especies vegetales. Esta nueva herramienta “quaqc: Quick ATAC-seq Quality Control” es más rápida, requiere menos memoria, y puede procesar datos provenientes de plantas o de otros organismos sin necesidad de ajustes adicionales. El método va acompañado de un paquete de R para el uso interactivo y la posibilidad de graficar datos de control de calidad, permitiendo el testeo rápido e iterativo de los efectos de parámetros de filtrado específicos en la calidad de los datos obtenidos.
En años recientes, la aplicación en plantas de técnicas moleculares avanzadas como las utilizadas en el presente trabajo ha permitido que nuestro conocimiento de la regulación de la expresión génica se aproxime a los niveles alcanzados en metazoos. La continuidad de la aplicación de este tipo de tecnologías brindará las bases fundacionales para la lograr el preciso control de la expresión génica en especies vegetales de interés agronómico.Eukaryotic gene transcription is a highly complex process with multiple overlapping modes of regulation, which has allowed for the development of highly varied body plans and flexibility in responding to changes in the environment. Plants, as sessile organisms, are especially under pressure to properly regulate transcription of their protein coding genes to time developmental transitions in coordination with environmental cues. As a result, the classical model of transcriptional regulation where transcription factors bind the promoters of genes to influence the activity of RNA polymerase II is insufficient, and consistently fails to wholly explain transcription dynamics. To better understand this process, additional layers of regulation must also be considered, including a host of non-coding and epigenetic mechanisms such as non-coding RNAs, chromatin accessibility, DNA methylation, and histone methylation.
In recent years these processes have been extensively studied in plants, though our understanding of them remains largely incomplete, such as with regards to the role and extent of non-coding transcription in regulating protein coding gene expression. To further our understanding in this area, I comprehensively profiled non-coding transcription and chromatin accessibility dynamics during the seed-to-seedling transition of the plant Arabidopsis thaliana as a model system. Using highly sensitive molecular techniques such as capped-small RNA sequencing (csRNA-seq) and Assay for Transposase-Accessible Chromatin with sequencing (ATAC-seq), I revealed that the extent of non-coding transcription during this transition is an order of magnitude more prevalent than previously known. Additionally, many changes in protein coding transcription were associated with nearby regions showing evidence of non-coding RNA transcription and changes in chromatin accessibility, which were successfully experimentally validated. These regulatory regions likely serve as enhancers of protein coding expression, confirming a feature of plant transcriptional regulation that once was believed to be unique to metazoans.
While this approach successfully identified thousands of potential active regulatory regions in Arabidopsis thaliana, the sampling of bulk tissues limits our understanding of the cell type-specific spatiotemporal regulation of plant genes by enhancers. To solve this limitation, I performed an in-depth exploration of the csRNA-seq method for the detection of transcriptionally active enhancers in plants and integrated it with single cell methods. Using Arabidopsis thaliana roots as a model system, I analyzed optimal parameters for detecting genome-wide non-coding transcription and matched the resulting data with a published single-nucleus Multiome (snMultiome; profiling both RNA and chromatin accessibility simultaneously) dataset of root tips. Starting from root-enriched pairs of associated non-coding regulatory elements and protein coding genes identified from csRNA-seq data, I showed that the extensin gene EXTENSIN3 and an associated upstream enhancer are specifically co-accessible in trichoblast cells, revealing a potential cell type-specific mode of regulation for this gene.
Finally, my use of ATAC-seq data motivated me to create a specialized tool for quality control and filtering of aligned reads, as currently available solutions are computationally inefficient and do not account for plant-specific differences in the data. This tool, quaqc: Quick ATAC-seq Quality Control, is several times faster and requires much less memory than the current next best solution. It also natively handles both plant and non-plant data without needing to perform additional manipulations to the former. An accompanying R package provides functions for interactive use and plotting of quality control data, allowing for fast iterative testing of the effects of specific filtering parameters on data quality.
In recent years the application of advanced molecular techniques in plants such as those presented in this thesis and by others have brought our understanding of gene regulation in plants closer to the level achieved in metazoans. Further application of these methods will provide the foundation for the successful engineering of gene expression in agronomically important plants.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Biologia i Biotecnologia Vegeta
Evaluation of BET proteins and LSD1 as epigenetic targets for peripheral nerve injury treatment
No full textLa lesió traumàtica del nervi perifèric afavoreix la desconnexió entre axons i òrgans diana, provocant greus defectes funcionals en els sistemes motor, sensorial o autònom. A més, els subjectes que pateixen lesions nervioses també poden experimentar problemes secundaris, com el dolor neuropàtic, que disminueix encara més la seva qualitat de vida. Actualment, no hi ha teràpies efectives per promoure la regeneració nerviosa o millorar el dolor neuropàtic després d'una lesió nerviosa. Aquesta situació sotmet els pacients a períodes prolongats de rehabilitació, així com a elevades despeses mèdiques, que han de ser cobertes pel subjecte o pel sistema sanitari públic. Per aquests motius, cal desenvolupar noves estratègies per tractar les lesions dels nervis perifèrics. Atès que la investigació epigenètica ha promogut el desenvolupament de nous tractaments per a diferents malalties neuropatològiques, vam voler desvelar els efectes terapèutics potencials de dues dianes epigenètiques les "proteïnes BET" i "LSD1" després d'una lesió nerviosa.
Vam descobrir que la inhibició de les proteïnes BET mitjançant JQ1 tenia efectes prometedors en la millora del dolor neuropàtic en un model de ratolí de lesió nerviosa intacta (SNI). En aquest sentit, JQ1 va ser capaç de reduir la hiperalgèsia mecànica mitjançant la modulació de l'expressió del canals iònics i l'entorn inflamatori. També vam determinar que els medis condicionats dels macròfags inhibits per BET, augmentaven el creixement de neurites en explants de DRG mitjançant l'activació de la via STAT6 in vitro. Tanmateix, la inhibició de BET utilitzant JQ1 no va millorar la reinervació motora, ni sensorial in vivo després d'una lesió per aixafament del ciàtic. Com les proteïnes BET estaven estretament relacionades amb esdeveniments inflamatoris; es va procedir a avaluar el paper del membre de la família de proteïnes BET "BRD4" en la transcripció de citocines antiinflamatòries. Hem desxifrat que, en condicions fisiològiques, BRD4 forma un complex repressor amb CHD4 al promotor IL-13, impedint la seva transcripció. Aleshores, després de la inhibició de BET, ambdues proteïnes repressores es poden alliberar d'aquesta regió genètica, facilitant així l'expressió de citocines antiinflamatòries.
Pel que fa a LSD1, vam determinar que la inhibició global de LSD1 mitjançant RN-1 a 500 nM en explants de DRG va augmentar el nombre de neurites in vitro. A més, l'administració primerenca de RN-1 en ratolins ferits per aixafament del ciàtic va promoure l'expressió de certs gens associats a la regeneració (RAG) i va provocar la immunosupressió. Tot i que el tractament a llarg termini amb RN-1 no va afectar la degeneració walleriana, no va millorar la reinervació motora ni cutània després de l'aixafament del nervi ciàtic.
En conclusió, aquesta tesi proporciona informació sobre l'ús de proteïnes BET i LSD1 com a dianes terapèutiques per millorar el resultat funcional després d'una lesió del nervi perifèric.La lesión traumática del nervio periférico promueve la desconexión entre los axones y los órganos diana, dando lugar a graves defectos funcionales en los sistemas motor, sensorial o autónomo. Además, los sujetos que sufren una lesión nerviosa también pueden experimentar problemas secundarios, como el dolor neuropático, que disminuye aún más su calidad de vida. Actualmente, no existen terapias eficaces para promover la regeneración nerviosa o mejorar el dolor neuropático después de una lesión nerviosa. Esta situación somete a los pacientes a prolongados períodos de rehabilitación, así como a elevados gastos médicos, que deben ser cubiertos ya sea por el propio sujeto o por el sistema público de salud. Por estos motivos, es necesario el desarrollo de nuevas estrategias para tratar las lesiones de los nervios periféricos. Dado que la investigación epigenética ha promovido el desarrollo de nuevos tratamientos para distintas enfermedades neuropatológicas, nuestro objetivo fue desentrañar los posibles efectos terapéuticos de dos dianas epigenéticas, las "proteínas BET" y el "LSD1", después de una lesión nerviosa.
Descubrimos que la inhibición de las proteínas BET utilizando JQ1 tenía efectos prometedores en la mejora del dolor neuropático en un modelo de ratón con lesión nerviosa intacta (SNI). En este sentido, JQ1 pudo reducir la hiperalgesia mecánica mediante la modulación de la expresión de los canales iónicos y el entorno inflamatorio. También determinamos que los medios condicionados de macrófagos inhibidos por BET aumentaron el crecimiento de neuritas en explantes de DRG mediante la activación de la vía STAT6 in vitro. Sin embargo, la inhibición de BET utilizando JQ1 no mejoró la reinervación motora, ni sensorial in vivo después de una lesión por aplastamiento del ciático. Como las proteínas BET estaban estrechamente relacionadas con eventos inflamatorios; procedimos a evaluar el papel del miembro de la familia de proteínas BET "BRD4" en la transcripción de citoquinas antiinflamatorias. Desciframos que, en condiciones fisiológicas, BRD4 forma un complejo represor con CHD4 sobre el promotor de IL-13, impidiendo su transcripción. Luego, tras la inhibición BET, ambas proteínas represoras se liberaron de esta región genética, lo que facilitó la expresión de citocinas antiinflamatorias.
Con respecto a LSD1, determinamos que la inhibición global de LSD1 usando RN-1 a 500 nM en explantes de DRG aumentó el número de neuritas in vitro. Además, la administración temprana de RN-1 en ratones lesionados por aplastamiento del ciático promovió la expresión de ciertos genes asociados a la regeneración (RAG) y condujo a la inmunosupresión. Aunque el tratamiento a largo plazo con RN-1 no afectó la degeneración walleriana, tampoco mejoró la reinervación motora, ni cutánea después del aplastamiento del nervio ciático.
En conclusión, esta tesis proporciona información sobre el uso de proteínas BET y LSD1 como dianas terapéuticas para mejorar el resultado funcional después de una lesión de nervio periférico.Traumatic injury to the peripheral nerve promotes the disconnection between axons and target organs, leading to serious functional defects in motor, sensory or autonomic systems. In addition, subjects that suffer from nerve injury may also experience secondary problems, like neuropathic pain, which further decreases their quality of life. Currently, there are no effective therapies to promote nerve regeneration or ameliorate neuropathic pain after nerve injury. This situation subjugates patients to prolonged periods of rehabilitation, as well as to high medical expenses, that must be covered either by the subject or by the public healthcare system. For these reasons, the development of new strategies to treat peripheral nerve injuries is needed. Since epigenetic research has promoted the development of novel treatments for distinct neuropathological diseases, we aimed to unravel the potential therapeutic effects of two epigenetic targets "BET proteins" and "LSD1" after nerve injury.
We discovered that inhibition of BET proteins using JQ1 had promising effects on the amelioration of neuropathic pain in a mouse model of spared nerve injury (SNI). In this regard, JQ1 was able to reduce mechanical hyperalgesia trough the modulation of ion channel expression and the inflammatory environment. We also determined that conditioned media from BET-inhibited macrophages increased neurite outgrowth in DRG explants through the activation of the STAT6 pathway in vitro. However, BET inhibition using JQ1 did not improve motor and sensory reinnervation in vivo after sciatic crush injury. Provided that BET proteins were closely linked to inflammatory events; we proceed to assess the role of the BET protein family member BRD4 in the transcription of anti-inflammatory cytokines. We deciphered that, under physiological conditions, BRD4 forms a repressor complex with CHD4 on the IL-13 promoter, preventing its transcription. Then, upon BET-inhibition both repressor proteins were released from this genetic region, facilitating anti-inflammatory cytokine expression.
Regarding LSD1, we determined that global LSD1 inhibition using RN-1 at 500 nM in DRG explants increased neurite number in vitro. Additionally, early administration of RN-1 in crush-injured mice promoted the expression of certain regeneration associated genes (RAGs) and led to immunosuppression. Although long-term treatment with RN-1 did not affect Wallerian degeneration, it did not improve motor and cutaneous reinnervation after sciatic nerve crush.
In conclusion, this thesis provides insights onto the use of BET proteins and LSD1 as therapeutic targets to improve the functional outcome after peripheral nerve injury.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Neurocièncie
Ecology of marine aerobic anoxygenic phototrophic bacteria
No full textEls bacteris aeròbics anoxigènics fototròfics (AAP) són organismes heterotròfics que poden aprofitar la llum per a proveir el seu metabolisme. Habiten a la zona eufòtica dels oceans, on juguen un paper important en el reciclatge de la matèria orgànica. La descoberta de la seva presència en la superfície dels oceans fa més de dues dècades, va marcar un canvi de paradigma en el camp de l'ecologia microbiana marina. Des de llavors, l'exploració de les AAP ha progressat en paral·lel amb els avenços tecnològics, particularment l'aparició de tècniques de seqüenciació d'alt rendiment (HTS).
En aquesta tesi, s'exploren els patrons biogeogràfics de les comunitats d'AAPs a través de la superfície de l'oceà global i a tota la columna d'aigua, avaluant i millorant les eines moleculars disponibles per al seu estudi, i analitzant les seves abundàncies cel·lulars, distribució de pigments i patrons de bioenergètica a través de l'oceà Atlàntic. Utilitzant mostres recollides durant l'Expedició Malaspina, s'explora la diversitat i composició de les comunitats AAP a través dels oceans Atlàntic, Indi i Pacífic, definint els seus patrons biogeogràfics i identificant la selecció ambiental com el principal procés ecològic que governa les comunitats bacterianes AAP. L'avaluació de la diversitat de bacteris AAP es basa tradicionalment en la seqüenciació d'amplicons del gen pufM, amb potencials reptes derivats de biaixos relacionats amb els encebadors. En aquesta tesi, s'aborda de manera integral aquest tema avaluant els encebadors existents, dissenyant-ne de nous i provant-los en un conjunt de mostres ambientals. Aquest enfoc permet identificar els millors encebadors per a l'amplificació del gen pufM, que després s'ha aplicat per estudiar la diversitat d'AAPs a la columna d'aigua a l'oceà Atlàntic. La millora dels encebadors va demostrar que una fracció important de les comunitats AAPs estan compostes per grups taxonòmics que gairebé no han estat estudiats, i dels quals amb prou feines se'n coneix l'ecològica. Aquesta tesi explora la seva distribució i preferències d'hàbitat, i mostra que la composició dels conjunts d'AAPs està fortament influenciada per la seva posició al llarg de la columna d'aigua en relació amb el màxim de clorofil·la profund. A més, a través del anàlisi de les abundàncies de les cèl·lules AAP i les concentracions de bacterioclorofil·la a a través de diferents profunditats, s'ha pogut estimar l'energia solar capturada pels AAP a l'oceà.
En resum, aquesta tesi proporciona nous coneixements sobre les AAPs en el medi marí, i aplana el camí per a futures investigacions amb la finalitat d'avançar en la nostra comprensió i coneixement sobre la seva ecologia.Las bacterias aerobias anoxigénicas fototróficas (AAPs) son organismos heterótrofos que pueden usar la energía solar para suplementar su metabolismo. Habitan la zona eufótica de los océanos, jugando papel importante en el reciclado de la materia orgánica. El descubrimiento de su presencia en la superficie del océano significó un cambio de paradigma en el campo de la ecología microbiana marina. Desde entonces, la exploración de las AAPs ha progresado en paralelo a los avances tecnológicos, y en particular alentado por el desarrollo de las nuevas técnicas de secuenciación masivas.
En esta tesis, se exploran los patrones biogeográficos de las comunidades de AAPs a lo largo de la superficie del océano global y a través de la columna de agua. Se evalúan y mejoran las herramientas moleculares disponibles para su estudio, y se analizan las abundancias celulares y distribución de pigmento a lo largo de océano Atlántico. Usando muestras recogidas durante la Expedición Malaspina, he estudiado la diversidad y la composición de las comunidades de AAPs en los océanos Atlántico, Índico y Pacífico, definiendo sus principales patrones biogeográficos e identificando la selección ambiental como el proceso ecológico más importante influenciando su composición. El análisis de la diversidad de las AAPs se ha basado tradicionalmente en la amplificación del gen pufM, con posibles desafíos asociados a sesgos en los cebadores. En esta tesis, abordo de manera integral este tema al evaluar los cebadores existentes, diseñar nuevos y probarlos en un conjunto de muestras ambientales marinas. Este trabajo ha permitido la identificación de los cebadores más adecuados para el gen pufM, que posteriormente se han aplicado al estudio de la diversidad de AAPs en la columna de agua a lo largo del océano Atlántico. La mejora de los cebadores muestra que una fracción importante de las comunidades de AAPs está compuesta por grupos taxonómicos que apenas han sido estudiados, y de los que se tiene poca información ecológica. Esta tesis explora su distribución y su hábitat, y muestra que la composición de las comunidades de AAP está fuertemente influenciada por su posición a lo largo de la columna de agua en relación con el máximo de clorofila profunda. Además, el análisis de las abundancias celulares de AAPs y la concentración de bacterioclorofila a en diferentes profundidades, ha permitido estimar la energía solar capturada por las bacterias AAP en el océano abierto.
En conjunto, esta tesis aporta información nueva relativa a las AAPs en el entorno marino y allana el camino para investigaciones futuras con el fin de avanzar en nuestra comprensión y conocimiento de su ecología.Aerobic anoxygenic phototrophic (AAP) bacteria are heterotrophic organisms that can harvest light to supply their metabolism. They inhabit the euphotic zone of the oceans, where they play an important role in the recycling of the organic matter. The discovery of their presence in the surface oceans more than two decades ago, marked a change of paradigm in the field of marine microbial ecology. Since then, the exploration of AAP bacteria has progressed in parallel with technological advancements, particularly the emergence of high-throughput sequencing (HTS) techniques.
In this thesis, I explore the biogeographical patterns of AAP bacteria communities across the surface global ocean and throughout the water column, I evaluate and improve the molecular tools available for their study, and analyze their cells abundances, pigment distribution, and bioenergetics patterns across the Atlantic Ocean. Using samples collected during the Malaspina Expedition, I explore the diversity and composition of AAP communities across the Atlantic, Indian, and Pacific Oceans, defining their biogeographical patterns and identifying the environmental selection as the main ecological process governing AAP bacteria communities. The assessment of AAP bacteria diversity traditionally relies on amplicon sequencing of the pufM gene, with potential challenges arising from primer-related biases. In this thesis, I comprehensively address this issue by evaluating existing primers, designing new ones, and testing them in a set of environmental samples. This approach has enabled the identification of the optimal set of primers for the pufM gene amplification, that then I have applied to study the diversity of AAP bacteria in the water column across the South and Mid Atlantic Ocean. The refinement of primers showed that an important fraction of AAP communities are composed by taxonomic groups that have barely been studied, with limited available ecological information. This thesis explores their distribution and habitat preferences, and shows that the composition of AAP assemblages is strongly influenced by their position along the water column relative to the deep chlorophyll maximum. Furthermore, through an analysis of AAP cell abundances and bacteriochlorophyll a concentrations across different depths, I have been able to estimate the solar energy captured by AAP bacteria in the open ocean.
Overall, this thesis provides new insights into the ecology of AAP bacteria in the marine environment, and pave the way for future research in order to advance our understanding and knowledge on their ecology.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Microbiologi
Characterization, improvement and application of plant elicitor peptides as new control tools against plant pathogens
No full textLa família de les Rosaceae comprèn espècies d’alta rellevància econòmica, com ho són les espècies de fruiters de clima temperat, ornamentals i medicinals. El seu cultiu, però, es veu limitat per la propagació de diversos fitopatògens, com ara la Xanthomonas arboricola pv. pruni (Xap). Aquest és l’agent responsable de la taca bacteriana dels fruiters de pinyol, la qual compromet la producció d’aquests cultius i provoca pèrdues econòmiques significants. El control d’aquesta malaltia es basa en l’ús de compostos del coure, als quals se’ls hi atribueix toxicitat vegetal, soques bacterianes resistents al coure i contaminació de l’ambient. A conseqüència, es planteja una necessitat global de noves estratègies més eficients i sostenibles que permetin el control de la taca bacteriana.Programa de Doctorat en Tecnologi
A comprehensive approach to meeting the needs and demands of people with multiple sclerosis
No full textENG- This thesis aims to provide a comprehensive approach to meeting the needs and demands of people with multiple sclerosis (MS) by expanding knowledge and offering solutions to enhance patient participation, health literacy, and empowerment. Firstly, the thesis identifies the key elements necessary for shared decision-making and patient participation from their own perspective, emphasizing the need for access to comprehensive and high-quality information, details about all aspects of treatments, and the individual’s role in the decision-making process. Secondly, it explores how a peer learning program should be structured to empower individuals in navigating a complex health process such as MS. Specifically, it identifies the essential contents of the program, its design and characteristics more adequate, the profiles of the Expert Patient and participants, and the potential benefits such a program can offer. Finally, the thesis describes the development, piloting, and implementation of the peer support program and evaluates its impact on health indicators and outcomes and patient reported experienceCAT- Aquesta tesi té com a objectiu abordar de manera integral les necessitats i les demandes de les persones amb esclerosi múltiple mitjançant l'ampliació del coneixement i proporcionant solucions per millorar la participació de la persona, la seva alfabetització en salut i el seu empoderament. En primer lloc, la tesi identifica els elements clau necessaris per a la presa de decisions compartides i la participació del pacient des de la seva pròpia perspectiva, amb èmfasi en la necessitat d’accés a informació complerta i d’alta qualitat, informació sobre tots els aspectes relatius al tractament i el rol de la persona en la presa de decisions. En segon lloc, explora com ha de ser una programa d’aprenentatge entre iguals per a empoderar a la persona respecte a un procés de salut complex com és l’esclerosi múltiple. Concretament s’identifiquen els continguts essencials del programa; el disseny i característiques essencials del programa; els perfils del Pacient Expert i dels participants; i els potencials beneficis que pot aportar un programa d’aquestes característiques. Finalment, la tesi descriu el desenvolupament, pilotatge i la implementació del programa de suport entre iguals i avalua el seu impacte sobre els indicadors i resultats de salut i l’experiència reportada per les personesPrograma de Doctorat en Biologia Molecular, Biomedicina i Salu
Essays on the Expected Credit Loss Model
No full textThe implementation of the Expected Credit Loss (ECL) model represents a significant change in financial reporting for banks by requiring the recognition of loan loss provisions based on expected credit losses at loan origination. This thesis examines the impact of the ECL model on bank transparency and lending decisions. Chapter 1 shows that the ECL model reduces the ability of equity investors to interpret loan loss provisions in banks' earnings announcements. Investors face greater difficulty in assessing the credit risk of a bank and incorporating this information into their investment decisions. This may be due to the insufficient disclosures about the main assumptions that banks use to calculate loan loss provisions under the ECL model. Chapter 2 examines the effect of the ECL model on the supply of credit in relationship banking. The findings indicate that the new impairment model reduces the role of relationship lending in facilitating credit access for firms, implying a reduction in the availability of credit at the firm level. Chapter 3 studies the impact of the ECL model on the measurement of normal and abnormal loan loss provisions, suggesting that traditional models used to detect earnings management in banks need to be extended to account for the dynamics of expected credit losses.La aplicación del modelo de pérdidas crediticias esperadas (ECL) representa un cambio importante en la información financiera de los bancos al exigir reservar por pérdidas crediticias esperadas en el momento de la concesión del préstamo. Esta tesis examina el impacto del modelo ECL sobre la transparencia bancaria y las decisiones de préstamo. El capítulo 1 muestra que el modelo ECL reduce la capacidad de los inversores de capital para interpretar las provisiones durante la presentación de los resultados financieros de los bancos. Los inversores tienen más dificultades para evaluar el riesgo de crédito de un banco e integrar esta información en sus decisiones de inversión. Esto se puede deber a la falta de información sobre los principales supuestos necesarios para el cálculo de las provisiones por pérdidas crediticias con ECL. El capítulo 2 examina el efecto del modelo ECL sobre la oferta de crédito en la banca relacional. Los resultados indican que el nuevo modelo reduce el papel de la banca relacional a la hora de facilitar que las empresas puedan acceder a nuevo crédito, lo que implica una reducción de la disponibilidad de crédito a nivel de empresa. El capítulo 3 estudia el impacto del modelo ECL en la medición de las provisiones por pérdidas crediticias normales y discrecionales, mostrando que los modelos tradicionales que se usan para detectar la gestión de beneficios en los bancos se deben modificar incorporando la dinámica de las pérdidas crediticias esperadas.Programa de Doctorat en Economia, Finances i Empres
Building Trust Among Actors Within Regulatory Regimes: The Role of Specialized Agencies
No full textRegulatory regimes have become increasingly complex due to a shift towards specialized agencies, particularly notable in multi-level contexts like the European Union where decision-making authority is dispersed across various levels of governance. Understanding how different actors interact within these frameworks is crucial, especially regarding the conditions that influence trust among them, as it may have consequences for the regime's effectiveness. Against this backdrop, this dissertation explores the role of specialized agencies in cultivating trust among diverse actors within the regulatory regime. Employing a multi-level approach and focusing on sectors such as public health, food safety, finance, and data protection, the study utilizes a combination of quantitative methods like multi-level modeling of survey data and qualitative analyses such as interviews and content analysis to address the question: What is the role of specialized agencies in the formation of trust among actors in the regulatory regime?
The findings provide nuanced insights into trust dynamics within regulatory governance. During crises, citizens tend to prefer clear allocation of responsibility, favoring either strong ministries or highly independent agencies. Additionally, individual characteristics significantly influence stakeholder trust, particularly belonging to the same professional group and close relationships with agencies. Moreover, the research underscores the media's role as intermediaries in shaping perceptions of regulatory agencies. Positive, neutral, and negative media coverage affects stakeholder trust differently. Overall, this dissertation enhances understanding of trust dynamics within regulatory governance, offering valuable insights for policymakers and regulators aiming to bolster trust in regulatory governance.Cada vez más, los regímenes regulatorios se vuelven más complejos debido al giro hacia las agencias especializadas. Sobre todo en contextos multinivel como el de la Unión Europea, donde la autoridad de decisión está dispersa por varios niveles de gobierno. Es importante comprender cómo interactúan los diferentes actores dentro de
este marco. En particular, cuando se trata de las condiciones que influyen en la confianza hacia ellos, pues podría tener consecuencias en la efectividad del régimen. En este sentido, esta tesis doctoral explora el rol de las agencias especializadas en la generación de confianza entre los diversos actores del régimen regulatorio. Se enfoca en los sectores de salud pública, seguridad alimentaria, y protección de datos, y utiliza una combinación de métodos cuantitativos y cualitativos. Más en concreto, se apoya en modelos multinivel con datos de encuestas, así como en entrevistas y análisis de contenido, a fin de responder la siguiente pregunta: ¿Cuál es el rol de las agencias especializadas en la generación de confianza entre actores del régimen regulatorio?
Los resultados matizan la literatura sobre las dinámicas de confianza en la gobernanza regulatoria. Muestran como, en periodos de crisis, los ciudadanos prefieren una asignación de responsabilidad clara, y a preferir ministerios o agencias independientes fuertes. Muestran cómo las características individuales de las partes interesadas (o stakeholders) influyen significativamente en sus niveles de confianza. Sobre todo si comparten grupos profesionales y tienen relaciones estrechas con las agencias. Además, muestran cómo los medios de comunicación sirven de intermediarios en la formación de percepciones sobre las agencias regulatorias. Las coberturas mediáticas positivas, neutrales, y negativas, por ejemplo, afectan la confianza que tienen las partes interesadas de manera distinta. En general, esta tesis doctoral fortalece la literatura sobre las dinámicas de la confianza en la gobernanza regulatoria. En particular, ofrece conocimiento para legisladores y reguladores que deseen elevar la confianza en la gobernanza regulatoria.Programa de Doctorat en Ciències Polítiques i Social
3D FEM meso-level analysis of sulphate attack in concrete: new results and developments using parallel HP computing
No full textTesi en modalitat de cotutela: Universitat Politècnica de Catalunya i Università degli Studi di Padova(English) When concrete is subject to an environment characterised by a high humidity index and rich in sulphate ions, a concrete degradation process may be initiated due to External Sulphate Attack (ESA). The sulphate penetrating into the concrete activates a series of chemical reactions that lead to the formation of secondary ettringite, which may cause non-uniform volumetric expansions that may in turn generate cracking and ultimately culminate in the disintegration of the sample.
Because the cracking may in turn facilitate sulphate penetration, ESA may be considered a coupled chemical-mechanical problem. In this study, the numerical analysis of ESA is conducted using the Finite Element Method by considering the specimen at the meso-level composed of larger aggregates embedded in a mortar matrix. Standard continuum finite elements are used to discretise the aggregates and the mortar. Zero-thickness interface elements are inserted along all the aggregate-mortar and selected mortar-mortar contacts to represent potential cracks. The diffusion-reaction of sulphate ions (chemical problem) is formulated following Tixier and Mobasher (2003) and Idiart et al. (2011b). Regarding the mechanical problem, the continuum elements are considered linear elastic, while the interface elements behave according to an elasto-plastic law incorporating concepts of fracture mechanics which was initially developed by Carol et al. (1997) and later extended for 3D analysis by Caballero et al. (2006).
The first part of this thesis deals with the verification and use of DRAC5, a completely parallelised version of the in-house code developed within the materials mechanics group (MECMAT) of the Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) which now incorporates MPI and PETSC libraries as well as HDF5 i/o files. This new version of the code, which is used to solve both the mechanical problem and the chemical problem through a staggered scheme, has allowed the analysis of new and more challenging 3D studies, producing realistic results that reflect the 'onion peeling' cracking pattern, similar to what has been observed in the laboratory and in previously studied 2D cases (Idiart, 2009).
The second part of the thesis, deals with the development of new numerical solving techniques applicable to this type of mesh. In particular, a solution technique based on substructuring and the Schur complement is applied to the analysis of specimens comprising elements of the continuum exhibiting linear elastic behaviour and interface elements characterised by non-linear (elasto-plastic) behaviour. This new technique, which reduces substantially the number of degrees of freedom that need to be considered during the iterative process, has been preliminarily implemented in DRAC4, a simpler series version of the code, and is tested showing great advantages in terms of solution time for a range of 2D application examples. The development of a new formulation using rigid-plastic interfaces is also initiated. This formulation uses relative degrees of freedom at each pair of interface nodes, and leads to the resolution of a Linear Complementarity Problem. This development allows a further reduction in the degrees of freedom of the problem by only considering the nodes of the interface elements involved in the fracture process.(Català) Un alt índex d'humitat i un entorn ric en ions sulfat constitueixen el marc ideal per desencadenar el procés de degradació del formigó conegut com a atac sulfàtic extern (ESA). El sulfat que penetra al formigó activa una sèrie de reaccions químiques que condueixen a la formació d'etringita secundària, considerada responsable de les dilatacions volumètriques diferencials de la pasta de ciment, que alhora poden generar fisuració i en última instància portar a la desintegració de la mostra.
Atès que la fissuració pot facilitar la penetració dels ions sulfat, l'ESA constitueix un problema químico-mecànic acoblat. En aquest estudi, l'anàlisi numèrica de l'ESA es duu a terme utilitzant el Mètode dels Elements Finits, considerant la proveta a nivell "meso" composta per àrids encastats en una matriu de morter. Els àrids i la matriu es discretitzen utilitzant elements de continu estàndard. Per tal de representar la possibilitat de formació de fissures, s'insereixen elements junta o interfície de gruix zero al llarg de tots els contactes entre elements d'àrid i morter, així com alguns contactes seleccionats entre els elements del mateix morter. Els processos de difusió-reacció dels ions sulfat es formulen d'acord amb Tixier i Mobasher (2003) i Idiart et al. (2011b). Pel que fa al problema mecànic, els elements del continu es consideren elàstic lineals mentre que els elements junta utilitzen una llei elasto-plàstica amb conceptes de mecànica de fractura inicialment desenvolupada per Carol et al. (1997) i posteriorment estesa per a anàlisi 3D per Caballero et al. (2006).
La primera part d'aquesta tesi consisteix en la verificació i l'ús per a l'anàlisi de l'ESA, de DRAC5, una versió completament paral·lelitzada del codi desenvolupat al propi grup de mecànica de materials (MECMAT) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), que incorpora les llibreries MPI i PETSC així com fitxers HDF5 per a l'entrada/sortida. Aquesta nova versió del codi, que s'utilitza per resoldre tant el problema mecànic com el químic a través d'un esquema “staggered”, ha permès l'anàlisi de nous casos 3D de dimensions molt superiors, produint resultats realistes que reflecteixen la fissuració de tipus 'pell de ceba', similar a l'observat al laboratori, així com en casos prèviament estudiats numèricament en 2D (Idiart, 2009).
La segona part de la tesi descriu el desenvolupament i la implementació de noves tècniques numèriques aplicables a aquest tipus de malles. En particular, una tècnica de solució basada en la subestructuració i el complement de Schur, s'aplica a l'anàlisi de provetes formades per elements de continu elàstics i lineals, i elements de junta caracteritzats per un comportament elasto-plàstic no lineal. Aquesta nova tècnica, que redueix substancialment el nombre de graus de llibertat que participen en el procés iteratiu, ha estat implementada preliminarment a DRAC4, una versió seqüencial del mateix codi. Les proves realitzades mostren grans avantatges en termes de temps de resolució per a una sèrie d exemples d aplicació 2D. També s'ha iniciat el desenvolupament d'una nova formulació utilitzant interfícies rígid-plàstiques. Aquesta formulació utilitza graus de llibertat relatius a cada parell de nusos de les juntes, i la seva solució dóna lloc a un “"linear complimentarity problem” o LCP. Aquest desenvolupament permet reduir encara més els graus de llibertat del problema en considerar únicament els nodes dels elements de la interfície implicats en el procés de fractura.(Español) Un alto índice de humedad y un entorno rico en iones sulfato, constituyen el marco ideal para desencadenar el proceso de degradación del hormigón conocido como ataque sulfático externo (ESA). El sulfato que penetra en el hormigón activa una serie de reacciones químicas que conducen a la formación de etringita secundaria, considerada responsable de las dilataciones volumétricas diferenciales de la pasta de cemento, que a su vez pueden generar fisuracion y en última instancia llevar a la desintegración de la muestra.
Dado que la fisuración puede a su vez facilitar la penetración de los iones sulfato, el ESA constituye un problema químico-mecánico acoplado. En este estudio, el análisis numérico del ESA se lleva a cabo utilizando el Método de los Elementos Finitos, considerando la probeta a nivel meso compuesta por áridos embebidos en una matriz de mortero. Los áridos y la matriz se discretizan utilizando elementos de continuo estándar. Con el fin de representar la posibilidad de formación de fisuras, se insertan elementos junta o interfase de espesor cero a lo largo de todos los contactos entre elementos de árido y mortero, así como de algunos contactos seleccionados entre los elementos del propio mortero. Los procesos de difusión-reacción de los iones sulfato, se formulan de acuerdo con Tixier y Mobasher (2003) y Idiart et al. (2011b). En cuanto al problema mecánico, los elementos del continuo se consideran elástico lineales mientras que los elementos de interfase utilizan una ley elasto-plástica con conceptos de mecánica de fractura inicialmente desarrollada por Carol et al. (1997) y posteriormente extendida para análisis 3D por Caballero et al. (2006).
La primera parte de esta tesis consiste en la verificación y uso para el análisis del ESA, de DRAC5, una versión completamente paralelizada del código desarrollado en el propio grupo de mecánica de materiales (MECMAT) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), que incorpora las librerías MPI y PETSC así como archivos HDF5 para la entrada/salida. Esta nueva versión del código, que se utiliza para resolver tanto el problema mecánico como el químico a través de un esquema “staggered”, ha permitido el análisis de nuevos casos 3D de dimensiones muy superiores, produciendo resultados realistas que reflejan el tipo de fisuración en 'piel de cebolla', similar a lo observado en el laboratorio , así como en casos previamente estudiados numéricamente en 2D (Idiart, 2009).
La segunda parte de la tesis, describe el desarrollo e implementación de nuevas técnicas numéricas aplicables a este tipo de mallas. En particular, una técnica de solución basada en la subestructuración y el complemento de Schur, se aplica al análisis de probetas formadas por elementos de continuo elásticos y lineales, y elementos de junta caracterizados por un comportamiento elasto-plástico no lineal. Esta nueva técnica, que reduce substancialmente el número de grados de libertad que participan en el proceso iterativo, ha sido implementada preliminarmente en DRAC4, una versión secuencial del mismo código. Las pruebas realizadas muestran grandes ventajas en términos de tiempo de resolución para una serie de ejemplos de aplicación 2D. También se ha iniciado el desarrollo de una nueva formulación utilizando interfaces rígido-plásticas. Esta formulación utiliza grados de libertad relativos en cada par de nudos de las juntas, y su solución da lugar a un “linear complimentarity problema” o LCP. Este desarrollo permite reducir aún más los grados de libertad del problema al considerar únicamente los nodos de los elementos de la interfaz implicados en el proceso de fractura.DOCTORAT EN ENGINYERIA DEL TERRENY (Pla 2012
La figura del ethics officer como oportunidad para el desarrollo de una infraestructura de gestión ética: análisis de caso en el sector tecnológico B2B
Get PDFDoctorat industrialEl objetivo de la presente tesis industrial, consiste en presentar, justificar y aplicar a un caso concreto la figura del del responsable de ética de la empresa, o ethics officer. Este agente es considerado clave por sus capacidades y competencias específicas para asumir la gestión de la ética en la empresa, lo cual incluye, entre otros aspectos, la gestión de la confianza tanto interna como externa. Por todo lo expuesto, y como exposición final, entendemos que esta investigación representa un avance significativo en el campo de la gestión ética empresarial, aportando una contribución clave al desarrollo de la figura del ethics officer. Este nuevo perfil profesional, lejos de ser una mera adición al organigrama, se posiciona como un pilar central en la estructura ética de las organizaciones. Gracias a los hallazgos de esta tesis, el ethics officer cuenta ahora con un respaldo académico sólido que no solo valida su importancia, sino que también lo dota de un marco claro de competencias, funciones y responsabilidades, necesarias para gestionar la ética de manera integral y efectiva en un entorno empresarial cada vez más exigente. Mirando hacia el futuro, podemos augurar que el oficial de ética desempeñará un papel fundamental en la construcción de empresas más responsables y transparentes, capaces de integrar la ética en todas sus decisiones y actividades. La profesionalización de este perfil contribuirá, sin duda, a consolidar la reputación de las organizaciones que lo adopten, al garantizar que la ética no sea un discurso vacío, sino una práctica tangible y medible. En este sentido, estamos convencidas que el ethics officer se convertirá en un agente de cambio, capaz de transformar la cultura corporativa, conectando así la ética con la reputación corporativa. Esta tesis, ofrece un aporte teórico a la ética aplicada a la empresa y además abre nuevas vías de acción para el futuro del liderazgo ético en las empresas. La ethics officer está llamada a crecer en relevancia y demanda, como un actor esencial para que las organizaciones puedan responder a los desafíos de la ética contemporánea. Con este perfil profesional consolidado y fortalecido, las empresas estarán mejor preparadas para enfrentar un futuro donde la ética no solo es un valor añadido, sino un factor determinante para su éxito y sostenibilidad a largo plazo.The objective of this industrial thesis is to propose the possibility of an ethics officer in the company and the functions that he/she should perform in order to turn business ethics into a factor of social innovation, creativity and competitiveness. The methodology used has a double root. Firstly, a critical hermeneutic that addresses the ethical bases of trust in the company. To this end, the ethics of discourse or ethics of dialogue is used, consisting of seeking dialogue and agreement among all stakeholders involved in business activity. Secondly, an empirical analysis is used through a comparative analysis of the main B2B service companies. The practices carried out in the Unite company make it possible to affirm the need for an ethics manager, as well as the difficulties of locating his or her place in the company.Programa de Doctorat en Ètica i Democràci
Role of prefrontal monoamines in a novel translational test of working memory for rodents
No full textTesi realitzada a New York University School of Medicine, Neuroscience Institute (New York, USA)[eng]
In this thesis I have several stepwise and interrelated hypotheses:
Rodent Self-Ordered Working Memory (rSOWM) paradigm
1) Increasing the number of response options in the novel rSOWM task in rats will increase working memory load and render it more sensitive for detecting cognitive impairments or enhancements
a. Dentate gyrus lesions will result in deficits in patern separation (inter-stimulus distance) while damage to CA3 will cause impairments under conditions of increasing stimulus number or delay in the rSOWM task.
b. Systemic modafinil administration will enhance rSOWM performance particularly under conditions of increasing stimulus number or delay, mirroring the nootropic effects of modafinil in the human CANTAB SWM task.
c. Microinfusion of modafinil directly into the medial prefrontal cortex will augment rSOWM performance, mediated at least in part by enhancement of the dopaminergic system.
2) The novel rSOWM task will measure working memory in mice, with task performance sensitive to memory load and delay
a. Medial prefrontal dopamine release fluctuations will track key task events (e.g., stimuli, actions, rewards), and be associated with rSOWM performance at higher WM load.
b. Medial prefrontal serotonin release fluctuations will track key task events (e.g., stimuli, actions, rewards), and be elevated by waiting during delays prior to stimulus presentation.
Rodent Delay and Reward magnitude Discounting (rDRD) paradigm
3) The novel rDRD task will quatitatively measure individual differences in delay discounting and reward magnitude sensitivity
a. Medial prefrontal dopamine release fluctuations will track key task events (e.g., stimuli, actions, rewards), and will not be associated with waiting during delays prior to reward delivery
b. Medial prefrontal serotonin release fluctuations will track key task events (e.g., stimuli, actions, rewards), and be elevated by waiting during delays prior to reward presentation.Biomedicin