Comparison of splice sites in mammals and chicken

We have carried out an initial analysis of the dynamics of the recent evolution of the splice-sites sequences on a large collection of human, rodent (mouse and rat), and chicken introns. Our results indicate that the sequences of splice sites are largely homogeneous within tetrapoda. We have also found that orthologous splice signals between human and rodents and within rodents are more conserved than unrelated splice sites, but the additional conservation can be explained mostly by background intron conservation. In contrast, additional conservation over background is detectable in orthologous mammalian and chicken splice sites. Our results also indicate that the U2 and U12 intron classes seem to have evolved independently since the split of mammals and birds; we have not been able to find a convincing case of interconversion between these two classes in our collections of orthologous introns. Similarly, we have not found a single case of switching between AT-AC and GT-AG subtypes within U12 introns, suggesting that this event has been a rare occurrence in recent evolutionary times. Switching between GT-AG and the noncanonical GC-AG U2 subtypes, on the contrary, does not appear to be unusual; in particular, T to C mutations appear to be relatively well tolerated in GT-AG introns with very strong donor sites.

The quest for a message: budding yeast, a model organism to study the control of pre-mRNA splicing

Removal of introns during pre-mRNA splicing is a critical process in gene expression, and understanding its control at both single-gene and genomic levels is one of the great challenges in Biology. Splicing takes place in a dynamic, large ribonucleoprotein complex known as the spliceosome. Combining Genetics and Biochemistry, Saccharomyces cerevisiae provides insights into its mechanisms, including its regulation by RNA-protein interactions. Recent genome-wide analyses indicate that regulated splicing is broad and biologically relevant even in organisms with a relatively simple intronic structure, such as yeast. Furthermore, the possibility of coordination in splicing regulation at genomic level is becoming clear in this model organism. This should provide a valuable system to approach the complex problem of the role of regulated splicing in genomic expression.

Deciphering 3'ss selection in the yeast genome reveals an RNA thermosensor that mediates alternative splicing

Poor understanding of the spliceosomal mechanisms to select intronic 3' ends (3'ss) is a major obstacle to deciphering eukaryotic genomes. Here, we discern the rules for global 3'ss selection in yeast. We show that, in contrast to the uniformity of yeast splicing, the spliceosome uses all available 3'ss within a distance window from the intronic branch site (BS), and that in 70% of all possible 3'ss this is likely to be mediated by pre-mRNA structures. Our results reveal that one of these RNA folds acts as an RNA thermosensor, modulating alternative splicing in response to heat shock by controlling alternate 3'ss availability. Thus, our data point to a deeper role for the pre-mRNA in the control of its own fate, and to a simple mechanism for some alternative splicing.

Differentiated evolutionary rates in alternative exons and the implications for splicing regulation

Background: Alternatively spliced exons play an important role in the diversification of gene function in most metazoans and are highly regulated by conserved motifs in exons and introns. Two contradicting properties have been associated to evolutionary conserved alternative exons: higher sequence conservation and higher rate of non-synonymous substitutions, relative to constitutive exons. In order to clarify this issue, we have performed an analysis of the evolution of alternative and constitutive exons, using a large set of protein coding exons conserved between human and mouse and taking into account the conservation of the transcript exonic structure. Further, we have also defined a measure of the variation of the arrangement of exonic splicing enhancers (ESE-conservation score) to study the evolution of splicing regulatory sequences. We have used this measure to correlate the changes in the arrangement of ESEs with the divergence of exon and intron sequences. Results: We find evidence for a relation between the lack of conservation of the exonic structure and the weakening of the sequence evolutionary constraints in alternative and constitutive exons. Exons in transcripts with non-conserved exonic structures have higher synonymous (dS) and non-synonymous (dN) substitution rates than exons in conserved structures. Moreover, alternative exons in transcripts with non-conserved exonic structure are the least constrained in sequence evolution, and at high EST-inclusion levels they are found to be very similar to constitutive exons, whereas alternative exons in transcripts with conserved exonic structure have a dS significantly lower than average at all EST-inclusion levels. We also find higher conservation in the arrangement of ESEs in constitutive exons compared to alternative ones. Additionally, the sequence conservation at flanking introns remains constant for constitutive exons at all ESE-conservation values, but increases for alternative exons at high ESE-conservation values. Conclusion: We conclude that most of the differences in dN observed between alternative and constitutive exons can be explained by the conservation of the transcript exonic structure. Low dS values are more characteristic of alternative exons with conserved exonic structure, but not of those with non-conserved exonic structure. Additionally, constitutive exons are characterized by a higher conservation in the arrangement of ESEs, and alternative exons with an ESE-conservation similar to that of constitutive exons are characterized by a conservation of the flanking intron sequences higher than average, indicating the presence of more intronic regulatory signals.

Bioinformàtica de ARNs: simulacions d'evolució de viroids i xarxes de molècules de ARN

L'objectiu pràctic principal d'aquest projecte va consistir en la construcció d'un codi informàtic destinat a efectuar simulacions de poblacions de molècules de ARN que es repliquen i evolucionen en el temps. Encara que el projecte es va dirigir cap a la investigació de la interacció entre els viroids i els mecanismes de defensa de la planta, els resultats finals del treball efectuat ens van conduir a conclusions aplicables a l'escala del genoma sencer i no només als viroids o ARNs. En aquest estudi es van analitzar, en l’àmbit de la genètica de poblacions, les conseqüències de la selecció natural endarrerida. Estudis clàssics de la evolució en aquest àmbit han considerat que un individu genera fills en proporció amb la seva superioritat reproductiva (o fitness), un procés en que es poden produir mutacions. L'adquisició de mutacions que produeixen en el individu una fitness molt baixa (mutacions deletèries) impliquen l'impossibilitat de reproducció. En la hipòtesi de selecció endarrerida, els individus que adquireixen mutacions deletèries encara es poden reproduir amb normalitat unes quantes generacions. Durant aquest retard o "compte enrere", els danys transmesos als fills podrien ser reparats mitjançant ulteriors mutacions compensatòries. En l'absència d'aquest tipus de mutacions compensatòries, el fill esdevé estèril i per tant no es podrà reproduir. En aquest treball s’ha estudiat les conseqüències genètiques al nivell poblacional d'aquest retard mitjançant simulacions numèriques i modelitzacions teòriques. Els resultats mostren que la selecció amb retard abaixa el llindar d'error (error threshold), posant en perill la supervivència de la població. De l'altra banda, sorprenentment, aquest retard no deixa cap traça al nivell de la diversitat de les seqüències genòmiques en la població. Aquestes conclusions suggereixen que la selecció endarrerida és difícilment detectada en les dades genètiques i per tant, podria ser un fenomen comú però rarament detectat.

Identidad colectiva y lengua en contextos pluriculturales y plurilingües: el caso del Valle de Arán (Lleida, España)

La comarca del Valle de Arán (Cataluña) presenta unas peculiaridades lingüísticas y sociodemográficas que la convierten en un escenario ideal para el estudio del proceso de construcción de la identidad colectiva y su relación con la lengua. En este artículo presentamos un análisis de la construcción de la identidad colectiva en este territorio y el papel de la lengua en este proceso. Partiendo de una concepción basada en que la importancia de la lengua propia en el proceso de construcción de la identidad colectiva no es un fenómeno categórico y universal, más bien obedece a una construcción social que convierte la lengua en expresión y vehículo de la pertenencia al colectivo, se demuestra que efectivamente la lengua aranesa desempeña un importante papel tanto en la formación como en la configuración de la identidad, pero el significado que se le otorga entre los residentes en la comarca difiere en gran medida, en función principalmente de que los sujetos se identifiquen o no con el universo aranés.

Uso de imágenes satélite Landsat para la detección de rodales de Pinus nigra Arn. y Pinus sylvestris L. afectados por escolítidos

El uso de imágenes procedentes de sensores multiespectrales de resolución media como es el caso de Landsat TM ha sido ampliamente utilizado desde décadas para detectar, entre otras variables, el decaimiento y la defoliación provocada por plagas y enfermedades forestales. El presente trabajo evalúa la utilidad del uso de estas imágenes en la detección de rodales de pino laricio (Pinus nigra Arn.) y pino silvestre (Pinus sylvestris L.) afectados por escolítidos. El área de estudio se localizó en el Solsonés (prepirineo de Lleida) seleccionando 34 áreas de entrenamiento (17 rodales afectados por la plaga y 17 rodales sanos). El análisis exploratorio de las imágenes se realizó mediante el programa ERDAS® IMAGINE 8.x. Los resultados del estudio mostraron una significación espectral en 5 de las 7 bandas analizadas, siendo TM5 y TM7 las que mejor comportamiento presentaron. Los niveles digitales obtenidos y los espacios de características creados señalaron sendas tendencias al agrupamiento de rodales afectados versus sanos, consiguiéndose plantear mejoras en el procedimiento metodológico.

Caracterización de rodales irregulares de Abies alba Mill. capitalizados en existencias del Valle de Arán (Pirineos, España) y de las cortas de entresaca practicadas

Se describe, en una zona de la vertiente norte de los Pirineos españoles, la estructura dasocrática de rodales irregulares de abeto excesivamente capitalizados en existencias volumétricas, así como la naturaleza de las intervenciones de entresaca que se les aplican al objeto de contrarrestar la tendencia hacia una indeseable uniformidad de la masa. La situación inicial revela una elevada espesura, con importantes excedentes de individuos pertenecientes a las clases diamétricas de madera gruesa, y que conduce a formas selvícolas tipológicas en avanzado proceso de regularización. Empero, la estabilidad mecánica de los pies se manifiesta alejada de sus umbrales críticos en todos los estratos, y la capacidad de regeneración del sistema resulta aceptable. El tratamiento de entresaca realizado, cuya severidad se centró fundamentalmente sobre los pies de diámetro superior a 30 cm, mantiene todavía una situación de espesura excesiva que impide la adscripción de los rodales a estructuras equilibradas, pero ha permitido la liberación de la competencia vertical de los pies en edad de latizal.

Evolución del crecimiento radial en un rodal adulto de Pinus nigra Arn. de la provincia de Lleida

Se ha estudiado un rodal adulto (edad media = 139 años) de Pinus nigra ssp. salzmannii var. pyrenaica en el W de la comarca del Solsonès (Lérida). Se han medido y extraído testigos de madera de 97 árboles adultos, a partir de los cuales se han medido e interdatado 13.340 anillos anuales, construyendo una cronología de crecimientos que abarca desde 1818 a 1996. Se han analizado las relaciones entre diversos parámetros dendrométricos medidos y los crecimientos observados, encontrándose en general muy bajas correlaciones. Se han construido tres series medias de crecimiento (cronología media, estandarizada, y en función de la edad) a partir de las cuales se ha analizado la evolución del rodal. Se ha observado un prolongado período de ralentización y estancamiento del crecimiento que se mantiene cerca de ochenta años, seguido de una fuerte corta a la que la masa reacciona con un notable incremento del crecimiento radial en un momento en que la edad media era ya de 101 años.

Leyes a golpe de suceso: el efecto de los discursos mediáticos en las reformas políticas en la Ley de Responsabilidad Penal del Menor

El present treball| estudia l'efecte dels discursos mediàtics en les reformes promogudes en la Llei de Responsabilitat Penal del Menor. Entre 2003 i 2003, 4 esdeveniments delictius, comesos per menors, van causar fort impacte segons l'opinió pública espanyola. A partir de la teoria de l'agenda-setting, observem una transferència de rellevància de l'agenda dels mitjans cap a l'agenda pública que, posteriorment, es va fer present a l'agenda política. Entenem que els professionals de la política van legislar sota la immediatesa d'aquests esdeveniments i el seu eco mediàtic, no contemplant principis constitucionals, en una clara accepció de populisme punitiu.

Implementation of IPM programs on European greenhouse tomato production areas: Tools and constraints

Whiteflies and whitefly-transmitted viruses are some of the major constraints on European tomato production. The main objectives of this study were to: identify where and why whiteflies are a major limitation on tomato crops; collect information about whiteflies and associated viruses; determine the available management tools; and identify key knowledge gaps and research priorities. This study was conducted within the framework of ENDURE (European Network for Durable Exploitation of Crop Protection Strategies). Two whitefly species are the main pests of tomato in Europe: Bemisia tabaci and Trialeurodes vaporariorum. Trialeurodes vaporariorum is widespread to all areas where greenhouse industry is present, and B. tabaci has invaded, since the early 1990’s, all the subtropical and tropical areas. Biotypes B and Q of B. tabaci are widespread and especially problematic. Other key tomato pests are Aculops lycopersici, Helicoverpa armigera, Frankliniella occidentalis, and leaf miners. Tomato crops are particularly susceptible to viruses causingTomato yellow leaf curl disease (TYLCD). High incidences of this disease are associated to high pressure of its vector, B. tabaci. The ranked importance of B. tabaci established in this study correlates with the levels of insecticide use, showing B. tabaci as one of the principal drivers behind chemical control. Confirmed cases of resistance to almost all insecticides have been reported. Integrated Pest Management based on biological control (IPM-BC) is applied in all the surveyed regions and identified as the strategy using fewer insecticides. Other IPM components include greenhouse netting and TYLCD-tolerant tomato cultivars. Sampling techniques differ between regions, where decisions are generally based upon whitefly densities and do not relate to control strategies or growing cycles. For population monitoring and control, whitefly species are always identified. In Europe IPM-BC is the recommended strategy for a sustainable tomato production. The IPM-BC approach is mainly based on inoculative releases of the parasitoids Eretmocerus mundus and Encarsia formosa and/or the polyphagous predators Macrolophus caliginosus and Nesidiocoris tenuis. However, some limitations for a wider implementation have been identified: lack of biological solutions for some pests, costs of beneficials, low farmer confidence, costs of technical advice, and low pest injury thresholds. Research priorities to promote and improve IPM-BC are proposed on the following domains: (i) emergence and invasion of new whitefly-transmitted viruses; (ii) relevance of B. tabaci biotypes regarding insecticide resistance; (iii) biochemistry and genetics of plant resistance; (iv) economic thresholds and sampling techniques of whiteflies for decision making; and (v) conservation and management of native whitefly natural enemies and improvement of biological control of other tomato pests.

Església, poder i societat als comtats catalans d'origen carolingi (877-1010)

El projecte de recerca “Església, poder i societat als comtats catalans d'origen carolingi (877-1010)” contempla l'estudi de l'Església catalana del segle X en tots els seus vessants: com a estructura formada per diferents institucions (seus episcopals, cenobis, parròquies i esglésies-oratoris); com a conjunt de persones (clergues i laics que participen de diferent manera i amb diferent implicació dels afers eclesiàstics); en relació al poder polític-administratiu dels comtats catalans (comtes, vescomtes, senyors i altres delegats del poder i la justícia); com en relació amb els aspectes socioeconòmics i d'ordenació territorial (la gran massa de camperols, l'acaparament de terres per part dels grans propietaris, l'articulació d'un sistema de rendes, els vincles entre persones de diferents rangs, la compartimentació d'un espai creixent). Observem, doncs, que l'Església catalana altmedieval resta present en tots els àmbits de la vida i que el seu estudi permet, de retruc, un coneixement més profund i rigorós de la societat. Tot això, contextualitzat durant el segle X, a cavall entre dos períodes ben estudiats i que en ocasions l'han ennuvolat. El segle X és un període privilegiat per a l'estudi d'un bon nombre de dinàmiques polítiques, socials, econòmiques i culturals que demostren que aquesta centúria tenia una personalitat pròpia i que la posen en rellevància respecte als temps anteriors i posteriors. La historiografia tradicional altmedieval catalana tendeix a buscar l'origen dels canvis socials, institucionals i polítics, de la Catalunya medieval, en dos moments concrets: el món carolingi o els anys immediatament posteriors al canvi de mil•lenni. No obstant això, l'augment de fonts històriques, el millor coneixement dels conceptes i de les institucions i l'apropament a la història mitjançant nous enfocaments i paradigmes, permet visualitzar el segle X com a moment de continuació, però també de naixement de situacions prou importants com per a no ser negligides.

Síntesi de siRNAs (short interfering RNAs) modificats amb nucleobases 5-metil i 5-propinil pirimidíniques i avaluació de la seva activitat in vitro en cultius cel•lulars i de la seva estabilitat en sèrum humà. Disseny de siRNAs dirigits a la inhibició de l'expressió de mutacions de l'oncogen K-ras.

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Stanford University, EEUU, entre 2007 i 2009. El present projecte es basa 1) en la síntesi de cadenes d'ARN dirigides a la inhibició de l'expressió gènica per un mecanisme d'ARN d'interferència (siRNAs o short interefering RNAs) i 2) en l'avaluació de l'activitat in vitro d'aquests oligonucleòtids en cultius cel•lulars. Concretament, la meva recerca ha estat enfocada principalment a l'estudi de cadenes de siRNA modificades amb nucleobases 5-metil i 5-propinil pirimidíniques. Es tractava d'avaluar l'efecte que exerceixen els factors estèrics en el major groove (solc major) dels siRNAs sobre la seva activitat biològica. En aquest sentit, he dut aterme síntesi de fosforamidits de nucleòsis pirimidínics modificats a la posició C-5 de la nucleobase. A continuació he incorporat aquestes unitats nucleosídiques en cadenes d'ARN emprant un sintetitzador d’ADN/ARN i he estudiat l'estabilitat dels corresponents dúplexs d'ARN mitjançant experiments de desnaturalització tèrmica. Finalment he dut a terme experiments d'inhibició de l'expressió gènica en cèl.lules HeLa per tal d'avaluar l'activitat biològia d'aquests siRNAs modificats. Els resultats d'aquests estudis han posat de manifest que la presència de grups voluminosos com el propinil a l'extrem 5' del dúplex de siRNA (definit per la cadena guia o antisense) influeix de forma molt negativa en la seva activitat biològica. En canvi, grups menys voluminosos com el metil hi influeixen positivament, de manera que algunes de les cadenes sintetitzades han resultat ser més actives que els corresponents siRNAs naturals (wild type siRNAs). A més, aquest tipus de modificació contribueix positivament en l'estabilitat de cadenes de siRNA en sèrum humà. Aquest treball ha estat publicat (Terrazas, M.; Kool, E.T. "Major Groove Modifications Improve siRNA Stability and Biological Activity" Nucleic Acids Res. 2009, in press).