Evolución floral mediada por polinizadores. Evidencias a escala poblacional, interpoblacional e interespecífica. Pollinator mediated flower evolution at population, interpopulation and interspecific perspectives.

Identificación y caracterización del problema: El fenotipo floral puede explicarse como respuesta adaptativa a los polinizadores. Sin embargo, está también influido por otros procesos como aislamiento geográfico, contexto histórico, efectos ambientales así como limitaciones filogenéticas y de desarrollo. Aunque las presiones selectivas ejercidas por un grupo funcional de polinizadores es supuestamente una característica prevalente que subyace a la evolución floral y especiación en los estudios de la biología evolutiva de las flores, la evidencia sobre importancia de los polinizadores como fuerzas moldeadoras del fenotipo floral es escasa y equívoca. Hipótesis Los patrones de variación de caracteres florales relacionados al ajuste flor-polinizador son explicados por la selección contemporánea y pasada ejercida por los polinizadores más eficientes. Objetivos: Estudiar la influencia de los polinizadores y de otros procesos como aislamiento geográfico, contexto histórico, efectos ambientales así como limitaciones filogenéticas y de desarrollo, como fuerzas moldeadoras del fenotipo floral dentro y entre poblaciones de una misma especie, así como entre especies diferentes. Materiales y métodos: Se encarará el estudio de sistemas plantas-polinizador sobre cuyo funcionamiento tenemos conocimientos previos y resultados publicados con aproximaciones que resultaron exitosas en otros estudios realizados por nosotros o con aproximaciones que son novedosas en los estudios de estos sistemas. Se integrarán aproximaciones de morfometría clásica y geométrica, de análisis filogenético y filogeográfico, análisis de contrastes independientes, de modelado predictivo de nicho, de selección e integración fenotípica en distintas especies o grupos de especies. Resultados esperados Los estudios de selección fenotípica deberán servir para demostrar si caracteres claves en el ajuste flor-polinizador son contemporáneamente blanco de la selección natural, si similar selección pasada ha dejado su impronta en la estructura de covariación (integración) y si esos caracteres son heredables. A nivel inter-poblacional, se espera demostrar que esta variación geográfica en atributos florales está relacionada con el ensamble de polinizadores cambiantes, y que esta variación se reflejada en la estructura genética geográfica, y que distintos escenarios selectivos (históricos y ecológicos como distintos ensambles de polinizadores) tienen consecuencias en los patrones de selección contemporánea (selección fenotípica) o pasada (integración). A nivel inter-específico, sobre estos antecedentes se plantean dos posibles situaciones de estudio en especies de plantas filogenéticamente hermanas que conviven y que ya sea, que comparten la misma especie de abeja polinizadora o que presentan dos sistemas de polinización contrastantes (aves o abejas) y forman una zona híbrida. Importancia del proyecto: Poder responder preguntas relevantes sobre biología evolutiva tomando como modelo al efecto selectivo de polinizadores sobre distintas especie de plantas nativas del Córdoba y otras regiones del país. Por otro lado, el conocimiento de los sistemas planta/polinizador impacta sobre la conservación de interacciones, el sustento de la biodiversidad. Esto contribuiría a la elaboración de protocolos de conservación de especies nativas del país.

Importancia del Ca2+ en la fisiología espermática: modulación de su actividad por progesterona y proteínas del plasma seminal. Importance of calcium in sperm physiology: its regulation by progesterone and proteins from the seminal plasma.

El objetivo general del proyecto es estudiar el efecto de la progesterona y de algunas proteínas del plasma seminal sobre la actividad del Ca2+ en diferentes procesos fisiológicos que ocurren en el espermatozoide, los cuales están estrechamente relacionados con la capacidad fertilizante de esta célula. La progesterona, principal esteroide secretado por las células del cumulus oophorus, ejerce su efecto a través de un receptor no-genómico provocando aumento en el calcio intracelular de los espermatozoides y, consecuentemente, promoviendo la capacitación, la respuesta quimiotáctica y la exocitosis acrosomal. Pese a estas observaciones, los mecanismos a través de los cuales la progesterona estimula fenómenos tan diversos en el espermatozoide son aún desconocidos. Tampoco se conoce con exactitud el papel funcional y los mecanismos de acción de algunas proteínas del plasma seminal que interaccionan y se unen a los espermatozoides, con alta especificidad, durante la eyaculación. Por lo tanto, resulta altamente interesante profundizar los estudios sobre las propiedades funcionales de las proteínas caltrin (calcium transport inhibitor) y ß-microseminoprotein (MSP) del plasma seminal de mamíferos, las cuales responden a las características mencionadas. Los estudios hasta ahora realizados han dado cuenta de que caltrin inhibe la incorporación de Ca2+ extracelular, previene la exocitosis acrosomal espontánea y promueve la unión espermatozoide-zona pelúcida. También hay datos preliminares que sugieren un efecto inhibitorio sobre la movilidad hiperactivada de los espermatozoides. Respecto a MSP, sólo se sabe que inhibe la exocitosis acrosomal espontánea y que su contenido, en el plasma seminal, guarda una relación inversa con la fertilidad. Por todo lo expuesto, se propone estudiar los mecanismos de acción de la progesterona y las proteínas caltrin y MSP sobre los procesos fisiológicos antes indicados. Para ello, se estudiarán las variaciones de Ca2+ intracelular en espermatozoides individuales sometidos a diferentes tratamientos (gradientes de progesterona, capacitación en presencia y ausencia de caltrin y/o MSP, etc.), usando video microscopía de fluorescencia y análisis computarizado de imágenes. También se examinará la influencia de estas moléculas sobre la interacción de gametas y la fertilización.

Regulación transcripcional y relación entre estructura y función de proteínas relacionadas con el metabolismo de colina en Pseudomonas aeruginosa. Transcriptional regulation and relationship between structure and function of proteins related with the choline metabolism in Pseudomonas aeruginosa.

El objetivo general de este proyecto es dilucidar los mecanismos de acción a nivel molecular de enzimas y proteínas involucradas en el metabolismo de colina en Pseudomonas aeruginosa, con énfasis en la identificación de residuos aminoacídicos críticos y regulación de la expresión de los genes en estudio. Los objetivos específicos que se palntean involucran abordajes bioquímicos y moleculares y serán llevados a cabo mediante técnicas de biología molecular y bioquímica (mutación sitio-dirigida, deleción génica, expresión y purificación de proteínas, fusión transcripcional a genes reporteros, etc). Planteo de hipótesis: las proteínas que se inducen por colina (fosforilcolina fosfatasa (PchP), fosfolipasa C (PlcH), acetilcolinestera (AchE), proteínas periplásmicas unidoras de colina (PUch) podrían compartir: a) una organización génica y responder a la regulación por proteínas regulatorias o a factores ambientales de manera similar; b) residuos aminoacídicos conservados que intervengan en la unión o interacción con diferentes ligandos, principalmente, colina. Para ello, se plantean los siguientes Objetivos Específicos: 1) identificar las zonas promotoras de los genes que codifican para PchP, PlcH, AchE y PUch, a fin de localizar posibles sitios de unión a proteínas reguladoras y los factores ambientales que afectan la actividad promotora. 2) determinar en las proteínas mencionadas los residuos aminoacídicos de importancia involucrados en la catálisis y en la interacción con ligandos, principalmente en la unión a compuestos de alquilamonio; 3) Se iniciarán estudios que demuestren la relación entre la inducción por colina de varios factores de patogenicidad la virulencia del microorganismo, empleando mutantes simples o múltiples en estos factores y como modelo de patogenicidad el nematodo C. elegans. A partir de los resultados obtenidos se pretende tener un conocimiento profundo sobre la regulación molecular y bioquímica de varias enzimas comprometidas en la patología que produce P. aeruginosa. Esto más el conocimiento de la fisiología de este microorganismo abre el camino para la búsqueda de posibles blancos de acción de drogas. Por otro lado, se espera tener un conocimiento integral sobre la regulación de la expresión de las actividades enzimáticas relacionadas con el metabolismo de colina y la respuesta de P. aeruginosa ante la presencia de compuestos de alquilamonio utilizados como nutrientes. Se espera conocer el papel que desempeña cada uno de los sitios de unión a los diferentes ligandos para el funcionamiento y control de las enzimas mencionadas y explicar el comportamiento diferencial de las enzimas frente a distintos sustratos y otros ligandos. El conocimiento de los sitios de unión a compuestos de alquilamonio permitirá encontrar esos dominios en diferentes proteínas del género Pseudomonas y otras bacterias Gram negativas. Desde el punto de vista evolutivo, se podrá comparar la similitud de los sitios de unión a colina entre proteínas de organismos eucariotas con procariotas (ej. PUch de bacterias Gram positivas, transportadores de colina, proteína C reactiva, AchE de eucariotas contra las encontradas en bacterias del género Pseudomonas, fosfolipasas A, C o D, etc.). Este proyecto permitirá concretar al menos dos tesis doctorales (Sanchez, Otero) más varios trabajos finales de grado (tesinas) que son y serán realizados por alumnos de la carrera de Microbiología en la UNRC. Les permitirá a los doctorandos y a los alumnos de grado adquirir una formación bastante integral ya que utilizarán herramientas de la fisiología general bacteriana, de la bioquímica clásica, de la biología molecular y de la bioinformática.

Regulación de la función de macrófagos por Cryptococcus neoformans y Cryptococcus gattii y su participación en la generación de la inmunidad adaptativa antifúngica. Regulation of macrophage function by Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii and their role in the antifungal adaptative immunity.

La criptococosis es causada por la inhalación de levaduras encapsuladas de Cryptococcus neoformans o Cryptococcus gattii. Representa una de las tres infecciones graves por oportunistas en pacientes con SIDA y existe aproximadamente un 6 por ciento de incidencia de criptococosis clínica en pacientes con transplante de órganos sólidos. Estas dos especies difieren la fisiopatogenia durante la infección. El factor de virulencia principal de Cryptococcus sp. es la presencia del polisacárido capsular, glucuronoxilomanano (GXM), de alto peso molecular, que es continuamente secretado por las levaduras. Los macrófagos son células centrales en la respuesta innata al hongo, los cuales deben ser activados por linfocitos T helper 1 para un eficiente control de la infección. Sin embargo, estas células también son suceptibles al parasitismo intracelular, permitiendo la infección persistente y la diseminación a sitios extrapulmonares. Este proyecto propone investigar la capacidad de levaduras de C. neoformans, C. gattii y de los polisacáridos capsulares para modular la respuesta proinflamatoria de los macrófagos. Queremos estudiar si el tratamiento de macrófagos con levaduras o polisacárido puede inducir perfiles supresores de la respuesta protectiva T helper 1, tales como linfocitos T helper 2 o T reguladores, favoreciendo la sobrevida intracelular del hongo. Además, pensamos que C. neoformans o C. gattii podrían inducir un activación diferencial de macrófagos lo que condicionaría la respuesta adaptativa, lo que podría explicar las diferencias en la fisiopatogenia de estas dos especies. Procedimientos experimentales -Microorganismos y obtención de GXM: se trabajará con C. neoformans variedad grubii, cepa ATCC 62067 y C. gattii serotipo B, cepa NIH112B. Se obtendrán polisacáridos capsulares (GXM) de C. neoformans y C. gattii por precipitación con etanol y y acomplejamiento selectivo con CTAB. - Obtención de macrófagos murinos y cultivos celulares: se obtendrán macrófagos por lavados peritoneales y/o alveolares de ratones BALB/c. Los macrófagos se cultivarán por 24 h en ausencia o presencia de levaduras muertas o vivas (sin opsonizar u opsonizadas) de C. neoformans o C. gattii o en presencia de GXM purificado. -Objetivo 1. Estudio de la modulación de las propiedades proinflamatorias de Mac: en sobrenadantes de los cultivos se medirán las citoquinas por ELISA de captura y en lisados celulares, la expresión de las enzimas (iNOS, arginasa, IDO) por western blot. Se analizará por citometría de flujo la expresión de MCHII y moléculas CD80, CD86, CD40, CTLA-4. -Objetivo 2. Estudios in vitro de la capacidad de macrófagos tratados con levaduras o GXM para inducir linfocitos Th1, Th2 o Treg: los macrófagos preincubados con GXM o levaduras, se incubarán con linfocitos autólogos estimulados con anti-CD3. Se medirá la proliferación celular y el perfil de citoquinas por citomtría de flujo. Células T CD4+ CD25- serán purificadas de suspenciones esplénicas de ratones normales. Luego las células serán incubadas con macrófagos (sin tratar o tratados con levaduras o GXM) y estimulados con anti-CD3. Se analizará la proliferación celular con CFSE y expresión de CD4, CD25 y Foxp3 . - Objetivo 3. Estudios in vivo de la capacidad de levaduras o GXM para inducir linfocitos Th1, Th2 o Treg . Rol de los macrófagos in vivo: Los ratones serán inyectados con 100000 levaduras o con 200 µg de GXM puro vía endovenosa y luego de 7, 14, 30 y 40 días se evaluarán las poblaciones celulares de bazo, por citometría de flujo usando marcaciones simultáneas para CD4, CD8, CD25, Foxp3 y citoquinas intracelulares. Para investigar la participación in vivo de los macrófagos, se depletaran estas células inyectando los animales con PBS-liposomas o clodronato (DMDP)-liposomas por vía endovenosa o inhalatoria (200- 300 µl por ratón). Luego de 24 h, los animales se infectarán con levaduras o inocularán con GXM y se evaluarán los perfiles de células T esplénicos o de nódulos linfaticos.

Regulación de la actividad funcional tiroidea e interacción con mediadores de la respuesta inmune. Regulation of thyroid functional activity and interaction with mediators of immune response.

TEMA I. MECANISMOS NO CLÁSICOS EN EL CONTROL DE LA BIOSÍNTESIS DE HORMONAS TIROIDEAS. El objetivo general de este aspecto del proyecto es el estudio de los mecanismos bioquímicos y moleculares que regulan la hormonogénesis tiroidea en diferentes condiciones funcionales. En proyectos anteriores hemos demostrado que la endotoxina bacteriana lipopolisacárido (LPS) y el oxido nítrico (NO) inducen modificaciones en la biosíntesis de hormonas tiroideas. En base a estos resultados se propone investigar el mecanismo responsable de la estimulación de la captación de ioduro y la expresión de NIS ejercida por LPS y los factores que regulan la producción de NO en la célula tiroidea. Por otra parte se investigarán posibles factores hormonales reguladores de la absorción de ioduro a nivel intestinal y su relación con el eje hipófiso-tiroideo, así como los mecanismos involucrados en la expresión de NIS en enterocitos. Como extensión con aplicación clínica y en base a la experiencia del grupo en el estudio de proteínas que participan en la biosíntesis hormonal tiroidea, se realizará una pesquisa de posibles mutaciones en el transportador de ioduro en pacientes con Hipotiroidismo congénito.TEMA II. ESTUDIO DEL EFECTO DE LAS HORMONAS TIROIDEAS EN LA INICIACIÓN DE LA RESPUESTA INMUNE EN RATÓN. INTERACCIÓN CON GLUCOCORTICOIDES. En nuestro grupo demostramos recientemente un efecto novel de las hormonas tiroideas sobre la maduración/función de células presentadoras de antígenos especializadas: células dendríticas (DC), derivadas de médula ósea de ratón. En este proyecto se propone: 1) profundizar el mecanismo molecular involucrado en el efecto de triiodotironina (T3) sobre DC: rol del receptor de T3-señalamiento intracelular; capacidad de DC tratadas con T3 de estimular la citotoxicidad antígeno-específica; estrategia de vacunación en el tratamiento antitumoral. Por su parte, también previamente demostramos la característica de los glucocorticoides (GC) de interaccionar con el mecanismo de acción de las hormonas tiroideas en la expresión final de los efectos T3-específicos. Considerando el uso terapéutico de los GC en diversos estados clínico-patológicos inmunes, se propone: 2) Estudio del efecto de dexametasona (GC de síntesis) sobre el mecanismo de acción de T3 a nivel de DC.

Aspectos bioquímicos y celulares de la reproducción de los vectores de la enfermedad de Chagas: regulación e importancia fisiológica. Biochemical and cellular aspects of the reproduction of Chagas’ disease vectors: regulation and physiologycal impact

En la hipótesis de trabajo del presente proyecto se considera la importancia del metabolismo de lípidos y proteínas en los insectos hematófagos, en particular en los vectores de la enfermedad de Chagas, para afrontar exitosamente la demanda energética de la reproducción. Las hembras de estas especies pueden ingerir una comida de sangre abundante en lípidos y proteínas, los que son modificados en el intestino para su utilización y posterior almacenamiento en estructuras organizadas en el tejido ovárico, sustentando así el rápido crecimiento de los ovocitos. Estos aspectos resultan críticos para el ciclo de vida del insecto y para el mantenimiento de la cadena epidemiológica de la enfermedad. En estas especies, recientemente hemos caracterizado a nivel bioquímico y celular la interacción entre lipoproteínas y tejidos [Fruttero y col., Insect Biochem. Mol. Biol. 39: 322-331 (2009); Fruttero y col. Biocel 33 (3): 260 (2009)] y las fases del ciclo reproductivo [Aguirre y col., J. Insect Physiol. 54: 393-402 (2008)]. No obstante, los factores que participan en su regulación son aún escasamente conocidos. En este contexto, el estudio propone emplear dos especies de triatominos con el objeto de: (1) caracterizar los factores involucrados en la formación y regulación de reservas nutricionales en los ovocitos; (2) analizar los eventos que participan en la regresión del tejido ovárico: atresia folicular y mecanismos de muerte celular. (3) evaluar el impacto de productos naturales (ureasas vegetales y péptidos derivados) en el desarrollo del tejido ovárico. Para la ejecución de los objetivos se llevarán a cabo ensayos in vivo e in vitro con trazadores fluorescentes, fraccionamiento subcelular, estudios de expresión de proteínas (mRNA y proteína), estudios histo-morfológicos, ultraestructurales e inmunocitoquímicos, microscopía láser confocalizada, ensayos de actividad enzimática, ELISA, western-blot, electroforesis bidimensional, espectrometria de masas en tándem, etc. También se evaluarán los mecanismos de muerte celular (apoptosis/autofagia) mediante microscopía electrónica, detección de apoptosis in situ (TUNEL), inmunofluorescencia, etc. Los resultados obtenidos permitirán un mejor conocimiento sobre la fisiología y bioquímica de estos vectores, los que resultan indispensables en el diseño de nuevas estrategias para su control. Debido a la carencia de un tratamiento específico para la enfermedad y a la falta de métodos preventivos (vacuna), el control del vector es una de las vías más importantes para reducir la incidencia de la enfermedad. Actualmente, la situación socio-económica que sufren amplios núcleos de nuestra población propicia condiciones de vida que facilitan la reproducción de los vectores y la transmisión vectorial del parásito. El estudio permitirá además explorar aspectos bioquímicos y celulares básicos, generando conocimientos que podrían ser extensivos a otros insectos de importancia económica en la ganadería y/o agricultura. The aim of this project is to analyze the biochemical and cellular events involved in the lipid and protein metabolism in Chagas' disease vectors, and to evaluate their impact on the physiology of reproduction, particularly in the formation of nutritional resources in developing oocytes. At present, little is known about these critical aspects for the life cycle of the insect and for the epidemiology of the disease. The experimental approaches, which will be carried out using two species of triatomines, were designed: (1) to characterize factors involved in the formation and regulation of nutritional resources in developing oocytes; (2) to analyze the biochemical and cellular events that play a role during the regression of ovarian tissue, including the processes of oocyte resorption and programmed cell death. (3) to evaluate the impact of natural products (ureases from jackbean and related peptides) in the development of ovarian tissue. Methods and techniques involved in the project are: in vivo and in vitro assays with fluorescent tracers, ELISA, chemical assays, enzyme activities, western-blot; protein expression (mRNA), histological techniques, immunohistochemical and ultrastructural studies. Cell death will be analyzed by detection of apoptosis in situ (TUNEL), immunofluorescence (for autophagy), among others. The results obtained from the study will offer the opportunity to explore important aspects in the biology and physiology of Chagas' disease vectors that could be of potential utility in designing alternative strategies for the control of the insect.

Dinámica poblacional de Streptococcus mutans en niños de edad escolar de la provincia de Córdoba. Population dynamics of Streptococcus mutans in school age children in the province of Córdoba

La caries dental es una enfermedad infecciosa, crónica y trasmisible, que se caracteriza por la desmineralización de los tejidos duros del diente, producida por la acción de los ácidos resultantes de la actividad metabólica del biofilm desarrollado sobre los dientes. Si bien, la etiología de la caries sería polimicrobiana, los estreptococos del grupo mutans son señalados como los principales protagonistas en el inicio de la lesión cariosa. En la pared celular se destacan proteínas que participan en procesos de adhesión, agregación y co-agregación, además de polisacáridos que muestran distintas especificidades antigénicas, lo que permite distinguir cuatro serotipos: c, e, f y k. Es escasa la información de las características antigénicas de las cepas circulantes de estreptococos del grupo mutans y se desconoce la relación de las mismas con la actividad de caries. En este estudio nuestros objetivos son identificar y caracterizar fenotípica y genotípicamente las cepas de estreptococos del grupo mutans circulantes en la provincia de Córdoba. La población de estudio estará constituida por escolares, urbano–marginales de la capital y del interior de la provincia. Se determinarán los serotipos de las mismas a través de de amplificaciones por PCR de tipo multiplex y luego se secuenciarán 8 genes a través de la técnica de tipado multilocus, con el fin de realizar estudios de sistemática molecular, y de estimar la estructura genética de S. mutans. Una vez que se hayan caracterizado los patrones de diversidad y distribución geográfica de S. mutans del centro de Argentina, se intentará dilucidar cómo se relacionan la diversidad genética con la experiencia de caries de los niños del estudio. Se analizarán de forma conjunta nuestros resultados con los publicados por otros autores. De esta forma se logrará una mejor comprensión de los factores históricos y ecológicos que han moldeado su distribución y aportar conocimientos a la sistemática del grupo “mutans” en relación a otras bacterias del género Streptococcus. Dental caries is an infectious, chronic and transmissible disease, characterized by demineralization of the hard tissues of the teeth, produced by the action of acids resulting from the metabolic activity of biofilm developed on the teeth. Although the etiology of caries would be polymicrobial, the streptococci of the mutans group are identified as the major responsible in the initiation of the carious lesion. In the cell wall there are proteins involved in adhesion, aggregation and co-aggregation processes, as well as polysaccharides that present different antigenic specificities, which allow the distinction of four serotypes c, e, f and k. There is little information about the antigenic characteristics of the Streptococcus mutans strains and the relationship of those characteristics with the caries activity is unknown. In the present study our goals are to identify and characterize the phenotypic and genotypic strains of streptococci of the mutans group circulating in the province of Cordoba. The study population will consist of urban and rural scholar children from Cordoba city and from the interior of the province. In order to study the molecular systematic, and the genetic structure of S. mutans, different serotypes will be determined by multiplex PCR amplifications and eight genes will be sequenced by using the multilocus typing technique. Once the diversity and the geographical distribution patterns of S. mutans from the center of Argentina is characterized, we will attempt to clarify how the genetic diversity is related with the caries experience in the children of the study. Our results will be analyzed together with those published by other authors. This will achieve a better understanding of the historical and ecological factors that shaped the bacteria’s distribution and will contribute to the knowledge of the systematic of the mutans group in relation to other bacteria of the genus Streptococcus.

Interacciones inmuno-endócrinas: participación de tlr-4 y citoquinas pro-inflamatorias en la regulación de la proliferación de células lactotropas. Immuno-endocrine interactions: Contribution of tlr-4 and pro-inflammatory cytokines in the regulation of lactotroph cell proliferation.

El presente proyecto tiene como objetivo estudiar, a nivel celular y molecular, los mecanismos inmuno-endócrinos que participan en la proliferación de células lactotropas normales y tumorales frente a procesos inflamatorios inducidos experimentalmente. Una particular atención se pondrá al evaluar la contribución de IL-6 como citoquina intrahipofisaria durante el desarrollo tumoral y su rol como señal paracrina/autocrina en la senescencia hipofisaria. Debido a que agentes inflamatorios y anti-inflamatorios pueden inducir alteraciones en el crecimiento y la función hipofisaria, no se descartaría que, en el curso de una inflamación, como la inducida por el lipopolisacárido bacteriano LPS, puedan ocurrir modificaciones en el índice proliferativo de las células lactotropas y/o en la secreción de su producto hormonal, la prolactina. Dado el auge en las investigaciones referidas al campo de la modulación inmuno-endócrina, es que planteamos investigar la participación de TLR4, componente crucial del complejo proteico que inicia la señal LPS, en hipófisis normales y tumorales inducidas por estrógeno así como también en la línea celular somatolactotrópica GH3B6. Dentro de las vías de transducción de señales involucradas se determinará la participación de MAPK-ERK1/2 y de PI3K asi como la contribución de NF-kB en la regulación del crecimiento celular inducido por IL-6/LPS mediante el uso de inhibidores específicos. La microscopía electrónica y confocal, resultarán de fundamental importancia para valorar los procesos de translocación nuclear de NF-kB como así también para definir la localización ultraestructural de los mediadores mencionados. Además, se valorará el mecanismo de senescencia celular hipofisaria mediante parámetros morfológicos, bioquímicos y ultraestructurales durante el desarrollo de prolactinomas inducidos experimentalmente. Finalmente dilucidar las posibles vías de transducción de señales que se desencadenan frente a estímulos inflamatorios/proliferativos podría explicar algunos aspectos moleculares sobre la función de control del ciclo celular y las limitaciones de crecimiento en adenomas hipofisarios que subyacen en la falta de progresión de estos tumores a la malignidad. The aim of the present project is to study the immuno-endocrine mechanisms involved in the proliferation of normal and tumoral lactotrophs experimentally induced by inflammatory factors. Also, the contribution of IL-6 as a paracrine / autocrine signal in the pituitary senescence will be assessed along tumor development induced by estrogen treatment. Considering that both, inflammatory and anti-inflammatory agents can modify the pituitary function, it is possible that in the course of inflammation, as induced by bacterial lipopolysaccharide LPS, some alteration may occur in the proliferative index of lactotrophs and / or in the PRL secretion. Our main objective is to investigate the cellular and molecular mechanisms involved by the activation of TLR4, a crucial component of the protein complex initiated by LPS, in normal and pathological pituitaries induced by estrogen as well as in the GH3B6 cell line. The participation of MAPK-ERK1 / 2 and PI3K signaling pathway and the contribution of NF-kB in the proliferative responses triggered by IL-6/LPS will be analyzed by using specific inhibitors. Confocal microscopy analysis is essential to assess the process of nuclear translocation of NF-kB as well as the use of electron microscopy to define the ultrastructural localization of the above mentioned mediators. In addition, the mechanisms of pituitary cell senescence will be evaluated through morphological, biochemical and ultrastructural approaches during the development of experimental prolactinomas. Finally, the elucidation of possible signal transduction pathways which are triggered by inflammatory / proliferative stimuli, would explain some molecular aspects of cell cycle control and limitations in pituitary tumor growth that underlie the lack of progress in these pituitary tumors to malignancy.

Population dynamics of O-group plaice, Pleuronectes platessa L., on sandy beach nursery grounds in Galway Bay, the West Coast of Ireland, 2002 to 2006.

The recruitment of 0-group plaice to sandy beach nursery grounds in Galway Bay was examined, using a Riley push-net, from February to June in 2005 and 2006. Sampling was carried out every two weeks on spring tides. Three beaches were sampled, Ballyloughan, Silverstrand and Glann na Ri. Archived 0-group plaice, for Ballyloughan and Silverstrand, from 2004, were processed. Results were compared to findings from a previous study carried out in 2002 and 2003 (Allen 2004). Otolith microstructure analysis was used to determine hatching dates, larval duration, settlement dates, post-larval age and daily growth rates of 0-group plaice in April and May 2005. Results were compared to a previous study (Allen 2004). Hatching dates in Galway Bay ranged from late January to early April in 2005. No significant difference in hatching dates was observed between years or between beaches sampled. Larval duration of 0-group plaice in Galway Bay ranged from 21 to 45 days for fish sampled in April and May 2005. No significant difference was observed in larval age between beaches sampled in Galway Bay or between years in April 2003 and 2005. A significant difference was observed between larval age and years in May 2003 and 2005, however no significant difference was observed between beaches. Settlement timing was calculated using push-net data and otolith microstructure analysis. Settlement of 0-group plaice in Galway Bay generally started in early March and finished in May. Settlement patterns, calculated using otolith microstructure analysis, in 2003 and 2005, were not significantly different to one another. There was also no difference in settlement patterns between the beaches sampled. Results from the present study showed no spatial difference in the pelagic life cycle stages of fish caught in April and May 2003 and 2005.

Population genetic structure of brown crab (Cancer pagurus) in Irish waters

The brown crab (Cancer pagurus) fishery in Ireland is one of the most important financially and socio-economically, with the species worth approximately €15m per year in the first half of the decade. Only mackerel (Scomber scombrus) and Dublin Bay prawn (Nephrops norvegicus) are of greater value. Despite this, very little research has been conducted to describe the stock structure of brown crab on a national scale. In this study a country-wide assessment of genetic population structure was carried out. Sampling was conducted from commercial fishing boats from 11/06 to 04/08 at seven sample sites representing the central Irish brown crab fisheries, with one sample site from the UK also included in the study. Six microsatellite markers, specifically developed for brown crab, were used to assess genetic diversity and estimate population differentiation parameters. Significant genetic structuring was found using F-statistics (Fst = 0.007) and exact tests, but not with Bayesian methods. Samples from the UK and Wexford were found to be genetically distinct from all other populations. Three northern populations from Malm Head and Stanton Bank were genetically similar with Fst estimates suggesting connectivity between them. Also, Stanton Bank, again on the basis of Fst estimates, appeared to be connected to populations down the west coast of Ireland, as far south as Kerry. Two Galway samples, one inside and one outside of Galway Bay, were genetically differentiated despite their close geographic proximity. It is hypothesised that a persistent northerly summer current could transport pelagic larvae from populations along the southwest and west coasts of Ireland towards Stanton Bank in the North, resulting in the apparent connectivity observed in this study.

Analysis of haemochromatosis mutations in the North West population

Background: Hereditary haemochromatosis is a heritable disorder caused by an inborn error in the metabolism of iron. It results in over absorption of iron by the body, which can manifest clinically as fatigue, arthritis, diabetes and cardiovascular problems. The highest prevalence for the genetic mutations that cause hereditary haemochromatosis can be found in the Irish population. Individuals with diabetes may also have haemochromatosis (and vice versa), due to the bi-directional relationship between iron metabolism and glucose metabolism. Objectives: To determine the incidence of the three haemochromatosis mutations C282Y, H63D & S65C, in a population from the North West of Ireland and to investigate whether there is an increased frequency of these three mutations in a diabetic population from the same region. Method: DNA was extracted from 500 whole blood samples (250 diabetic samples and 250 ‘control’ samples) using a Wizard™ kit. PCR was conducted utilising specific primers for each mutation and in accordance with a set protocol. Following amplification, PCR product was subjected to restriction endonuclease digestion, where different restriction enzymes (Rsa I, Nde II & Hinf I) were employed to determine the HFE genotype status of samples. Results: The incidence of C282Y homozygosity (1/83) and C282Y heterozygosity (1/6) in the ‘control’ group was similar to those reported for the general Irish population (1/83 and 1/5, respectively). Incidences of H63D homozygotes and H63D heterozygotes or ‘carriers’ in the diabetic population were greater than that of the ‘control’ population. A significant finding of this study was that of an incidence of 1/32 S65C carriers in the control population. This is, to our knowledge, the highest incidence of the genotype reported to date in the general Irish population. Statistical analysis showed that there was no significant differences between the HFE genotype frequencies in the Diabetic and Control Populations. Conclusion: Results of the study concord with published literature in terms of C282Y homozygosity and C282Y heterozygosity in the general Irish population. An increased frequency of the H63D mutation in diabetic individuals was also found but was not statistically significant. The biochemical effect of the H63D mutation is still unknown. The significance of such a high incidence of S65C carriers in the ‘control’ population warrants further investigation.

Population dynamics of 0-group flounder (Platichthys flesus L.) in Galway Bay, West of Ireland and the value of flounder from shore angling tourism in Ireland

The economic value of flounder from shore angling around Ireland was assessed. Flounder catches from shore angling tournaments around Ireland were related to domestic and overseas shore angling expenditure in order to determine an economic value for the species. Temporal trends in flounder angling catches, and specimen (trophy) flounder reports were also investigated. Flounder was found to be the most caught shore angling species in competitions around Ireland constituting roughly one third of the shore angling competition catch although this did vary by area. The total value of flounder from shore angling tourism was estimated to be of the order of €8.4 million. No significant temporal trends in flounder angling catches and specimen reports were found. Thus there is no evidence from the current study for any decline in flounder stocks. The population dynamics of 0-group flounder during the early benthic stage was investigated at estuarine sites in Galway Bay, west of Ireland. Information was analysed from the March to June sampling period over five years (2002 to 2006). Spatial and temporal variations in settlement and population length structure were analysed between beach and river habitats and sites. Settlement of flounder began from late March to early May of each year, most commonly in April. Peak settlement was usually in April or early May. Settlement was recorded earlier than elsewhere, although most commonly was similar to the southern part of the UK and northern France. Settlement was generally later in tidal rivers than on sandy beaches. Abundance of 0-group flounder in Galway Bay did not exhibit significant inter -annual variability. 0-group flounder were observed in dense aggregations of up to 105 m'2, which were patchy in distribution. Highest densities of 0-group flounder were recorded in limnetic and oligohaline areas as compared with the lower densities in polyhaline and to a lesser extent mesohaline areas. Measurements to of salinity allowed the classification of beaches, and tidal river sections near the mouth, into a salinity based scheme for length comparisons. Beaches were classified as polyhaline,the lower section of rivers as mesohaline, and the middle and upper sections as oligohaline. Over the March to June sampling period 0-group flounder utilised different sections at different length ranges and were significantly larger in more upstream sections. During initial settlement in April, 0-group flounder of 8-10 mm (standard length, SL) were present in abundance on polyhaline sandy beaches. By about 10mm (SL), flounder were present in all polyhaline, mesohaline and (oligohaline) sections. 0-group flounder became absent or in insignificant numbers in polyhaline and mesohaline sections in a matter of weeks after first appearance. From April to June, 0-group flounder of 12-30mm (SL) were found in more upstream locations in the oligohaline sections. About one month (May or June) after initial settlement, 0-group flounder became absent from the oligohaline sections. Concurrently, flounder start to reappear in mesohaline and polyhaline areas at approximately 30mm (SL) in June. The results indicate 0-group flounder in the early benthic stage are associated with low salinity areas, but as they grow, this association diminishes. Results strongly suggest that migration of 0-group flounder between habitats takes place during the early benthic phase.

An assessment of biological and population parameters of the Common whelk, Buccinum undatum (L.) in the region of the North West Irish whelk fishery

The Common whelk, Buccinum undatum (L.) is a conspicuous benthic scavenger in Irish waters, and is a valuable fisheries resource in South East Ireland. B. undatum is fished in many parts of its range, and previous studies have shown that certain life history parameters, which vary with location, make this species vulnerable to overexploitation. This makes research into each exploited stock essential to ensure sustainable fisheries management of the species. In 2003, interest in B. undatum as a complementary species in the inshore fishery east of the Inishowen Peninsula, North West Ireland, initiated investigation into fisheries related biological and population aspects of the species in this region. The current study presents estimates of spatial variation and density of the stock, size at age and growth rates, size and age at onset of sexual maturity, and timing of reproductive events in the region of the North West Irish whelk fishery for the period of June 2003 to May 2004. Analysis of variance of the total shell length of whelk landings to the fishery was conducted over spatial scales of fishing pot, fishing string and landings to vessels. Landings varied significantly in shell length at the spatial scale at which whelks are attracted to baited pots, but did not vary significantly over larger spatial scales. Depletion estimates of stock density from fisheries derived Catch per Unit Effort data and a mark re-capture experiment estimate 0.134 - 0.227 whelks per m2. Two independent methods of age determination found similar growth logistics functions for B. undatum.Modal analysis of length frequency distribution of landings to the fishery estimated symptotic length, Leo = 151.64 mm and Brody growth coefficient, K = 0.04. Analysis of the striae in individual opercula, where each stria was found to represent annual growth, estimated Loo = 137.73 mm and K = 0.12. Common whelks in the region of the North West Irish whelk fishery grow slowly and are long-lived, with 19 opercula striae recorded in one individual. Onset of sexual maturity is late, and no sex-specific differences in size or age at maturity were determined in the present study. Males were found to achieve sexual maturity at 83.30 ± 10.77 mm, and 8.9 - 11.1 years of age, and females at 82.62 ± 10.68 mm and 8.8 to 11.1 years of age. Systematic observations of reproductive events, including histological changes to the female ovary and male testis, and changes in the size and mass of body components, suggest that breeding occurred between the autumn and winter months of October and December 2003. Biological aspects of B. undatum in the study region are compared with previous studies from other regions, and discussed in relation to sustainable management of the fishery.

Synchronous reproduction may facilitate introgression in a hybrid mussel (Mytilus) population

Mussel populations on the Irish Atlantic coast comprise an interbreeding mixture of the blue mussel, Mytilus edulis (L.) and the Mediterranean mussel, Mytilus galloprovincialis (Lmk.). The occurrence of hybrid genotypes varies between sites but can be as high 80%. This study compares the reproductive cycle of M. edulis, M. galloprovincialis and their hybrids to determine if the extensive hybridisation observed at Irish Atlantic coast sites is linked to spawning synchrony between the two taxa. Mussels (40-45 mm size class) were collected monthly from a sheltered shore in Galway Bay from January to December 2005. Two major spawning events (March- June and September-October) were observed and gametogenesis took place throughout the year. The spawning cycles of the three taxa were largely overlapping. Small differences were observed in the timing of peak spawning which occurred in March and October in M. galloprovincialis and in May-June and September in M.edulis. Spawning of hybrid individuals was intermediate between the parental genotypes. Fecundity was slightly higher in M. galloprovincialis females compared to the other taxa (up to 30% difference, p<0.05). This apparent advantage is not shared by the sexes and is likely being offset by high numbers of hybrid genotypes releasing gametes during peak spawning of M. galloprovincialis. There was no evidence for increased mortality in hybrid males; sex ratios did not deviate from the 1:1 ratio. The results show that in this region of the hybrid zone the timing of reproduction does not present a barrier to gene flow between M. edulis and M. galloprovincialis. Nonetheless, small differences in the timing of peak spawning may increase the likelihood of conspecific fertilisation at certain times of the year. Hybrids outnumber the parental genotypes, undergo complete gametogenesis and show no evidence of depressed fitness (i.e. hybrids are reproductively competent suggesting a high degree of introgression.

Age, growth and population dynamics of lemon sole Microstomus kitt (Walbaum 1792) sampled off the West Coast of Ireland

The age, growth, maturity and population dynamics of lemon sole (Microstomus kitt), captured off the west coast of Ireland (ICES division Vllb), were determined for the period November 2000 to February 2002. The maximum age recorded was 14 years. Males of the population were dominated by 4 year olds, while females were dominated by 5 year olds. Females dominated the sex ratio in the overall sample, each month sampled, at each age and from 22cm in total length onwards (when N > 20). Possible reasons for the dominance of females in the sex ratio are discussed. Three models were used to obtain the parameters of the von Bertalanfly growth equation. These were the Ford-Walford plot (Beverton and Holt 1957), the Gulland and Holt plot (1959) and the Rafail (1973) method. Results of the fitted von Bertalanffy growth curves showed that female lemon sole o f f the west coast of Ireland grew faster than males and attained a greater size. Male and female lemon sole mature from 2 years of age onwards. There is evidence in the population o f a smaller asymptotic length (L«, = 34.47cm), faster growth rate (K = 0.1955) and younger age at first maturity, all of which are indicative o f a decrease in population size, when present results are compared to data collected in the same area 22 years earlier. Results of the yield per recruit curve indicate that lemon sole are currently being over-fished o f f the west coast of Ireland. Problems of selectivity within the sampling method, particularly at the discarding stage, may have influenced the outcome of results of the models used in the assessment of this stock. Therefore, additional/future work on this species should include catch data which incorporates discards and not landings data alone.