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Bienvenido a la colección de Tesis Doctorales de Ciencias de la Universidad de Murcia.
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- PublicationOpen AccessAnálisis comparativo de la morfometría, microbiota y efectos de la endogamia en poblaciones globales de Tenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae)(Universidad de Murcia, 2025-10-06) Ramos Martínez, Ángel; Galián Albaladejo, José; Sin departamento asociado; Escuelas::Escuela Internacional de DoctoradoLa presente tesis tiene como objetivo principal analizar, cuantificar y caracterizar los cambios morfológicos, productivos, reproductivos y microbiológicos en la especie Tenebrio molitor, considerando su origen geográfico y cría. Se evaluaron variables como peso, longitud, coloración, presencia de malformaciones, parámetros reproductivos, morfología y microbiota intestinal. Un segundo objetivo fue explorar las aplicaciones prácticas de estas diferencias en el sector productivo, especialmente en la explotación del vigor híbrido, la selección de líneas con características favorables y la utilización de cepas bacterianas beneficiosas para mejorar el rendimiento, la sanidad y la seguridad alimentaria. La metodología se estructuró en seis capítulos. El primero consistió en una revisión sistemática sobre la cría intensiva de insectos y las consecuencias de la consanguinidad en campos reproductivos, productivos, hormonales, genéticos e inmunológicos. El segundo abordó el cruce de diferentes poblaciones de T. molitor de distintos orígenes, evaluando parámetros productivos como número de descendientes y velocidad del ciclo. El tercero analizó variaciones morfológicas entre poblaciones globales mediante morfometría geométrica. El cuarto estudió la composición de la microbiota intestinal en poblaciones silvestres, industriales y tradicionales, mientras que el quinto examinó cómo distintas dietas, suplementadas con carpóforos y micelio de hongos, modifican la microbiota en una misma población. Finalmente, el sexto evaluó el efecto probiótico de Pediococcus pentosaceus frente a patógenos, verificando su potencial como suplemento en la cría intensiva. Las conclusiones reflejan la importancia de integrar enfoques genéticos, morfológicos y microbiológicos en la producción de T. molitor. En primer lugar, se confirma el impacto negativo de la endogamia: menor éxito reproductivo, debilitamiento inmunológico, reducción de la diversidad genética y aumento de malformaciones. Al mismo tiempo, se destaca el valor estratégico de las poblaciones silvestres, con alta variabilidad genética y fenotípica, para contrarrestar los efectos de la consanguinidad. En relación con la variabilidad morfológica, la morfometría geométrica se consolidó como herramienta eficaz para diferenciar poblaciones según origen y sistema de cría. Se observó que la domesticación y la intensificación reducen la diversidad morfológica, lo cual puede limitar la adaptabilidad de las colonias en contextos productivos. Asimismo, la dispersión histórica de la especie pudo reconstruirse parcialmente a partir de evidencias morfológicas, vinculando su expansión con la agricultura y el comercio. El estudio de la microbiota intestinal mostró una fuerte influencia del origen y del sistema de cría. Las poblaciones tradicionales exhibieron mayor diversidad bacteriana, mientras que los sistemas industriales tendieron a empobrecerla, con efectos potencialmente negativos en digestión, inmunidad y resiliencia. La dieta también resultó determinante: la inclusión de micelio de Lentinula edodes en niveles moderados favoreció comunidades bacterianas equilibradas, mientras que altas proporciones de carpóforo promovieron estados de disbiosis asociados a Enterobacteriaceae. Estos hallazgos subrayan la necesidad de diseñar estrategias nutricionales que consideren la microbiota como objetivo central de manejo. Por último, la suplementación con P. pentosaceus demostró un doble beneficio. Mejoró discretamente parámetros productivos, y en presencia de patógenos redujo la mortalidad y los daños sobre el desarrollo. Se identificaron, además, posibles aplicaciones industriales derivadas de la modificación del exoesqueleto asociada a la suplementación. En conjunto, el uso de este probiótico se perfila como una herramienta sostenible, escalable y eficaz para reforzar la productividad y bioseguridad en la industria entomológica. Esta tesis evidencia que la optimización de la cría de T. molitor requiere un enfoque integral que combine la gestión genética, morfológica y microbiológica. La integración de estrategias basadas en vigor híbrido, selección de líneas, manipulación nutricional y uso de probióticos permite no solo mejorar la eficiencia y la resiliencia de las colonias, sino también garantizar su sostenibilidad en el marco de la producción animal y la bioeconomía moderna.
- PublicationOpen AccessBioinformatic methods for molecular characterization with third generation sequencing : application to antithrombin deficiency(Universidad de Murcia, 2025-09-24) Cuenca Guardiola, Javier; Fernández Breis, Jesualdo Tomás; Corral de la Calle, Javier; Sin departamento asociado; Escuela Internacional de DoctoradoLas variantes estructurales (VE) han sido difíciles de estudiar y caracterizar por completo hasta la llegada de la secuenciación de tercera generación. Esta permite detectar VE con precisión en sus coordenadas e información del efecto en la secuencia a nivel genómico, gracias a lecturas más largas. Esta tesis estudia cómo mejorar la detección de VE de distintos tipos con secuenciación de nanoporos, con sus resultados recogidos en un compendio de tres publicaciones científicas indexadas. Durante su desarrollo, se presta especial atención a VE relacionadas con la deficiencia de antitrombina, una enfermedad congénita que aumenta el riesgo de sufrir trombosis. Al tratarse de una enfermedad de herencia mendeliana, normalmente causada por mutaciones en un único gen, supone un excelente punto de partida para el desarrollo de métodos que puedan extenderse posteriormente. Objetivos Los objetivos de la tesis son la detección y caracterización, usando datos de secuenciación con nanoporos, de variantes de número de copias mayores de 50 kilobases, de inserciones y deleciones de elementos trasponibles, así como el estudio del posible impacto funcional de estas dos, y la creación de métodos bioinformáticos reproducibles y reusables. Métodos La metodología general ha consistido en el alineamiento de las lecturas de nanoporo, detección de variantes, unión de los conjuntos de variantes y análisis posteriores específicos, como cálculo de cobertura o la detección de secuencias de elementos trasponibles, además de programas propios creados para el propósito de cada trabajo. Para el alineamiento y detección de variantes se han hecho análisis de desempeño considerando minimap2, lra y NGMLR como alineadores, y Sniffles, Sniffles2, CuteSV, SVIM y NanoVar como detectores de variantes. Para asegurar la reproducibilidad, se ha usado conda para distribuir una herramienta, disCoverage, y Snakemake, para una nueva pipeline, RetroInspector. Resultados Los resultados aparecen en tres publicaciones. Primero, se analiza el rendimiento de la secuenciación de tercera generación con duplicaciones y deleciones de gran tamaño. Tras seleccionar los programas con mejor desempeño, se baja exactitud en los resultados, por lo que se presenta un método para filtrar los resultados de estos programas. Se trata de disCoverage, un programa que analiza la salida de detectores de variantes y filtra grandes mutaciones mediante análisis estadístico de cobertura, aunque no es capaz de detectar variantes por sí mismo. Segundo, se presenta un análisis de inserciones y deleciones de elementos trasponibles a nivel genómico, en el que se investiga la diversidad de estas mutaciones, su impacto funcional y se comparan los resultados con otros estudios. Se discute la viabilidad de la secuenciación por nanoporos para detectar mutaciones patogénicas, aunque no se analiza la presencia de secuencias indicadoras de retrotransposición. Por último, se presenta una herramienta que refina la metodología del segundo artículo, incluyendo el análisis de marcas de transposición, aunque con resultados difíciles de interpretar, y la empaqueta en una pipeline, RetroInspector, de sencilla instalación y ejecución, con ficheros documentados y resúmenes gráficos. La tesis en su conjunto presenta el resultado de una labor investigadora con secuenciación de nanoporos, enmarcada en el estado del arte, presentando nuevos métodos y sus limitaciones, comentadas también como futuro trabajo.
- PublicationEmbargoClimate-Driven Variability of Global Burned Area(Universidad de Murcia, 2025-09-18) Gincheva Norcheva, Andrina; Turco, Marco; Jerez Rodríguez, Sonia; Sin departamento asociado; Escuelas::Escuela Internacional de DoctoradoLos incendios forestales son un proceso complejo del sistema terrestre, moldeado por la interacción entre fuentes de ignición, condiciones climáticas y disponibilidad de combustible. Identificar cuánto y dónde la variabilidad climática impulsa los cambios en el área quemada (BA) permite anticipar la evolución de los regímenes de fuego en un clima cambiante y apoyar el desarrollo de estrategias de gestión adaptativa. Esta tesis doctoral aborda tres retos clave que limitan la comprensión actual de los vínculos entre clima e incendios: (i) la ausencia de registros armonizados y de largo plazo sobre BA; (ii) la limitada comparabilidad entre estimaciones históricas y derivadas de satélite; y (iii) la necesidad de modelos que integren señales climáticas tanto concurrentes como antecedentes en una diversidad de ecorregiones. El estudio se estructura en tres líneas de análisis complementarias. En primer lugar, se desarrolló el conjunto de datos ONFIRE, integrando registros oficiales mensuales de BA de cinco regiones propensas a incendios (Europa, EE.UU., Canadá, Chile y Australia). Estos datos fueron armonizados en una malla espacial de 1° × 1° y validados frente al producto satelital FireCCI51 y al índice meteorológico de incendios Fire Weather Index (FWI). El conjunto de datos ONFIRE ofrece una cobertura temporal ampliada —de hasta cinco décadas en algunos casos— y respalda estudios a gran escala sobre la dinámica clima–fuego, con datos y código disponibles en acceso abierto y de forma reproducible. En segundo lugar, se realizó una comparación multifuente de estimaciones de BA en el Mediterráneo occidental. La comparación entre ONFIRE y tres productos satelitales (FireCCI51, MCD64A1 y GFED5) mostró diferencias marcadas en los valores absolutos, especialmente en GFED5, que estimó entre dos y tres veces más BA. No obstante, las fuentes coincidieron en la variabilidad interanual y los patrones espaciales. La concordancia entre ONFIRE y los productos satelitales fue alta durante los periodos anual y de temporada, y las tendencias indicaron un descenso generalizado de la BA en las dos últimas décadas. Estos resultados destacan la utilidad de combinar datos históricos y satelitales para comprender mejor la actividad de incendios en contextos afectados por el cambio climático, y para detectar coincidencias y discrepancias que refuercen una gestión más precisa y fundamentada. En tercer lugar, se desarrolló un modelo global para cuantificar la influencia de la variabilidad climática sobre la variabilidad interanual de la BA. El modelo combinó predictores concurrentes y antecedentes derivados del FWI y del índice de precipitación-evapotranspiración estandarizado (SPEI), que cuantifica déficits hídricos acumulados, aplicados a escala de ecorregión en todo el mundo. Los resultados muestran que la variabilidad climática explica cerca del 60% de la variación interanual de la BA en el 77% de las áreas combustibles del planeta, duplicando aproximadamente las estimaciones previas de evaluaciones globales. Los resultados destacan la necesidad de considerar la sincronía y acumulación de los efectos climáticos en los análisis clima–fuego, especialmente en enfoques multivariados. Esta tesis aporta nuevas evidencias sobre los factores que explican la variabilidad global de los incendios y ofrece datos, modelos y código en acceso abierto para impulsar la investigación sobre clima e incendios. Sus resultados son especialmente relevantes ante el creciente riesgo de incendios forestales y pueden apoyar estrategias de gestión y decisión adaptadas a cada territorio. Además de sus aportaciones científicas, esta tesis se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas —en particular el ODS 13 (Acción por el Clima), el ODS 15 (Vida de Ecosistemas Terrestres) y el ODS 17 (Alianzas para Lograr los Objetivos)— al fomentar la ciencia abierta, el fortalecimiento del monitoreo de incendios y la cooperación internacional frente al aumento del riesgo de incendios forestales.
- PublicationOpen AccessEl potencial de los péptidos antimicrobianos de artrópodos como sustitutos de los antibióticos(Universidad de Murcia, 2025-10-13) Cutillas Dólera, Pedro; Galián Albadalejo, José; Corrales Romero, Juan Carlos; Sin departamento asociado; Escuelas::Escuela Internacional de DoctoradoLa resistencia bacteriana a los antibióticos se ha consolidado como una de las amenazas más serias para la salud pública global, al comprometer la eficacia de los tratamientos convencionales y provocar un aumento alarmante de la morbilidad, la mortalidad y los costes sanitarios. Esta situación se ha visto agravada por el uso indiscriminado de antibióticos tanto en medicina humana como veterinaria, la automedicación sin control médico, y la capacidad de las bacterias para intercambiar genes de resistencia mediante mecanismos de transferencia horizontal. Frente a este panorama, se ha intensificado la búsqueda de nuevas estrategias terapéuticas, entre las que destacan los péptidos antimicrobianos (AMPs) como una alternativa viable y prometedora. Los AMPs son pequeñas proteínas que presentan actividad frente a una amplia variedad de patógenos, incluyendo bacterias, hongos, virus e incluso células tumorales. Estas moléculas destacan por ser termoestables, poco tóxicas para células eucariotas y por actuar mediante mecanismos distintos a los antibióticos tradicionales, lo que reduce significativamente la probabilidad de aparición de resistencias. Aunque se han identificado AMPs en diversos grupos de organismos, los artrópodos se presentan como una fuente especialmente interesante debido a su diversidad biológica y a su constante exposición a entornos microbianos hostiles. El presente trabajo comenzó con el análisis de la microbiota intestinal de dos especies de insectos: Periplaneta americana y Zophobas morio, criadas en el insectario de la Universidad de Murcia y en la empresa spin-off Arthropotech SL. El objetivo fue detectar comunidades bacterianas con perfiles de multirresistencia. Los resultados revelaron una elevada presencia de comunidades bacterianas resistentes a múltiples antibióticos, algunas de las cuales podrían tener implicaciones para la salud humana, dada su proximidad ecológica a entornos urbanos y domésticos. Este hallazgo motivó la búsqueda de nuevas estrategias terapéuticas alternativas. A partir de estos hallazgos, se dirigieron los esfuerzos hacia la identificación y validación experimental de AMPs en distintos artrópodos. En el escarabajo tigre Calomera littoralis se identificaron péptidos como CliCecB2 y Clit-Def, que mostraron eficacia frente a bacterias Gram + y Gram -. Paralelamente, se realizaron estudios bioinformáticos sobre los genomas de Tuta absoluta y Hermetia illucens, que permitieron predecir nuevas secuencias candidatas a AMPs. Estas fueron posteriormente sintetizadas y evaluadas in vitro, confirmando su capacidad para inhibir el crecimiento de bacterias multirresistentes. Además, se exploró el potencial terapéutico del veneno de escorpiones, tradicionalmente asociado con toxicidad. Se centró la atención en péptidos sin puentes disulfuro (NDBP), los cuales fueron sintetizados y sometidos a ensayos in vitro frente a cepas bacterianas resistentes. Los resultados mostraron una actividad antimicrobiana destacada. En conjunto, este trabajo ofrece una visión integral del problema de la multirresistencia bacteriana y de los esfuerzos experimentales realizados para identificar soluciones innovadoras. Los resultados obtenidos respaldan el uso de artrópodos como una fuente prometedora de compuestos antimicrobianos, y posicionan a los AMPs derivados de insectos y escorpiones como herramientas valiosas para afrontar uno de los principales desafíos de la medicina actual.
- PublicationEmbargoEstudio taxonómico integrativo del complejo Trichostomum brachydontium Bruch (Pottiaceae, Bryophyta) en Sudamérica: implicaciones en la sistemática y diversidad del género Trichostomum Bruch(Universidad de Murcia, 2025-10-17) Rodríguez Alcalá, Omar; Cano Bernabé, María Jesús; Gallego Morales, María Teresa; Sin departamento asociado; Escuelas::Escuela Internacional de DoctoradoLa taxonomía integrativa se ha establecido como una herramienta fundamental para la delimitación de especies en grupos taxonómicos complejos. Un ejemplo es la familia Pottiaceae, conocida por su alta diversidad y riqueza específica. Esto es especialmente evidente en las regiones tropicales de Sudamérica, las cuales permanecen aún poco exploradas desde una perspectiva taxonómica. Dentro del grupo, la subfamilia Trichostomoideae incluye géneros de morfología compleja y poco estudiados, como Trichostomum. En Sudamérica, T. brachydontium es la especie más citada, aunque estudios preliminares evidencian una notable variabilidad fenotípica que sugiere la presencia de diversidad críptica o pseudocríptica. El objetivo principal de esta investigación fue clarificar la diversidad real del género Trichostomum en Sudamérica, con énfasis en el complejo T. brachydontium, y establecer su posición filogenética dentro de Trichostomoideae. Para ello, se analizaron morfológicamente más de 300 ejemplares de herbario y se seleccionaron 111 para estudios filogenéticos, utilizando marcadores del genoma cloroplástico (atpB-rbcL, rps4, trnG, trnL-F) y nuclear (ITS1-5.8S-ITS2). Esto fue complementado con análisis estadísticos multivariantes (análisis de componentes principales, análisis discriminante lineal y análisis de conglomerados jerárquico). Los análisis filogenéticos revelaron que los géneros incluidos en la tribu Trichostomeae se agrupan en dos clados bien apoyados, aunque no se identificaron sinapomorfías. La posición filogenética de Trichostomum platyphyllum resultó ambigua, ya que se agrupa con Trichostomum en los árboles de genes nucleares y fuera de Trichostomum en los cloroplásticos, lo que impide confirmar la monofilia del género. Del mismo modo, la posición de Hydrogonium mostró incongruencias entre los árboles de genes cloroplásticos y nucleares. Además, se observó una clara diferenciación entre los especímenes europeos y macaronésicos de T. brachydontium y los sudamericanos. Estos últimos distribuidos en once clados bien definidos, algunos con señales de reticulación, lo que evidencia la complejidad evolutiva de este grupo. El estudio integrativo permitió excluir de Sudamérica a T. brachydontium y a Tainoa subcucullata. Además, se delimitaron nueve especies del complejo T. brachydontium en Sudamérica: T. basilatinervium, T. churchillianum, T. edentulum, T. goyazense, T. hondurense, T. lambii, T. mittenianum, T. novogranatense y T. urceolare, siendo las dos primeras nuevas para la ciencia, y describiéndose por primera vez el esporófito de T. hondurense. Dos de los clados no pudieron ser delimitados taxonómicamente: uno debido a su alta variabilidad morfológica y otro por la falta de estudios adicionales. En este estudio también se presentan dos nuevos caracteres morfológicos de utilidad taxonómica que hasta ahora no habían sido considerados dentro del género Trichostomum: el porcentaje de ocupación de la zona hialina basal y el de la zona de transición. Adicionalmente, se proponen tres nuevas combinaciones (T. loxorhynchum, T. goyazense y Neotrichostomum jamaicense), siete nuevos sinónimos (Gymnostomum jamesonii para T. loxorhynchum; T. apophysatulum y T. pomangium para T. edentulum; Weissia termitarum para T. goyazense; Didymodon planifolius para T. hondurense e Hymenostomum anomalum y T. antillarum para T. urceolare), y seis nuevos lectótipos. Por otro lado, se actualiza el hábitat y la distribución de cada una de las especies reconocidas, con un aumento considerable de su rango de distribución, ya que la mayoría solo se conocían del material original de la localidad tipo. Los resultados obtenidos confirman la eficacia de la taxonomía integrativa para comprender la biodiversidad en grupos complejos como los briófitos. En el caso de T. brachydontium en Sudamérica, la combinación de análisis morfológicos y moleculares permitió delimitar y caracterizar una parte importante de las especies. Futuros estudios que incluyan una mayor representación de los grupos no resueltos determinarán la diversidad real en este complejo de especies.
- PublicationEmbargoFrom Clinical Inflammatory Profiling to Translational Experimental Modeling of Endometriosis : Peritoneal Macrophages as a Therapeutic Target(Universidad de Murcia, 2025-10-13) Ramírez Pavez, Tamara Nadira; Martínez-Esparza Alvargonzález, María Concepción; Machado Linde, Francisco; Sin departamento asociado; Escuelas::Escuela Internacional de DoctoradoObjetivos Esta tesis tiene como objetivo profundizar en la comprensión del entorno inmunológico y molecular de la endometriosis mediante un enfoque experimental multifacético, que integra modelos clínicos, inmunológicos y preclínicos. Los objetivos específicos incluyeron: optimizar protocolos de recogida de muestras peritoneales; caracterizar el microambiente inmunológico, en particular los macrófagos y mediadores solubles; correlacionar estos hallazgos con parámetros clínicos; e implementar un modelo murino de endometriosis para estudios in vivo. Metodología Se reclutaron 322 mujeres entre 2014 y 2025, de las cuales 197 fueron confirmadas con endometriosis mediante histología y 72 eran mujeres sanas. Se diseñó un protocolo estandarizado para la recogida de líquido y lavados peritoneales, junto con biopsias quirúrgicas. Las poblaciones de macrófagos peritoneales se caracterizaron mediante citometría de flujo y marcadores fenotípicos asociados a activación M1/M2, reparación tisular y otras subpoblaciones. Se midieron mediadores inflamatorios solubles humanos y microbianos en líquido peritoneal y plasma mediante ELISA. Por último, se desarrolló un modelo murino homólogo de endometriosis con implante de tejido endometrial GFP en ratones C57BL/6, evaluando la formación de lesiones, cambios de conducta tipo ansiedad y persistencia celular. Conclusiones Se optimizaron los protocolos de recogida de muestras, mejorando la recuperación celular en lavados peritoneales, especialmente en mujeres con obesidad. Se observó una infiltración generalizada de macrófagos, incluso en tejidos sin lesiones visibles, con una expansión significativa de subpoblaciones no-clásicas y un fenotipo complejo de marcadores proinflamatorios, reguladores y reparativos. A nivel sistémico, se detectaron alteraciones en leucocitos y citocinas, incluyendo elevación de galectina-1 y descenso de sCD163, así como un incremento moderado de β-glucanos. El índice de masa corporal se asoció con mediadores inflamatorios y mayor severidad de la enfermedad, subrayando el papel del peso en su progresión. El análisis detallado de subpoblaciones de macrófagos reveló correlaciones con la percepción de salud física y posibles vínculos con síntomas. Se identificaron asociaciones entre marcadores tumorales (CEA, HE4) y perfiles inmunológicos, lo que resalta su potencial como biomarcadores sensibles. El modelo murino homólogo aportó información útil aunque con limitaciones en la formación y detección de lesiones, destacando la necesidad de perfeccionar los sistemas preclínicos.
- PublicationEmbargoInteracción cucurbitáceas-virus-microbioma de pulgón en el desarrollo de enfermedades virales(Universidad de Murca, 2025-10-28) Moya Ruiz, Celia de; Gómez López, Pedro; Sin departamento asociado; Escuelas::Escuela Internacional de DoctoradoEn primer lugar, se realizó una revisión bibliográfica profunda del estado actual y distribución de los virus transmitidos por pulgón en las principales regiones productoras de cucurbitáceas en España. Tras esto se estudió (I) la distribución de los principales virus transmitidos por pulgón incluyendo aquellos que son transmitidos por mosca blanca en muestras sintomáticas de dos cultivos de cucurbitáceas de tres zonas productoras de España durante los años 2021 a 2023. CABYV y WMV fueron los virus más ampliamente distribuidos en los tres años y cultivos. Además, identificamos un nuevo polerovirus, Polerovirus PABYV, que no había sido descrito anteriormente en los cultivos de cucurbitáceas de España. Este estudio mostró que PABYV emergió en 2018 y que había permanecido oculto bajo los síntomas de amarilleo causados por CABYV. Además, con esta metodología se detectó el virus críptico Alphaendornavirus cucumis por primera en muestras de calabaza. En segundo lugar, se estudió (II) cómo el orden temporal de las infecciones mixtas podría afectar la dinámica de las poblaciones virales. Para ello, se hizo un ensayo experimental en el que se evaluó la carga viral de CABYV y WMV en plantas de melón bajo diferente orden de infección (secuencial) y de forma paralela bajo infección simultánea (co-infección). La co-infección de CABYV y WMV resultó en una mayor acumulación de ambos virus, lo que sugiere un efecto doble sinérgico. En el caso de las infecciones secuenciales, se observó que el orden temporal de la infección afecta el tipo de interacción entre estos dos virus en melón, con una interacción sinérgica cuando CABYV precede a WMV y una interacción antagónica cuando WMV precede a CABYV. Con este estudio, se destaca la importancia de las interacciones bióticas en la configuración de la epidemiología viral y la dinámica de las enfermedades de las plantas en los agro-ecosistemas. En tercer lugar, se estudió (III) cómo la combinación de factores abióticos (temperatura) y bióticos (infección viral con WMV) tienen un efecto en la respuesta de la planta (melón y calabacín con alta y baja tolerancia a estrés por temperatura) y por lo tanto en la interacción virus-planta mediante un estudio de transcriptómica por 3’ mRNA-seq. Además, se cuantificó la carga viral de WMV bajo las diferentes condiciones mencionadas. Los resultados mostraron que la carga viral de WMV fue mucho mayor en las plantas de calabacín que de melón y que además fue dependiente de temperatura y el grado de tolerancia de las plantas a esta. En cuanto a la respuesta génica de las plantas a ambos estreses, se observó que el porcentaje de genes diferencialmente expresados (DEGs) fue mayor en las plantas termo-susceptibles para ambas especies de cucurbitáceas y se encontraron DEGs exclusivos en la respuesta a la combinación de ambos estreses para las variedades termo-tolerantes y en concreto, dos genes ortólogos ligados al estrés por temperatura y por infección viral en melón y calabacín. Por último, se evaluó (IV) cómo la estructura y composición del microbioma de pulgón (A. gossypii) es alterado por su alimentación en diferentes especies de plantas y cuando están infectadas con CABYV y/o WMV, usando análisis de secuenciación del gen 16S rRNA. En este estudio, se observó que la diversidad de la comunidad de bacterias fue mayor en los pulgones alimentados en melón que en pepino por lo que el microbioma se ve fuertemente afectado por el huésped del que se alimenta. También se observó que la diversidad microbiana fue mayor en los pulgones alimentados en plantas sanas que en plantas infectadas. Los géneros más abundantes fueron Buchnera y Arsenophonus, cuyas abundancias se vieron modificadas en función de la alimentación del pulgón.
- PublicationEmbargoMecanismos de señalización del estrés foto-oxidativo y oxidativo en Myxococcus xanthus: implicaciones funcionales y perspectivas evolutivas(Universidad de Murcia, 2025-07-28) Rey Navalón, Irene del; Elías Arnanz, Montserrat; Sin departamento asociado; Escuela Internacional de DoctoradoMyxobacteria, recently reclassified into Myxococcota phylum, are Gram-negative, non-pathogenic, aerobic bacteria. The best-studied species is Myxococcus xanthus, whose light response has been well characterized by our research group. M. xanthus has two pathways to respond to light, both leading to carotenoid biosynthesis, whose antioxidant properties protect cells against photooxidative stress. The more complex pathway depends on protoporphyrin IX and 1O2, and the activity of the σ-ECF/anti-σ pair CarQ/CarR. CarF is a key membrane protein in the response to light in M. xanthus. This protein has been a long-sought enzyme, whose activity has been unknown for more than fifty years. The study of CarF led to the discovery of its fatty acid desaturase activity (PEDS1), which is responsible for the introduction of the characteristic vinyl-ether bond in the sn-1 position of plasmalogens. Plasmalogens are a special type of glycerophospholipid whose unique structural and functional properties are due to the presence of their vinyl-ether bond. Alterations in their levels have been linked to the development of different human diseases, from Zellweger syndrome to neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s or Parkinson’s, and cancer. They present a patchy distribution across the Tree of Life: among bacteria, they are present in anaerobic and facultative bacteria, and among aerobic bacteria, their presence is restricted to myxobacteria. They are also present in mammals and protists but absent in plants and fungi. Their atypical distribution pushed us to study the functional and evolutionary parallelisms between myxobacteria and mammals. The peroxisomal enzymes FAR, AGPS and GNPAT are key in the plasmalogen biosynthesis pathway in mammals. In contrast, M. xanthus has two pathways responsible for plasmalogen precursor synthesis. The main pathway (ElbA-E), where ElbD is a multifunctional enzyme, whose FAR and GNPAT activities are essential. The auxiliary pathway involves a three-gene operon (MXAN_1676-1674), in which MXAN_1675 has FAR and GNPAT domains, also essential for function. The functional study of elbA-E genes confirmed that elbB, elbC, and elbD are key for ether lipid and plasmalogen biosynthesis, being elbA and elbE (SDR activity) make plasmalogen biosynthesis more efficient. Given the similarities between the pathway in mammals and M. xanthus, another objective of the present work has been the study of the origin and distribution of this pathway, which has been developed in collaboration with Prof. Iñaki Ruiz Trillo research group. The results point out that myxobacteria could be responsible for horizontal gene transfer (HGT) events to eukaryotes, which highlights the value of myxobacteria as a model organism to study eukaryotic-like mechanisms. The study of the photooxidative stress response in M. xanthus revealed the presence of new CarQ-dependent genes, MXAN_6864 y el operon MXAN_6048-6047 encoding two putative methionine sulfoxide reductases (Msr). Their discovery as new CarQ-dependent genes establishes a novel link between photooxidative damage and protein repair. Even though the light response has been well-characterized, their response mechanisms to other stresses, such as peroxide stress, have not been studied. The canonical regulators against peroxide stress are OxyR and PerR, but M. xanthus lacks both canonical regulators. Instead, it uses a novel regulator called PexR (Peroxide stress Regulator), a bacterial enhancer binding protein which is needed to initiate σ54-dependent gene transcription. PexR directly regulates the expression of the peroxiredoxin AhpC and the catalase KatB, as assessed by ChIP-qPCR. PexR binds metal (either Zn2+ or Fe2+) by His, Cys and Asp residues located at its N-terminal GAF domain, which plays an autoinhibitory role in the absence of H2O2. The proposed mechanism of action of PexR relies on metal expulsion and protein oxidation upon H2O2 exposure.
- PublicationEmbargoNuevas estrategias sintéticas para la producción a escala industrial de agentes de contraste para resonancia magnética nuclear medicinal basados en gadolinio(Universidad de Murcia, 2025-10-03) Jiménez García, Adrián José; García López, José Antonio; Frutos Pedreño, Roberto; Sin departamento asociado; Escuelas::Escuela Internacional de DoctoradoObjetivos de la tesis Los objetivos generales se pueden estructurar en los siguientes hitos: Hito 1. Optimización de la síntesis del ligando butrol y su correspondiente complejo de coordinación a gadolinio(III), denominado gadobutrol. Hito 2. Optimización de la síntesis del ligando DOTA y su correspondiente complejo de coordinación a gadolinio(III), el ácido gadotérico, o su sal de interés comercial denominada gadoterato de meglumina. Hito 3. Optimización de la síntesis del ligando HP-DO3A y su correspondiente complejo de coordinación a gadolinio(III), denominado gadoteridol. Hito 4. En función del desarrollo o del interés comercial de los anteriores se considerará el desarrollo de una ruta de síntesis de complejos de Ca2+, como por ejemplo el calcobutrol, utilizado ampliamente como aditivo en tratamientos con gadobutrol. Metodología Los equipos y materiales utilizados en los procesos de síntesis fueron equipos de laboratorio I+D tanto en las fases de optimización como en las de escalado. Para el análisis de los productos, se han empleado técnicas analíticas de cromatografía líquida de alta eficacia. En menor medida, también se han empleado técnicas de espectroscopía de masas, infrarroja, resonancia magnética nuclear y análisis elemental. También, se ha analizado en laboratorios externos el contenido de gadolinio de los complejos finales mediante espectroscopía de emisión atómica con plasma acoplado inductivamente. Resultados o conclusiones 1. La síntesis del ligando butrol·LiCl, un precursor potencial para la síntesis del agente de contraste gadobutrol, se ha logrado utilizando materias primas sencillas, disolventes ecológicos y sin costosas técnicas de purificación. Además, se ha escalado hasta un kilogramo mediante un cuidadoso control de diversos parámetros de reacción. 2. Se han obtenido muestras de gadobutrol a escala de laboratorio a partir de butrol·LiCl, con una pureza superior a la exigida por la farmacopea, sin realizar costosos procesos de purificación como el uso de resinas de intercambio iónico. El proceso completo de síntesis de gadobutrol se ha escalado en un reactor de veinte litros, junto con un proceso de validación, cumpliendo con los protocolos de fabricación estipulados por el departamento de control de calidad de Kinsy. 3. Se ha estudiado la optimización del desarrollo sintético de DOTA·2HCl y su posterior transformación en el producto DOTA variando diferentes parámetros de reacción y sin necesidad de purificación con resinas de intercambio iónico. 4. Utilizando el ligando DOTA se ha preparado ácido gadotérico a escala de 100 gramos con altos valores de pureza y rendimiento. El mismo hito se ha alcanzado utilizando el precursor DOTA·2HCl, obteniendo un producto final con un contenido de gadolinio del 98-102 % respecto al esperado para el ácido gadotérico puro, que cumple con los requisitos establecidos para este parámetro en la farmacopea del gadobutrol. 5. Se han obtenido muestras de gadoterato de meglumina con diferentes valores de contenido de meglumina, algunas conformes a la norma, y se ha definido una ruta de síntesis adecuada a las especificaciones conocidas del producto. El procedimiento sintético podría ser el punto de partida para una futura etapa de escalado. 6. Se ha logrado la síntesis de DO3A·2HCl con alta pureza y rendimiento, y se ha demostrado su utilidad como precursor del agente de contraste gadoteridol. Además, se ha utilizado para sintetizar 100 gramos de DO3A sin moléculas de clorhidrato, lo que también presenta interés comercial como precursor del gadoteridol u otros agentes de contraste como el gadobutrol. 7. Se obtuvieron sólidos de gadoteridol a escala de 100 gramos con purezas superiores al 97 %, analizados por HPLC con métodos analíticos desarrollados por Kinsy. Estas muestras también mostraron un contenido de gadolinio dentro del rango del 98-102 %, en comparación con el esperado para el gadoteridol puro.