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Ilustraciones, tablas El desarrollo de nuevos cultivares de yuca con alto contenido de carotenoides hace parte de una estrategia para combatir la deficiencia de vitamina A gracias a su amplio consumo a nivel mundial. Orange (OR) y fitoeno sintasa (PSY) son proteínas reguladoras en la producción de carotenoides, pero la función de OR, así como su relación con PSY, no ha sido estudiada en yuca. El objetivo de este trabajo fue estudiar la función de la proteína OR en la producción de β-caroteno en raíces de yuca y su relación con PSY. Para esto se realizó un análisis bioinformático para identificar genes codificantes de OR en yuca, y posteriormente se llevó a cabo un estudio de expresión de los genes detectados en raíces de un genotipo de yuca blanca (60444) y dos genotipos de yuca amarilla (GM5309-57 y GM3736-37). Los datos se analizaron mediante un análisis univariado de varianza y se utilizó una prueba de comparación de medias Dunnett (p˂0.05) con el programa SAS (v9.3). Los resultados mostraron la presencia de cuatro genes hipotéticos OR con porcentajes de identidad con Arabidopsis thaliana entre 65,8 y 76,3%. El nivel de transcritos de los genes OR permanecieron constantes, mientras que se encontró una mayor acumulación de proteína OR en los genotipos amarillos. Asimismo, se observó una sobreexpresión de 3,7 veces del gen PSY1 y una disminución de 4,7 y 1,6 veces para NCED y BCH, respectivamente, lo cual podría relacionarse con un posible mecanismo de atenuación del catabolismo del β-caroteno promovido por OR. Mientras que se encontraron diferencias significativas (p˂0.05) en los genotipos amarillos en comparación con el blanco para el contenido de carotenos, proteína OR y expresión génica de PSY1 y NCED, el gen BCH presentó diferencias significativas solo en uno de los genotipos amarillos. Los resultados obtenidos invitan a futuras investigaciones enfocadas al mejoramiento del contenido de carotenoides en la yuca. The development of new cassava cultivars with high concentration of carotenoids is part of a strategy to combat vitamin A deficiency due to its wide consumption worldwide. Orange (OR) and phytoene synthase (PSY) are regulatory proteins in the production of carotenoids, but OR function, as well as its relationship with PSY, has not yet been studied in cassava. The aim of this work has been the study if the OR protein function upon the production of β-carotene in cassava roots, as well as its relationship with PSY protein. A bioinformatic analysis was carried out to identify cassava OR genes, and a subsequent expression study of the detected genes in roots of one white (60444) and two yellow (GM5309-57 and GM3736-37) cassava genotypes was conducted. Data was analyzed with a univariate analysis of variance and a Dunnett mean comparison test (p˂ 0.05) with the SAS program (v9.3). Results showed the presence of four hypothetical OR genes with identity percentages with Arabidopsis thaliana between 65.8 and 76.3%. The transcripts levels of the OR genes remained constant, while a higher accumulation of OR protein was found in the yellow genotypes. Likewise, a 3.7-fold overexpression of PSY1 and a 4.7- and 1.6-fold decrease for NCED and BCH were observed, respectively, which could be related to a possible mechanism of attenuation of the catabolism of β-carotene promoted by OR. Whereas significant differences (p˂ 0.05) were found in yellow genotypes compared to white for carotene content, protein OR and gene expression of PSY1 and NCED. the BCH gene presented only significant differences in one of the yellow genotypes. These results encourage further research aiming to carotenoids enhancement in cassava. Maestría Magíster en Ciencias Biológicas La secuencia de la región de codificación (CDS) del gen OR de Arabidopsis thaliana (AtOR) (AY117226.1) se utilizó como referencia para la búsqueda de los genes hipotéticos de OR en el genoma de la yuca en Phytozome. Se seleccionaron tres genotipos de yuca provenientes del programa de mejoramiento de yuca del CIAT (3° 30’N, 76° 21’O; 965 msnm, Palmira, Colombia). El material seleccionado correspondió a un genotipo con raíz de color blanco (60444) y dos genotipos con pulpa amarilla (GM 5309-57 y GM3736-37).

Según los reportes de World Alzheimer Report en el 2016, en el mundo una persona desarrolla un tipo de demencia cada 3 segundos, y entre las demencias la Enfermedad de Alzheimer (EA) es considerada la forma más prevalente, por tanto, el potencial impacto económico y social que se proyecta para la EA requiere ampliar los mecanismos de diagnóstico temprano de la misma. Clínicamente la EA se caracterizada por un conjunto de síntomas que incluyen pérdida progresiva de las funciones cognitivas, pérdida de memoria, desorientación, entre otras disfunciones comportamentales. Ya que el diagnóstico de la enfermedad ha estado basada clásicamente en criterios clínicos, como lo son los test de status mental, examen neurológicos e imágenes de cerebro; un diagnóstico definitivo requiere una confirmación postmortem de los cambios neuropatológicos clásicamente descritos para la enfermedad (ésto es la acumulación de las placas amiloides y la presencia de ovillos neurofibrilares). Dadas estas dificultades para establecer un diagnóstico temprano de la EA, la necesidad de desarrollar biomarcadores no invasivos que provean con mayor confianza un diagnóstico de la enfermedad, permitirían desarrollar diferentes aproximaciones terapéuticas que posibiliten intervenir de forma temprana en el desarrollo de la enfermedad, con el fin de preservar la función cerebral normal. Internacionalmente se han establecido como biomarcadores para la EA la deposición de placas Aβ, el incremento en la concentración de la proteína Tau, y por último, la presencia de la proteína TAU fosforilada en la posición 181; esto en fluido cerebro espinal (CSF). Ya que el uso de CSF es un método de diagnóstico invasivo e intrusivo para los pacientes, la identificación de posibles biomarcadores que se encuentren en los diferentes biofluidos, como en sangre, orina, entre otros, es esencial para facilitar el diagnostico temprado de la EA por la facilidad en la obtención de las muestras, y por tanto, su practicidad en realizar un seguimiento menos invasivo para los pacientes. Entre los diferentes componentes de los biofluidos, la presencia de miRNAs ha sido ampliamente caracterizada en sangre, y diferentes estudios ha reportado expresión aberrante de miRNAs en enfermedades de interés en salud pública, como el cáncer. En el caso de la EA, en los ultimos años han sido ampliamente reportados patrones de expresión anormal de una gran cantidad de miRNAs en biofluidos como sangre, lo cual pone a estos transcritos no codificantes como buenos candidatos para realizar un diagnóstico temprano de la enfermedad, dado el efecto en la regulación génica mediada por estos RNAs pequeños. En el presente trabajo se describe una metodología exhaustiva para la descripción del potencial efecto de RNAs pequeños, miRNAs y siRNAs, en los mecanismos de regulación de la expresión génica de genes previamente relacionado con la EA y sus potenciales efectos fisiológicos en la EA. Dada la importancia de estos smallRNAs como reguladores epigenéticos de la expresión génica, la búsqueda de interacciones RNA-RNA de mayor confiabilidad permitirá postular híbridos para futuras investigaciones experimentales. Abstract: In 2016, the reports of World Alzheimer Report indicate that in the world a person develops a type of dementia every 3 seconds in the world. Since the Alzheimer’s disease (AD) is considered the most prevalent form of dementias, therefore the potential economic and social impact that is projected for the EA demands for new mechanisms for an early diagnosis. Clinically, AD is characterized for a set of symptoms that include progressive loss of cognitive functions, loss of memory, disorientation and among of other behavioral dysfunctions. Since the diagnosis of the disease is based on classical clinical criteria, as tests of mental status, neurological exam and images of the brain finally, a full diagnosis requires postmortem confirmation of neuropathological changes that are classically described for the disease (this is the accumulation of amyloid plaques and the presence of neurobrillary tangles. Given the dificulties to establish a early diagnosis of AD, the need of developing non-invasive biomarkers that provide confidence of a diagnosis of the disease, would lead to develop different therapeutic approaches making possible an early diagnosis of the development of the disease, in order to preserve normal brain function. Worldwide, the main biomarkers for AD established are the deposition of plates, the increase in the concentration of Tau proteins, and finally, the presence of phosphorylated TAU protein at position 181 on spinal brain (CSF). Since the use of CSF is an invasive and intrusive diagnostic method for patients, the identification of possible biomarkers present in biofluids, as blood, urine, among others, would become essential to facilitate the early diagnosis of EA from easy sampling, and therefore of a less invasive follow-up for patients as outcome. Among the different components of biofuids, the presence of miRNAs has been widely characterized in blood, and different studies have reported aberrant expression of miRNAs in diseases of interest in public health, such as cancer. In the case of AD, in recent years have been widely reported patterns of abnormal expression of a large number of miRNAs in biofluids such as blood, which makes these transcripts promising candidates for an early diagnosis of the disease, given its very well known effect on genetic regulation mediated by these small RNAs. In the present work we described a comprehensive methodology to characterize the potential effect of small RNAs, miRNAs and siRNAs, in the mechanisms of regulation of the genetic expression of genes previously related to AD and its potential physiological effects in AD. Given the importance of these smallRNAs as epigenetic regulators in genetic expression, the search for RNA-RNA interactions of greater reliability will let us to postulate hybrids for future experimental investigations. Maestría

“En Azotobacter vinelandii el sistema GacS/A controla la producción de alginato y alquilresorcinoles a través del sistema Rsm; en este sistema la proteína RsmA actúa como represor de la expresión de los RNA mensajeros de los genes algD y arpR que son claves en la producción de alginato y alquilresorcinoles. RmZ1, es un RNA pequeño no codificante que actúa liberando la represión ejercida por RsmA. En las Pseudomonadaceas los RNAs pequeños (sRNAs) de la familia Rsm se han agrupado en tres familias RsmX, RsmY y RsmZ. Además de RsmZ1, en A. vinelandii existen siete RNAs de la familia RsmZ y uno de la familia RsmY; sin embargo, no se han descrito las señales o condiciones que regulan la expresión de estos sRNAs en la cepa E de A. vinelandii. En el presente trabajo se estudió la cinética de expresión de los sRNAs del sistema Rsm encontrando que los pertenecientes a la familia RsmZ alcanzan su máxima expresión a las 48 horas mientras que RsmY tiene un máximo de expresión a las 24 horas. Así mismo, se midió el efecto de diferentes fuentes de carbono sobre la expresión de los sRNAs, en este estudio se usaron dos fuentes de carbono glucolíticas.”

Transcripts with highly complementary sequences can target microRNAs (miRNAs) for degradation, but the physiological relevance of target-directed miRNA degradation (TDMD) has remained unclear. Bitetti et al. now identify a conserved vertebrate RNA that induces TDMD in the cerebellum of zebrafish and mouse to promote wild-type animal behaviors. Fil: de la Mata, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina Fil: Großhans, Helge. Universidad de Basilea; Suiza. Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research; Suiza

110 p.-25 fig., [EN] Throughout their life cycle, plants are continuously exposed to adverse environmental conditions including drought, soil salinization or freezing temperatures. Because of their sessile nature, to survive, plants must perceive and respond to such adverse conditions by adapting their development through different physiological and biochemical adjustments. Most of these adjustments are controlled by changes in gene expression and several lines of evidence indicate that these changes are regulated to a great extent at the posttranscriptional level. In the cells, messenger RNAs (mRNAs) populations are regulated at several stages during the maturation of their precursor mRNAs (pre-mRNAs). In this context, mRNAs degradation and splicing are relevant post-transcriptional regulatory mechanisms that may control gene expression during plant adaptation to abiotic stresses. Among the factors that play a key role in such processes are the LSM proteins, a small family of eight proteins (from LSM1 to LSM8) highly conserved in eukaryotes. The characterization of these proteins in Arabidopsis thaliana has revealed that, like in animals and yeasts, plant LSM are organized in two heteroheptameric complexes. The LSM1-7 complex, which is defined by the presence of the LSM1 protein, is localized in the cytoplasm and constitutes an essential component of the dacapping machinery that activatets the 5’CAP cleveage of mRNAs leading to their degradation. The LSM2-8, which is defined by the LSM8 protein, is specifically localized in the nucleus and is a core component of the spliceosomal machinery responsible for the stabilization of the U6 snRNA which controls pre-mRNA splicing., Recent results obtained in our lab uncovered that both the cytosolic LSM and the nuclear LSM complexes are negative regulators of the cold acclimation process by regulating coldinduced gene expression. Intriguingly, in both cases cold acclimation seems to rely on the specific interaction of the LSM complex with particular transcripts to mediate their degradation or splicing. These findings motivated a new hypothesis stating that the LSM complexes regulate the tolerance to other, related, abiotic stresses such as drought and high salt by regulating gene expression through the selection of specific transcripts involved in mthese stress responses. To examine this hypothesis, we proposed the following objectives i) To determine the involvement of Arabidopsis LSM complexes in drought and salt stress tolerance ii) To characterize the molecular function of LSM complexes in Arabidopsis tolerance to drought and salt stress and iii) To determine the capacity of LSM complexes to select specific transcripts depending on the environmental conditions. The results obtained in this work, reveal that the LSM complexes differentially regulate the tolerance to abiotic stresses through the regulation of the expression of particular gene sets that are involved in plant adaptation to such stresses. Importantly, our data demonstrate that the differential regulation of gene expression is attained through the control of the degradation or splicing of specific transcripts depending on the environmental conditions. The unveiled functions for the LSM complexes represent a novel layer of posttranscriptional regulation that is essential for plant adaptation to changes in the environment., [ES] Las plantas, a lo largo de su ciclo de vida, se ven constantemente sometidas a condiciones ambientales adversas, como la sequía, la salinización de los suelos o las heladas. Dada su naturaleza sésil, para poder sobrevivir, las plantas perciben y responden a esas situaciones adaptando su desarrollo mediante una serie de ajustes fisiológicos y bioquímicos. La mayor parte de dichos ajustes están controlados a través de cambios en la expresión génica y, en los últimos años, distintos resultados indican que esos cambios, a su vez, están regulados, de manera significativa, a nivel postranscripcional. En las células, las poblaciones de RNAs mensajeros (mRNAs) están controladas finamente a lo largo de la maduración de sus precursores (pre-mRNAs). En este sentido, la degradación y el splicing de mensajeros son importantes mecanismos postranscripcionales que pueden determinar los patrones de expresión génica que median la adaptación de las plantas a distintas condiciones de estrés abiótico. Entre los factores que juegan un papel clave en estos procesos se encuentran las proteínas de la familia LSM, constituida por ocho miembros principales (LSM1 a LSM8) muy conservados en eucariotas. La reciente caracterización de estas proteínas en Arabidopsis ha revelado que, al igual que en animales y levaduras, las plantas tienen ocho proteínas LSM que se organizan en dos complejos heteroheptaméricos con función y localización subcelular diferentes. El complejo LSM1-7, definido por la proteína LSM1, se localiza en el citoplasma y es un componente esencial de la maquinaria de decapping que activa la escisión de la estructura 5’CAP y la consiguiente degradación de mRNAs. Por el contrario, el complejo LSM2-8, definido por la proteína LSM8, se encuentra en el núcleo donde forma parte del espliceosoma controlando la estabilización del U6 snRNA y, por tanto, juega un papel fundamental en el splicing de los pre-mRNAs., Resultados recientes de nuestro laboratorio han puesto de manifiesto que los complejos LSM1-7 y LSM2-8 de Arabidopsis regulan negativamente el proceso de aclimatación a las temperaturas bajas controlando parte de la expresión génica que se induce durante este proceso. Curiosamente, los complejos LSM realizan este control mediante su interacción con mensajeros particulares para regular tanto su degradación como su procesamiento. La implicación de estos complejos en la tolerancia a las heladas sugiere que también podrían regular la tolerancia de Arabidopsis a otros estreses abióticos relacionados como la sequía y el estrés salino, controlando diferencialmente la expresión génica a través de la selección de mensajeros específicos relacionados con la respuesta a esos estreses. Con el fin de comprobar esta hipótesis, en esta tesis planteamos los siguientes objetivos: i) Determinar la implicación de los complejos LSM en la tolerancia de Arabidopsis a la sequía y al estrés salino; ii) Caracterizar la función molecular de los complejos LSM en la respuesta de Arabidopsis a la sequía y al estrés salino y iii) Determinar la capacidad de los complejos LSM para seleccionar mensajeros diana específicos, dependiendo de las condiciones de estrés ambiental. Los resultados obtenidos han revelado que, efectivamente, los complejos LSM regulan diferencialmente la tolerancia de Arabidopsis a distintos estreses abióticos, controlando la expresión de un grupo particular de genes implicados en estas respuestas adaptativas. Notablemente, además, nuestros resultados demuestran que estos complejos ejercen ese control diferencial de la expresión génica mediante la degradación y el procesamiento de mensajeros específicos, dependiendo del entorno en que se encuentran las plantas. Las funciones puestas de manifiesto en este trabajo para los complejos LSM de Arabidopsis, representan un nuevo nivel de regulación postranscripcional en eucariotas que parece esencial para su correcta adaptación a diferentes condiciones ambientales.

Producción Científica, The Fas-activated serine/threonine kinase (FASTK) family of proteins has recently emerged as a central regulator of mitochondrial gene expression through the function of an unusual RNA-binding domain named RAP (for RNA-binding domain abundant in Apicomplexans), shared by all six members of the family. Here we describe the role of one of the less characterized members, FASTKD3, in mitochondrial RNA metabolism. First, we show that, in contrast to FASTK, FASTKD2, and FASTKD5, FASTKD3 does not localize in mitochondrial RNA granules, which are sites of processing and maturation of mtRNAs and ribosome biogenesis. Second, we generated FASTKD3 homozygous knock-out cell lines by homologous recombination and observed that the absence of FASTKD3 resulted in increased steady-state levels and half-lives of a subset of mature mitochondrial mRNAs: ND2, ND3, CYTB, COX2, and ATP8/6. No aberrant processing of RNA precursors was observed. Rescue experiments demonstrated that RAP domain is required for FASTKD3 function in mRNA stability. Besides, we describe that FASTKD3 is required for efficient COX1 mRNA translation without altering mRNA levels, which results in a decrease in the steady-state levels of COX1 protein. This finding is associated with reduced mitochondrial complex IV assembly and activity. Our observations suggest that the function of this family of proteins goes beyond RNA processing and ribosome assembly and includes RNA stability and translation regulation within mitochondria., Junta de Castilla y León (grants BIO/ VA20/15 and BIO/VA21/15), Swiss National Science Foundation (grant 310030B_160257/1)