Thyroid hormone regulation of brain gene expression: role of thyroid hormone receptors

Memoria que presenta la licenciada en Bioquímica Pilar Gil Ibáñez para optar al grado de Doctor Internacional por la Universidad Autónoma de Madrid, y realizada en el Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-IIBM).-- Esta obra está bajo una licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Sin Obra Derivada 4.0 Internacional.[EN]: Thyroid hormones are important during development of the mammalian brain. They are involved in neuronal and glial cell differentiation and migration, axonal myelination, and synaptogenesis. The effects of thyroid hormones on brain development and function are largely mediated by the control of gene expression. This is achieved by the binding of the genomically active T3 to transcriptionally active nuclear thyroid hormone receptors. There are three functional receptor isoforms in mice (TRα1, TRβ1 and TRβ2). T3 can either enhance (“positive” genes) or reduce (“negative” genes) gene expression. To analyze the contribution of the receptor subtypes TRα1and TRβ (i.e., TRβ1 and TRβ2) in the regulation of gene expression during brain development, we have measured by qPCR the expression of a set of positive and negative genes in the postnatal cerebral neocortex and striatum as well as in primarycerebrocortical cells, from thyroid hormone receptor knock out mice. Our results show that on most genes TRα1 exerts a predominant but not exclusive role in the regulation of thyroid hormone dependent genes. Dio3 and Aldh1a1 were induced by T3 only in cells expressing TRα1. In our in vivo experiment, a fraction of the genes analyzed are not or only mildly affected by the total absence of thyroid hormone receptors, indicating that the effect of hypothyroidism on gene expression is mainly due to the activity of unliganded receptors. To get further insight on the genes and pathways regulated by T3 in the developing brain at the cellular level, we used mouse cerebrocortical cells in primary culture. This culture maintains, to some extent, the original phenotypic cell diversity and therefore, reflects the T3 action on the cortex in vivo. For example, in 10% of the neurons, calbindin can be detected, which is a marker of a subpopulation of cortical GABAergic neurons. Using RNAseq assays we have identified 1,145 genes whose expression depend on the presence of T3 (FRD<0.05). Gene Ontology analysis revealed that T3 specifically upregulates genes involved in transmission of the nerve impulse, ion transport, ephrin receptor activity, cell adhesion, chemotaxis, myelin assembly, protein localization at the paranodal region, and astrocyte differentiation. On the contrary, T3 specifically downregulates genes involved in cell division, M Phase of cell cycle, chromosome segregation and organization. In general, T3 favorsthe adult versus fetal pattern of cortex gene expression.[ES]: Las hormonas tiroideas son importantes para el desarrollo del cerebro en mamíferos y están implicadas en diferenciación de neuronas y células gliales, mielinización axonal y synaptogenesis. La T3 modula el desarrollo y funcionamiento del cerebro mediante su unión a sus receptores nucleares y la regulación de la expresión génica. En ratón existen 3 isoformas de receptor de hormonas tiroideas funcionalmente activas (TRα1, TRβ1 y TRβ2). La T3 estimula o atenúa la expresión génica, y se denomina a sus genes diana “positivos” o “negativos” respectivamente. Con la finalidad de analizar la contribución de las distintas isoformas de los receptores en la regulación de la expresión génica durante el desarrollo del cerebro hemos medido por PCR cuantitativa la expresión de genes positivos y genes negativos en el estriado y corteza cerebral posnatal (neocorteza) así como, en cultivos primarios de células cerebrocorticales de ratones Knock out para los receptores de hormonas tiroideas. En la regulación de la expresión de la mayoría de los genes estudiados, TRα1 tiene un papel predominante aunque no exclusivo. Los genes Dio3 y Aldh1a1 son inducidos por T3 solo en células que expresan TRα1. La expresión de algunos de los genes estudiados no varia en ausencia total de receptores, indicando que el efecto del hipotiroidismo se debe a la actividad de los receptores en ausencia de ligando. Para profundizar en los genes y procesos regulados por la T3 en el desarrollo del cerebro a nivel celular, hemos empleado cultivos primarios de células cerebrocorticales de ratón. El cultivo primario mantiene gran parte de la diversidad fenotípica original; en el 10% de las neuronas del cultivo se detecta calbindina, el cual es un marcador de una subpoblación de neuronas GABAérgicas de la corteza. La acción de la T3 en el cultivo reflejaría su papel en la corteza in vivo. Mediante RNAseq hemos identificado 1.145 genes regulados por T3 (FRD<0.05) en el cultivo. El posterior análisis funcional de Gene Ontology mostró que los genes inducidos por T3 están enriquecidos en procesos de transmisión del impulso nervioso, transporte iónico, adhesión celular, quimiotaxis, receptores de efrinas, mielinización, diferenciación de los astrocitos y proteínas de la región paranodal. Por otro lado, los genes reprimidos por T3 están enriquecidos en procesos de proliferación celular y segregación y organización de los cromosomas. En general la T3 contribuye, en cierta medida, a la consecución de un perfil de expresión génica propio de la corteza adulta frente al de la corteza fetal.Esta tesis doctoral se ha realizado gracias al disfrute de una beca JAE predoctoral del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), así como la financiación de los proyectos SAF2008-01168, SAF2008-00429E y SAF2011-25608 del Plan Nacional de Investigación Científica ( I+D+I) y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER) del Instituto de Salud Carlos III.Peer Reviewe

Thyroid hormone regulation of brain gene expression: role of thyroid hormone receptors

Tesis doctoral inédita, leída en la Universidad Autónoma de Madrid. Facultad de Medicina. Departamento de Bioquímica. Fecha de lectura: 13 de junio, 2014Thyroid hormones are important during development of the mammalian brain. They are involved in neuronal and glial cell differentiation and migration, axonal myelination, and synaptogenesis. The effects of thyroid hormones on brain development and function are largely mediated by the control of gene expression. This is achieved by the binding of the genomically active T3 to transcriptionally active nuclear thyroid hormone receptors. There are three functional receptor isoforms in mice (TRα1, TRβ1 and TRβ2). T3 can either enhance (“positive” genes) or reduce (“negative” genes) gene expression. To analyze the contribution of the receptor subtypes TRα1 and TRβ (i.e., TRβ1 and TRβ2) in the regulation of gene expression during brain development, we have measured by qPCR the expression of a set of positive and negative genes in the postnatal cerebral neocortex and striatum as well as in primary cerebrocortical cells, from thyroid hormone receptor knock out mice. Our results show that on most genes TRα1 exerts a predominant but not exclusive role in the regulation of thyroid hormone dependent genes. Dio3 and Aldh1a1 were induced by T3 only in cells expressing TRα1. In our in vivo experiment, a fraction of the genes analyzed are not or only mildly affected by the total absence of thyroid hormone receptors, indicating that the effect of hypothyroidism on gene expression is mainly due to the activity of unliganded receptors. To get further insight on the genes and pathways regulated by T3 in the developing brain at the cellular level, we used mouse cerebrocortical cells in primary culture. This culture maintains, to some extent, the original phenotypic cell diversity and therefore, reflects the T3 action on the cortex in vivo. For example, in 10% of the neurons, calbindin can be detected, which is a marker of a subpopulation of cortical GABAergic neurons. Using RNA-­‐ seq assays we have identified 1,145 genes whose expression depend on the presence of T3 (FRD<0.05). Gene Ontology analysis revealed that T3 specifically upregulates genes involved in transmission of the nerve impulse, ion transport, ephrin receptor activity, cell adhesion, chemotaxis, myelin assembly, protein localization at the paranodal region, and astrocyte differentiation. On the contrary, T3 specifically downregulates genes involved in cell division, M Phase of cell cycle, chromosome segregation and organization. In general, T3 favors the adult versus fetal pattern of cortex gene expression.Las hormonas tiroideas son importantes para el desarrollo del cerebro en mamíferos y están implicadas en diferenciación de neuronas y células gliales, mielinización axonal y synaptogenesis. La T3 modula el desarrollo y funcionamiento del cerebro mediante su unión a sus receptores nucleares y la regulación de la expresión génica. En ratón existen 3 isoformas de receptor de hormonas tiroideas funcionalmente activas (TRα1, TRβ1 y TRβ2). La T3 estimula o atenúa la expresión génica, y se denomina a sus genes diana “positivos” o “negativos” respectivamente. Con la finalidad de analizar la contribución de las distintas isoformas de los receptores en la regulación de la expresión génica durante el desarrollo del cerebro hemos medido por PCR cuantitativa la expresión de genes positivos y genes negativos en el estriado y corteza cerebral posnatal (neocorteza) así como, en cultivos primarios de células cerebrocorticales de ratones Knock out para los receptores de hormonas tiroideas. En la regulación de la expresión de la mayoría de los genes estudiados, TRα1 tiene un papel predominante aunque no exclusivo. Los genes Dio3 y Aldh1a1 son inducidos por T3 solo en células que expresan TRα1. La expresión de algunos de los genes estudiados no varia en ausencia total de receptores, indicando que el efecto del hipotiroidismo se debe a la actividad de los receptores en ausencia de ligando. Para profundizar en los genes y procesos regulados por la T3 en el desarrollo del cerebro a nivel celular, hemos empleado cultivos primarios de células cerebrocorticales de ratón. El cultivo primario mantiene gran parte de la diversidad fenotípica original; en el 10% de las neuronas del cultivo se detecta calbindina, el cual es un marcador de una subpoblación de neuronas GABAérgicas de la corteza. La acción de la T3 en el cultivo reflejaría su papel en la corteza in vivo. Mediante RNAseq hemos identificado 1.145 genes regulados por T3 (FRD<0.05) en el cultivo. El posterior análisis funcional de Gene Ontology mostró que los genes inducidos por T3 están enriquecidos en procesos de transmisión del impulso nervioso, transporte iónico, adhesión celular, quimiotaxis, receptores de efrinas, mielinización, diferenciación de los astrocitos y proteínas de la región paranodal. Por otro lado, los genes reprimidos por T3 están enriquecidos en procesos de proliferación celular y segregación y organización de los cromosomas. En general la T3 contribuye, en cierta medida, a la consecución de un perfil de expresión génica propio de la corteza adulta frente al de la corteza fetal

The Practicum of the Master for Secondary Teacher Training: Assessments of students and teacher trainers

El Máster de Formación del Profesorado de Educación Secundaria (MFPS) de la Universidad del País Vasco-Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU) se implementó por primera vez en el curso académico 2009-10. Desde entonces, su Practicum se ha organizado en colaboración con los centros de prácticas de la Comunidad Autónoma del País Vasco que se han encargado cada curso académico de la formación en los centros de prácticas de unos/as 130-170 estudiantes. Este Practicum ha contado con la colaboración de unos/as 130-150 docentes de dichos centros que han realizado el seguimiento del alumnado del MFPS. Transcurridos los primeros cursos de implementación, este trabajo ha tratado de recoger las valoraciones de una muestra formada por 210 sujetos (alumnado y profesorado-tutor de los centros de prácticas). Para la recogida de las valoraciones de esta muestra se ha empleado una versión adaptada del cuestionario “Grado de Satisfacción y Utilidad Profesional del Practicum II (GSUP-PII)” de González y Hevia (2011). Los resultados indican que la valoración general del Practicum es positiva, si bien las dimensiones mejor valoradas son la utilidad formativa de las prácticas y el sistema de evaluación y calificación de las mismas. Se han encontrado diferencias significativas entre las valoraciones del alumnado y del profesorado-tutor en tres de las cuatro dimensiones exploradas por el cuestionario: organización de las prácticas, agentes implicados y utilidad de las prácticas. Las conclusiones señalan como aspectos a mejorar: las funciones de los/as tutores/as de prácticas de la universidad y a la coordinación entre los distintos agentes relacionados con el Practicum.The Master’s degree for Secondary Teachers Training (MFPS) at the University of the Basque Country-Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU) was implemented for the first time in 2009-10. Since then, the Practicum programme has required the cooperation of secondary centers of the Basque Country. This partnership has been essential to organize pre-service training of between 170 and 200 students in each academic course. This has been possible by the collaborative work of between 130 and 150 teachers who have been mentors of the master’s student’s practice in their own schools in each academic course. After the first three years of implementation of Master’s degree, this paper presents the assessments made for a sample of 210 subjects (postgraduates and teachers trainers of the secondary schools-) about the Practicum. To collect these assessments an adapted version of the questionnaire “Grado de Satisfacción y Utilidad Profesional del Practicum II (GSUP-II)” of González & Hevia (2011) has been used. The results indicate that the overall assessment of the Practicum is positive, although the students and mentors have better assessed the usefulness of the practical experience and the evaluation and qualification system of the Practicum. Among other results, we have found statistically significant differences between the scores of students and trainers in three of the four dimensions that have been evaluated with the questionnaire: the organization of teacher training practices, the teacher trainers and the usefulness of practical training. The findings suggest that the main areas for improvement in the Practicum of the Master’s degree are these: the roles of university teachers and coordination between different teacher trainers involved in it

El Practicum del MFPS: Valoraciones del alumnado y del profesorado-tutor

Resumen:El Máster de Formación del Profesorado de Educación Secundaria (MFPS) de la Universidad del País Vasco-Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU) se implementó por primera vez en el curso académico 2009-10. Desde entonces, su Practicum se ha organizado en colaboración con los centros de prácticas de la Comunidad Autónoma del País Vasco que se han encargado cada curso académico de la formación en los centros de prácticas de unos/as 130-170 estudiantes. Este Practicum ha contado con la colaboración de unos/as 130-150 docentes de dichos centros que han realizado el seguimiento del alumnado del MFPS. Transcurridos los primeros cursos de implementación, este trabajo ha tratado de recoger las valoraciones de una muestra formada por 210 sujetos (alumnado y profesorado-tutor de los centros de prácticas). Para la recogida de las valoraciones de esta muestra se ha empleado una versión adaptada del cuestionario “Grado de Satisfacción y Utilidad Profesional del Practicum II (GSUP-PII)” de González y Hevia (2011). Los resultados indican que la valoración general del Practicum es positiva, si bien las dimensiones mejor valoradas son la utilidad formativa de las prácticas y el sistema de evaluación y calificación de las mismas. Se han encontrado diferencias significativas entre las valoraciones del alumnado y del profesorado-tutor en tres de las cuatro dimensiones exploradas por el cuestionario: organización de las prácticas, agentes implicados y utilidad de las prácticas. Las conclusiones señalan como aspectos a mejorar: las funciones de los/as tutores/as de prácticas de la universidad y a la coordinación entre los distintos agentes relacionados con el Practicum. Abstract:From 90 education reform begins a trend driving the Spanish education system educational attention to the problems associated with hearing and speech teacher creating a new figure: the master of hearing and language. Today, after a period of implementation of the degrees in the Spanish university system (disappearing this degree as a specialty) and to possible further reforms in the university cycles, one wonders about the conception that students (future professionals in education) have about the need for such action and the general or specialized profile should perform it in schools. In this sense, depending on the objectives, has conducted research through a mixed methodological approach that combines the descriptive statistical data analysis with-naturalistic qualitative Review pupil interpretation, considering both trends of the group as the uniqueness of individual data. For this, as participants took a group of students from the University of Almería belonging to various degrees related to education, a questionnaire on the perception of attention to diversity in speech and hearing having been applied, teacher training that accurate or appropriate action to be developed in schools. Following the results, it was found that most students recognized the need to intervene in schools to the problems associated with hearing and language. However, lack a clear and definite conception of the diversity of professional roles they can play that role, and teaching and curricular implications involved. Therefore, point to the need to promote initial training in this field for the attention to students with specific needs related to hearing and language

Pasados y presente. Estudios para el profesor Ricardo García Cárcel

Ricardo García Cárcel (Requena, 1948) estudió Historia en Valencia bajo el magisterio de Joan Reglà, con quien formó parte del primer profesorado de historia moderna en la Universidad Autónoma de Barcelona. En esta universidad, desde hace prácticamente cincuenta años, ha desarrollado una extraordinaria labor docente y de investigación marcada por un sagaz instinto histórico, que le ha convertido en pionero de casi todo lo que ha estudiado: las Germanías, la historia de la Cataluña moderna, la Inquisición, las culturas del Siglo de Oro, la Leyenda Negra, Felipe II, Felipe V, Austrias y Borbones, la guerra de la Independencia, la historia cultural, los mitos de la historia de España... Muy pocos tienen su capacidad para reflexionar, ordenar, analizar, conceptualizar y proponer una visión amplia y llena de matices sobre el pasado y las interpretaciones historiográficas. A su laboriosidad inimitable se añade una dedicación sin límites en el asesoramiento de alumnos e investigadores e impulsando revistas, dosieres, seminarios o publicaciones colectivas. Una mínima correspondencia a su generosidad lo constituye este volumen a manera de ineludible agradecimiento

Pre-treatment and extraction techniques for recovery of added value compounds from wastes throughout the agri-food chain

The enormous quantity of food wastes discarded annually force to look for alternatives for this interesting feedstock. Thus, food bio-waste valorisation is one of the imperatives of the nowadays society. This review is the most comprehensive overview of currently existing technologies and processes in this field. It tackles classical and innovative physical, physico-chemical and chemical methods of food waste pre-treatment and extraction for recovery of added value compounds and detection by modern technologies and are an outcome of the COST Action EUBIS, TD1203 Food Waste Valorisation for Sustainable Chemicals, Materials and Fuels

Percepción de utilidad y grado de satisfacción del alumnado de formación del profesorado con el Método del Caso

This article reports on the opinion about the Case Method (CM) of university students participating in two experiences of active implementation of this methodology in the training program Eragin (2010) in the University of the Basque Country (UPV-EHU). The study was conducted in the degree in Nursery Education and the Masters' Degree in Teacher Training for Secondary Education: Education Psychology and Innovation initiated teaching and educational research in the area of Social Sciences, Geography and History courses, respectively. The research relies on a sample of 94 subjects who responded to a uestionnaire designed ad hoc. The results reflect the students' positive perception towards the use of this methodology against more traditional ones and their global satisfaction with this approach. Therefore, the study endorses the advantages attributed to this method in the literature and encourages researchers to continue working in the implementation of this methodology in higher education.Este artículo recoge la opinión sobre el Método del Caso (MdC) del alumnado universitario participante en dos experiencias de implementación de esta metodología activa, en el marco del Programa Eragin (2010) de la Universidad del País Vasco-Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV-EHU), en asignaturas del grado de Maestro en Educación Infantil y del posgrado de Formación del Profesorado de Educación Secundaria: Psicología de la Educación e Innovación docente e inicio a la investigación educativa en el área de Ciencias Sociales, Geografía e Historia, respectivamente. Se obtuvo la opinión de una muestra formada por 94 estudiantes, que respondieron a un cuestionario diseñado ad hoc. Los resultados reflejan una percepción positiva del alumnado hacia el empleo de esta metodología frente a otras más tradicionales y su satisfacción con la misma. Por consiguiente, avalan las ventajas atribuidas al método por la literatura científica y alientan a continuar con su implementación en la formación universitaria

Aula abierta

Resumen tomado de la publicaciónEste artículo recoge la opinión sobre el Método del Caso (MdC) del alumnado universitario participante en dos experiencias de implementación de esta metodología activa, en el marco del Programa Eragin (2010) de la Universidad del País Vasco-Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV-EHU), en asignaturas del grado de Maestro en Educación Infantil y del posgrado de Formación del Profesorado de Educación Secundaria: Psicología de la Educación e Innovación docente e inicio a la investigación educativa en el área de Ciencias Sociales, Geografía e Historia, respectivamente. Se obtuvo la opinión de una muestra formada por 94 estudiantes, que respondieron a un cuestionario diseñado ad hoc. Los resultados reflejan una percepción positiva del alumnado hacia el empleo de esta metodología frente a otras más tradicionales y su satisfacción con la misma. Por consiguiente, avalan las ventajas atribuidas al método por la literatura científica y alientan a continuar con su implementación en la formación universitaria.Universidad de Oviedo. Biblioteca de Formación del Profesorado y Educación; Calle Aniceto Sela s/n; 33005 Oviedo; Tel. +34985103215; Fax +34985103214; [email protected]

Evidence for a role of unliganded thyroid hormone receptors on cerebrocortical neurons in primary culture

Resumen del trabajo presentado al 37th Annual Meeting of the European Thyroid Association, celebrado en Leiden (Holanda) del 7 al 11 de septiembre de 2013.[Objectives]: Thyroid hormone receptors (TRs) have a dual action: transcriptional repressors in the absence of T3, and transcriptional activators in its presence on positively regulated genes, and the opposite on negatively regulated genes. The relevance of this phenomenon has been demonstrated during amphibian premetamorphosis, but its significance during mammalian brain development is unclear. Our objective was to study whether unliganded TRs regulate the expression of T3-regulated genes in primary neurons. [Methods]: Primary neurons were isolated from cerebral cortex of wild type (WT), and TRα1/TRβ KO mice. Gene expression was measured by Taqman PCR in the presence or absence of 10 nM T3 in the cultures. As targets we used 3 genes identified as thyroid hormone dependent in vivo in the mouse brain: Aldh1a1 as a positively regulated gene, Calb1 as a negatively regulated gene, and the sensitive T3 target gene Hr as control. [Results]: In WT neurons Hr was induced 7-fold after addition of T3. The absence of all forms of TRs resulted in Hr expression similar to that of WT neurons without T3. No evidence for a dual role of TRs was obtained for Hr. In WT neurons Aldh1a1 was induced 2-fold by T3. However in the absence of TRs Aldh1a1 expression was 10-fold higher than in WT neurons. The results suggest a strong unliganded TRs repressor activity on Aldh1a1. Calb1 was repressed 2-fold by T3 in the WT neurons. In the absence of TRs Calb1 expression was 10-fold lower than in the WT neurons, suggesting a strong unliganded TRs induction on Calb1. [Conclusions]: We demonstrate that in primary neurons TRs have strong unliganded activity on gene expression. The results open new perspectives on the role of TRs in early development.Peer reviewe