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TFM MÁSTER IBMCG. CURSO 18/19 Última actualización 19 de septiembre de 2018
1) Genómica de la latencia en melocotonero y otros frutales En melocotonero y otras especies vegetales de climas templados se requiere de un periodo de latencia para la supervivencia de los meristemos en la estación fría. Existe un mecanismo genético que percibe el frío acumulado y permite la brotación y floración en condiciones óptimas, que funcionaría como una especie de CALENDARIO MOLECULAR intrínseco a cada yema individual. Este periodo incide sobre la producción y adaptabilidad a los cambios de temperatura y disponibilidad de agua, que se consideran limitantes en un escenario de calentamiento global. Los primeros estudios de la latencia de la yema describían en términos fisiológicos el efecto beneficioso de la acumulación de frío para una brotación temprana y coordinada. A éstos les siguieron estudios genéticos de caracteres cuantitativos, y recientemente distintos abordajes basados en técnicas genómicas y moleculares. Nuestro grupo de investigación ha puesto en evidencia la participación de mecanismos epigenéticos en la regulación de la latencia, a través de la modificación de la expresión de los genes DORMANCY-ASSOCIATED MADS-BOX (DAM), los principales reguladores conocidos de la latencia de la yema hasta la fecha. Sin embargo se requiere un mayor conocimiento de la ruta en la que se enmarcan los genes DAM, y de otros factores reguladores del proceso. Además de los procesos de regulación transcripcional de la latencia, las yemas latentes experimentan un programa de activación de los mecanismos de tolerancia a los estreses abióticos, que las hace capaces de afrontar las bajas temperaturas invernales y la falta de agua asociada al periodo de latencia. En el grupo hemos iniciado la caracterización de una Stress-Associated Protein (SAP-like) y de una sorbitol-6-fosfato deshidrogenasa (S6PDH) cuyos genes se expresan en yema latente de melocotonero y que pueden estar implicados en procesos de tolerancia al estrés ambiental. Nuestro trabajo persigue un mejor conocimiento de las rutas de regulación de la latencia, y de otros procesos que forman parte del desarrollo de la yema floral. Leida C, Conesa A, Llácer G, Badenes ML y Ríos G (2012) Histone modifications and expression of DAM6 gene in peach are modulated during bud dormancy release in a cultivar-dependent manner. New Phytol 193: 67-80 G Ríos, C Leida, A Conejero y ML Badenes (2014) Epigenetic regulation of bud dormancy events in perennial plants. Front in Plant Sci. 5, 247 Lloret A, Conejero A, Leida C, Petri C, Gil-Muñoz F, Burgos L, Badenes ML y Ríos G (2017) Dual regulation of water retention and cell growth by a stress-associated protein (SAP) gene in Prunus. Sci Rep 7: 332 Lloret A, Martínez-Fuentes A, Agustí M, Badenes ML y Ríos G (2017) Chromatin-associated regulation of sorbitol synthesis in flower buds of peach. Plant Mol Biol Gabino Ríos García Departamento de Citricultura y Producción Vegetal Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA) Carretera CV-315, Km 10,7 Moncada 46113 (Spain) Tel: (+34) 963424000 Mail: [email protected]
2) Estudio global de las infecciones producidas por Staphylococcus spp, Staphylococcus spp es capaz de producir gran variedad de cuadros clínicos y debido a la aparición de cepas multirresistentes a los antibióticos disponibles, son un serio problema hospitalario. Staphylococcus spp. posee gran variedad de factores de virulencia, como toxinas y genes de resistencia entre otros, muchos de los cuales están codificados en elementos genéticos móviles (EGMs). Además, tienen gran capacidad de biofilm, muy relacionada con las infecciones asociadas con dispositivos médicos. Nuestra hipótesis es que los EGMs son fundamentales en la transferencia horizontal y por tanto en la diseminación de factores de virulencia. Un mayor conocimiento sobre estos elementos, permitirá abordarlos desde nuevas perspectivas. Asimismo, la formación de biofilm permite a las bacterias evadirse del sistema inmune y ser más resistentes al tratamiento antibiótico. Además, consideramos imprescindible un diagnóstico precoz y prevención de estas infecciones.
Nuestro objetivo es llevar a cabo un estudio global de las infecciones producidas por Staphylococcus spp, que permita aumentar nuestro conocimiento sobre los mecanismos de virulencia implicados, mejorar el tratamiento de estas infecciones, facilitar el diagnóstico precoz y desarrollar nuevas técnicas para la prevención de las mismas. Con este fin en nuestro laboratorio caracterizamos aislados de Staphylococcus spp provenientes de infecciones hospitalarias, identificamos determinados EGMs (bacteriófagos e islas de patogenicidad), estudiamos los factores de virulencia que codifican y analizamos la toxicidad de dichas cepas. Asimismo, estudiamos los mecanismos de movilización de estos EGM, que permiten diseminar horizontalmente sus factores de virulencia. Igualmente, cuantificamos la capacidad de formación de biofilm de estas cepas e identificamos los genes implicados en el proceso. Además, estamos desarrollando novedosas medidas de prevención, basadas en nuevas formulaciones y combinaciones de antibióticos, como son: nuevas combinaciones con antibióticos de cemento óseo para prevenir infección protésica osteoarticular, y materiales innovadores para catéteres que combinan polímeros de silicona, con MOFs (materiales híbridos metal-orgánicos) unidos con antibióticos y heparina. Asimismo hemos una línea de investigación basada en el uso de lisinas fágicas como alternativa al tratamiento antibiótico. Por último, estamos diseñando un nuevo kit de diagnóstico basado en materiales mesoporosos con “puertas moleculares inteligentes”. Mª Ángeles Tormo Mas Grupo acreditado de Infección Grave del Instituto de Investigación Sanitaria La Fe. Tel.: +34 961246676 Mail: [email protected]
3) Una línea de investigación básica encaminada a determinar las bases genéticas y genómicas de la interacción beneficiosa Rhizobium rhizogenes (antes Agrobacterium radiobacter) K84-planta, como modelo de agente de control biológico eficaz a escala comercial, y de bacteria rizosférica altamente adaptada a la vida en las raíces. Nuestro equipo lleva más de 25 años trabajando en el análisis molecular de este sistema de biocontrol, con el objetivo global de conocer aquellos factores clave que contribuyen a un biocontrol eficaz de enfermedades bacterianas de plantas y a una colonización competitiva de las raíces. A este respecto, hemos identificado cuatro genes implicados en el biocontrol y la colonización de la rizosfera; el gen ahcY necesario para la síntesis del antibiótico específico agrocina 84, el caballo de Troya del biocontrol de los tumores de plantas causados por Agrobacterium spp. (Penyalver y col. 2009); el gen vbcC necesario para la biosíntesis del sideróforo vicibactina (Penyalver y col. 2001); y los genes wcbD y rkpK necesarios para la formación de biopelículas durante la colonización de las raíces (Abarca-Grau y col. 2012). Actualmente, estamos finalizando la caracterización de otros dos genes (ctpA y feuP) necesarios para la adaptación a la vida en las raíces. A parte de su capacidad de biocontrol, la cepa K84 coloniza y sobrevive eficazmente en las raíces de una gran número de plantas, desde herbáceas hasta leñosas. Por ello, estamos analizando en profundidad el genoma de K84 con respecto a aquellas funciones relacionadas con la colonización y supervivencia en las raízes que nos puedan revelar las principales claves que dictaminan la vida en la rizosfera (genomica funcional). Actualmente, estamos también interesados en conocer aquellos genes que K84 expresa de manera diferencial en las raíces mediante diversas técnicas transcriptómicas. En resumen, esta línea de investigación básica está encaminada a conocer las bases genéticas y genómicas implicadas en la formación de biopelículas, el biocontrol y la vida en la rizosfera. Estos conocimientos son claves para el diseño de programas de selección de otras bacterias beneficiosas de plantas para el desarrollo de nuevos bioproductos para la industria agroalimentaria. Datos de contacto: [email protected]
4) Conocimiento y aprovechamiento biotecnológico de los microbiomas de plantas cultivadas. Por un lado se pretende conocer, analizar y explotar la microbiota de plantas, así como sus correspondientes genes y genomas (microbioma), para desarrollar nuevos productos biotecnológicos que mejoren la salud humana, protejan el medioambiente y proporcionen una agricultura sostenible de futuro. En esta línea estamos actualmente trabajando en el microbioma de cítricos. Por un lado estamos aislando y caracterizando una gran colección de aislados de cítricos con respecto a funciones
bacterianas que pueden contribuir a la salud y el desarrollo de las plantas. Por otro lado, mediante secuenciación masiva estamos abordando el estudio del microbioma de cítricos a distintos niveles; mediante análisis metataxonómicos (librerías 16S-rRNA), metagenómicos (DNA) y metatranscriptómicos (mRNA). Las secuencias (OTUs) o genes de interés se utilizarán como marcadores para seleccionar potenciales aislados beneficiosos. Estas potenciales bacterias beneficiosas se evaluarán en bioensayos en invernadero y posteriormente en ensayos de campo en condiciones reales. En resumen, esta línea de investigación esta encaminada a la selección de bacterias beneficiosas para el desarrollo de nuevos productos para la industria agroalimentaria y citrícola. Trabajos previos citados: - Abarca-Grau y col. 2012. Appl. Environ. Microbiol. 78:1644-1651. doi: 10.1128/AEM.07117-11 - Penyalver y col. 2001. Appl. Environ. Microbiol. 67:654-664. doi: 10.1128/AEM.67.2.654-664.2001 - Penyalver y col. 2009. Mol. Plant-Microbe Interac. 22:713-724. doi: 10.1094/MPMI-22-6-0713 Datos de contacto: Ramón Peñalver, [email protected]
5) Ensayos funcionales para caracterizar nuevos genes y nuevas mutaciones implicados en trastornos neurológicos hereditarios La caracterización de bases moleculares que subyacen en la enfermedad de CharcotMarie-Tooth y neuropatías relacionadas, y en los trastornos neurodegenerativos con acumulación de hierro en cerebro son líneas de trabajo del grupo. Se trata en ambos casos, de enfermedades con un amplio espectro clínico y genético. Las técnicas basadas en Next Generation Sequencing (NGS) han mejorado el diagnóstico genético, aunque el gran número de cambios identificados dificulta determinar cuál es el causante de la enfermedad. El análisis de segregación y los predictores informáticos de patogenicidad pueden ayudar, pero no son concluyentes. Disponemos de familias estudiadas mediante secuenciación de exoma y/o paneles de genes en cuyos pacientes se han detectado cambios noveles cuyo efecto en el fenotipo es incierto. Algunas de estas variantes se localizan en genes que por primera vez se asocian a enfermedad, lo que dificulta el análisis, pero que permitirá descubrir un nuevo gen implicado en este grupo de neuropatías. La tesis de máster se centraría en el desarrollo de ensayos con el fin de establecer si los cambios detectados son realmente mutaciones causantes de la enfermedad. Entre las aproximaciones propuestas están: análisis de expresión para investigar si la mutación varía los niveles de expresión del gen, estudio de minigenes con el objetivo de determinar una variante que probablemente afecta al splicing, estudios de localización subcelular para averiguar si la correcta localización se altera por la mutación, ensayos de actividades enzimáticas para ver si ésta está mermada, etc.
Contacto: Carmen Espinós ([email protected]) Realización: Unidad de Genética y Genómica de Enfermedades Neuromusculares y Neurodegenerativas del Centro de Investigación Príncipe Felipe (espinos.cipf.es)
6) Utilización de Drosophila como modelo para el estudio de patologías humanas de origen genético: enfermedad de Parkinson Nuestro grupo está interesado en el estudio de la enfermedad de Parkinson (EP) que es la segunda enfermedad neurodegenerativa más común. Aunque la mayoría de los casos de EP son esporádicos, las formas familiares representan el 5-10% y aparecen como consecuencia de mutaciones en determinados genes. El estrés oxidativo (EO) constituye un factor clave en los mecanismos patológicos de la EP, asociado fundamentalmente a la disfunción mitocondrial. Entre los genes implicados en la EP, el más estrechamente asociado con el EO es DJ-1, cuyas mutaciones causan una forma autosómica recesiva de EP familiar de inicio precoz. DJ-1 realiza varias funciones críticas en la respuesta al EO, ya que es una proteína ubicua y citoprotectora que actúa como un sensor redox, y regula la expresión de genes implicados en la respuesta al EO. En nuestro laboratorio, trabajamos con un modelo de la EP en Drosophila basado en la falta de función del gen DJ-1β (ortólogo del gen humano DJ-1). Estos mutantes presentan un alto nivel de daño oxidativo y reproducen algunos aspectos de la EP, como elevada sensibilidad al EO y defectos motores. En este modelo hemos llevado a cabo experimentos de proteómica redox que nos han permitido identificar proteínas con altos niveles de oxidación, y que
podrían ser relevantes en la ruta de patogénesis de la EP. Actualmente estamos analizando la actividad de las proteínas candidatas no solo en Drosophila sino también en células humanas, de ratón y en muestras de sangre de pacientes. El objetivo es identificar un conjunto de genes con ortólogos en humanos, implicados en desarrollo de la EP y que pueden convertirse en marcadores y/o dianas terapéuticas esta enfermedad. En la misma línea, estamos analizando el perfil metabolómico de las moscas modelo para identificar alteraciones metabólicas que puedan estar asociadas a la EP. Además, y dado que la EP es un trastorno incurable para el que solo existen tratamientos que actúan a nivel sintomático, estamos realizando un rastreo de alto rendimiento para identificar compuestos capaces de suprimir los defectos motores y de reducir los niveles de EO en el modelo de la EP en Drosophila. Los compuestos candidatos serán validados en células humanas y posteriormente en modelos vertebrados, por lo que podrían convertirse en moléculas potencialmente terapéuticas para esta enfermedad.
Grupo: Genética Molecular del Desarrollo y Modelos Biomédicos (Departamento de Genética, ERI Biotecmed) IP: Nuria Paricio ([email protected])
7) Estudio de procesos básicos del desarrollo en Drosophila relevantes para la salud humana: cierre dorsal y cicatrización de heridas Nuestro grupo también está interesado en el estudio de procesos básicos del desarrollo de Drosophila como son el cierre dorsal embrionario y la cicatrización de heridas. El cierre dorsal (CD) es un proceso morfogenético que ocurre hacia el final del desarrollo embrionario de Drosophila. Este proceso implica migración y fusión de capas epiteliales y se utiliza como modelo in vivo de la cicatrización de heridas en vertebrados. Entender las bases moleculares de la cicatrización de heridas y la regeneración es uno de los principales desafíos en biología y medicina, lo que conducirá a avances médicos que permitan acelerar la cicatrización de tejidos dañados, la reconstrucción de tejidos/órganos y la restauración de la homeostasis. Drosophila es un buen modelo para su estudio porque tanto la maquinaria celular como las rutas de señalización implicadas en el CD embrionario y la cicatrización de heridas en este organismo son similares a las que actúan en vertebrados. El objetivo de esta línea de investigación es identificar nuevos mecanismos de regulación implicados en el CD embrionario y la cicatrización de heridas en Drosophila y analizar la dinámica celular, combinando técnicas genéticas con técnicas avanzadas de live-imaging y de secuenciación masiva. En este contexto estamos determinando la función y las dianas transcripcionales de Cabut (Cbt), un factor de transcripción implicado en CD y regeneración en Drosophila. Dado que Cbt es el ortólogo en Drosophila de las proteínas TIEG de vertebrados, y que éstas tienen un papel en la cicatrización de heridas, algunos de nuestros resultados podrían ser trasladables a humanos y servir como punto de partida para investigaciones futuras sobre ese proceso. Grupo: Genética Molecular del Desarrollo y Modelos Biomédicos (Departamento de Genética, ERI Biotecmed) IP: Nuria Paricio ([email protected])
8) Understanding what determines the speed of viral replication
We are looking for a student to investigate a very fundamental question in virology - what governs the
length of an infectious cycles? To study this question, we will use a human virus as a model and employ
experimental evolution, as well as molecular and cellular biology techniques.
The Viral Biology group (www.uv.es/gellerlab, ronge.blogs.uv.es) is located at the new I2SysBio institute
and is bilingual, working in English and Spanish.
Send us an email for more information ([email protected]).
9) Estudio de la función de genes implicados en la regulación de la vía secretora
Alrededor del 18% del genoma de plantas está dedicado al mantenimiento de los compartimentos
endomembranosos implicados en el tráfico de proteínas, incluyendo la vía secretora, la mayor
proporción encontrada entre los eucariotas. Por otra parte, las plantas muestran una conservación
extensiva de genes ancestrales implicados en el tráfico de proteínas, incluyendo varios genes perdidos
en la evolución de animales y levaduras. Es por ello que los estudios en plantas como Arabidopsis son
muy valiosos para investigar no sólo aspectos específicos del tráfico de proteínas en plantas sino
también mecanismos generales en eucariotas.
La vía biosintética o secretora está implicada en funciones básicas de mantenimiento celular, pero
además en numerosos procesos específicos de plantas, incluyendo la biogénesis de los componentes de
la pared celular, la señalización hormonal, el desarrollo, los tropismos, la defensa frente a patógenos o la
respuesta a estrés abiótico. Por todo ello, el conocimiento de los mecanismos moleculares que regulan
la ruta secretora es de gran interés desde el punto de vista básico, pero plantea además potenciales
aplicaciones biotecnológicas. El objetivo general del grupo consiste en investigar las funciones de las
proteínas de la familia p24 y las proteínas de las cubiertas COP (Coat Protein)I y COPII en el tráfico de
proteínas en células vegetales. Ambos grupos de proteínas son esenciales en el correcto transporte y
localización de un gran número de proteínas a lo largo de la vía secretora, por lo que el estudio de sus
funciones debería proporcionar datos de gran interés sobre el funcionamiento básico de las células
vegetales, el mantenimiento y función de los compartimentos de la vía secretora o la respuesta de las
plantas frente a diferentes tipos de estrés. Además, los resultados obtenidos podrían contribuir al
conocimiento de los mecanismos moleculares implicados en el tráfico de proteínas en otros modelos
eucariotas.
El objetivo de este trabajo es la caracterización funcional de proteínas reguladoras de la vía secretora en
Arabidopsis mediante estrategias de pérdida de función (mutantes KO, silenciamiento génico) o de
ganancia de función (líneas sobreexpresantes), ensayos de expresión transitoria o estable de proteínas
fluorescentes para el estudio de su tráfico intracelular mediante microscopía confocal y ensayos
bioquímicos de interacción entre proteínas.
Investigadores responsables: Fernando Aniento ([email protected]) y María Jesús Marcote
Grupo: “Tráfico de proteínas”. Departamento de Bioquímica y Biología Molecular (Facultad de
Farmacia), ERI de Biotecnología y Biomedicina, Universitat de València.
10) LA ENDOCITOSIS EN LAS CÉLULAS DEL EPITELIO INTESTINAL: UN PROCESO CONOCIDO VISTO
DESDE UNA NUEVA PERSPECTIVA QUE AMPLIA LA FORMA DE INTERACCIÓN DE LA MICROBIOTA CON
EL ORGANISMO
Resultados recientes indican que la internalización de bacterias intestinales mutualistas (beneficiosas)
por células de la mucosa es una forma natural de la interacción entre el huésped y la microbiota
intestinal. Este proceso podría ser necesario para mantener la homeostasis y contribuir a mantener el
perfil adecuado poblaciones en el intestino. Los estudios con patógenos servirán de base para el estudio
de endocitosis y autofagia de estas bacterias. En este proyecto se la caracterizará del mecanismo por el
que las bacterias probióticas y sus componentes son transportadas al interior de las células epiteliales
por procesos de endocitosis (o autofagia) y se determinará la importancia de otros factores, como la
formación de biopelículas o el estado fisiológico del epitelio. A tal fin, se utilizarán métodos moleculares,
citológicos y de microscopía para relacionar este proceso con efectos observados in vitro e in vivo
observados en las bacterias probióticas. Se analizarán factores que favorezcan la unión a la superficie de
las células epiteliales de probióticos, y que pueden promover la internalización y la posible translocación
a la región basal del epitelio (transcitosis). La transcitosis es de gran relevancia, ya que mejora la
accesibilidad a las células dendríticas y la activación de células T y B, para la síntesis de IgA, y también
trataremos de determinar si el sistema de defensa innato (IgAs) juega algún un papel en éste proceso.
Esta línea de investigación modifica de manera definitiva conceptos canónicos sobre la interacción de
las bacterias intestinales con el huésped y tiene repercusiones importantísimas para explicar el
funcionamiento de los probióticos y además, posiblemente ayudará a definir fármacos que ayuden la
acción de los probióticos.
Gaspar Pérez Martínez IATA (CSIC) Mail: [email protected]
11) Transición epitelial-mesenquimal en la progresión del càncer
El cáncer es, por su incidencia y mortalidad, un problema de salud pública de enorme magnitud. La
elucidación de los mecanismos moleculares subyacentes al desarrollo tumoral sigue siendo un desafío
enorme para la investigación básica, y representa un paso esencial en el desarrollo de terapias
personalizadas para el tratamiento del cáncer. Nuestro grupo estudia la interacción molecular entre la
señalización celular y la homeostasis de proteínas en las células de carcinoma de pulmón. El enfoque
experimental desarrollado por nuestro laboratorio se basa en la integración de la biología celular y
molecular, bioquímica, modelos de ratón y el análisis de muestras de pacientes. Específicamente, el
laboratorio explota el potencial de la manipulación genética y farmacológica de organoides de tumores
y modelos murinos de xenoinjerto derivados de pacientes.
La transición epitelial-mesenquimal (EMT) es un proceso de desarrollo fundamental evolutivamente
conservado en el que las células epiteliales experimentan la conversión a células mesenquimales
móviles. La EMT es esencial para el desarrollo embrionario y también está involucrada en la reparación
de tejidos, la fibrosis de órganos y la progresión del cáncer. Durante la EMT las células de carcinoma
pierden sus características epiteliales y adquieren propiedades invasivas. Estas células tumorigénicas de
origen epitelial necesitan realizar cambios profundos para adoptar un perfil mesenquimal que incluya
alteraciones en sus propiedades de adhesión y modificaciones del citoesqueleto que les permita
aumentar su motilidad. Nuestro objetivo es la comprensión básica de la maquinaria de traducción
involucrada en la EMT en el cáncer de pulmón a través de la actividad del factor de traducción eIF5A y el
complejo de transcripción AP-1. El resultado esperado de este proyecto es generar conocimiento
relevante sobre los eventos moleculares involucrados en la EMT y descubrir nuevas dianas y
biomarcadores en la caja de herramientas contra el cáncer.
Rosa Farràs, PhD Oncogenic Signalling Lab. Centro de Investigación Príncipe Felipe Calle de Eduardo Primo Yúfera, 3 (junto Oceanográfico) 46012 VALENCIA (Spain) TEL: +34 963289680 FAX: +34 963289701 [email protected] www.cipf.es
12) Heterogeneidad intratumoral y células iniciadoras del cáncer de carcinoma pulmonar.
El cáncer de pulmón es la causa más frecuente de muerte relacionada con el cáncer en todo el mundo.
La adquisición de resistencia al tratamiento es una de las principales razones de su alta mortalidad. La
resistencia al tratamiento y la metástasis pueden estar relacionadas con la presencia de células
iniciadoras de tumores (TIC), ya que estas células, con la capacidad de autorrenovarse, diferenciarse,
iniciar y mantener el crecimiento tumoral, son resistentes a la quimioterapia convencional. Por lo tanto,
las TIC representan una diana terapéutica prometedora. Actualmente estamos trabajando en la
identificación y aislamiento de TIC humanas a partir de muestras biológicas de pacientes con cáncer de
pulmón de células no pequeñas con el objetivo de analizar tanto el fosfoproteoma como el
transcriptoma para revelar las vías de señalización oncogénicas activadas en estas células. Los resultados
obtenidos se utilizarán para el diseño de estrategias terapéuticas racionales que puedan ser efectivas en
las TIC con diferentes mutaciones mediante el uso de inhibidores / moduladores de las vías de
señalización de los oncogenes.
Rosa Farràs, PhD Oncogenic Signalling Lab. Centro de Investigación Príncipe Felipe Calle de Eduardo Primo Yúfera, 3 (junto Oceanográfico) 46012 VALENCIA (Spain) TEL: +34 963289680 FAX: +34 963289701 [email protected] www.cipf.es
13) Determinación de niveles de MBNL1/2 en distintos tejidos de ratón tras administración sistémica de antagomiRs Prof. Ruben Artero Fundación de Investigación Sanitaria INCLIVA Departamento de Genética, Universidad de Valencia C/ Doctor Moliner, 50 E-46100 Burjasot Spain Tel: 96 3543028 Skype: rartero.uv.es http://www.uv.es/gt
14) Reposicionamiento de fármacos utilizando un modelo en Drosophila de la distrofia de cinturas LGMD1F Nombre del grupo: Genómica Traslacional Estamos trabajando en un modelo en Drosophila de la distrofia de cinturas LGMD1F consistente en expresar en la musculatura la forma mutante de transportina 3 (TNPO3) que se expresa en pacientes. Es de esperar que TNPO3 mutante genere fenotipos susceptibles de utilizacion en cribado de fármacos conocidos en busca de alguno que mejore aspectos de la enfermedad y se pueda reposicionar como tratamiento para la misma. Dependiendo del grado de avance de los grupos clínicos con los que colaboramos en este trabajo, se podrían incluir experimentos orientados a validar la actividad de dichos fármacos en modelos celulares de LGMD1F. Prof. Ruben Artero
Fundación de Investigación Sanitaria INCLIVA Departamento de Genética, Universidad de Valencia C/ Doctor Moliner, 50 E-46100 Burjasot Spain Tel: 96 3543028 Skype: rartero.uv.es http://www.uv.es/gt
15) La introgresión mitocondrial como mecanismo de especiación
El género Saccharomyces se ha convertido en uno de los mejores mod elos para estudiar la evolución. Actualmente se han descrito 8 especies en el género, una de las cuales es la especie más importante a nivel industrial por sus aplicaciones en procesos de producción de vino, cerveza y pan, Saccharomyces cerevisiae . Como se producen especies en ambientes naturales es una de las preguntas más importantes que surgen a raíz de los trabajos de Charles Darwin. Gracias al abaratamiento de las técnicas de secuenciación de genomas completos, estamos empezando a generar los datos suficientes para empezar a realizar hipótesis alrededor de los mecanismos de especiación. En los últimos años hemos descubierto multitud de eventos de introgresión mitocondrial en levaduras, la transferencia de regiones del genoma mitocondrial de unas especies a otras, que podría influenciar en la aparición de nuevas especies. Este proyecto de Trabajo de Fin de Máster busca dar respuesta a cómo la introgresión mitocondrial facil ita la aparición de una nueva especie. Para ello generaremos cíbridos, cepas con el genoma nuclear de una especie y el genoma mitocondrial de otra especie. Estos nuevos cíbridos serán evolucionados en ciertas condiciones para facil itar su adaptación al nuevo ambiente y analizaremos la capacidad de reproducirse con sus ancestros. De esta manera buscamos validar la introgresión mitocondrial como uno de los mecanismos de especiación.
Mentor: David Peris Navarro (Investigador Postdoctoral Marie Sklodowska Curie)
Instituto: Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC)
16) EFECTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE EL SUMINISTRO DE SERINA A LAS PLANTAS
Línea de investigación a la que se vincula.
El proyecto de investigación se llevará a cabo en el grupo de Metabolismo Primario e Ingeniería
Metabólica Vegetal. Este grupo está integrado en la Estructura de Recerca Interdisciplinar de
Biotecnologia i Biomedicina. Su línea de investigación principal es el “estudio de la las rutas de
biosíntesis de serina en plantas y su respuesta al cambio climático”. Esta línea de investigación está
financiada con fondos del Ministerio de Economía y Competitividad (Proyecto BFU2015-64204-R).
Resumen del proyecto.
La L-Ser es esencial para la biosíntesis de proteínas. La L-Ser también participa en la síntesis de
moléculas necesarias para la proliferación celular, incluyendo aminoácidos, bases nitrogenadas,
fosfolípidos y esfingolípidos. A diferencia de los mamíferos, las plantas poseen varias rutas de biosíntesis
de serina. Una de ellas, la llamada ruta del glicolato, puede verse afectada por el cambio climático, ya
que su actividad depende enormemente tanto de la temperatura como de la concentración de CO2
atmosférico. Por ello, es necesario caracterizar la función de las distintas rutas de biosíntesis de serina
en plantas y conocer el efecto del cambio climático sobre su actividad.
El grupo en el que se realizará el proyecto de iniciación a la investigación propuesto, ha caracterizado
por primera vez en plantas la Ruta Fosforilativa de Biosíntesis de Serina (RFBS), [1, 2]. Hemos
demostrado que esta ruta se induce en condiciones de elevado CO2 atmosférico, probablemente para
compensar la reducción de la ruta de glicolato. El estudio de la interacción de la RFBS con la ruta del
glicolato y con otras rutas relacionadas con el metabolismo de la serina, es la principal línea de
investigación que se está llevando a cabo en nuestro grupo. Datos no publicados de nuestro grupo
indican que en mutantes de la RFBS se induce la expresión del gen que codifica una enzima llamada
Serina glioxilato amino transferasa (AGT) cuyo código AGI es At3g08860. Esta enzima puede ser crucial
en la interacción entre las rutas del glicolato y la RFBS. Durante su trabajo fin de grado, Andrea
Alcántara Enguídanos ha identificado varios mutantes de esta enzima a los que hemos llamado agt1,
agt2, agt3 y agt4.
Objetivos.
Los objetivos del proyecto presentado son:
1) Estudiar la contribución de la AGT al metabolismo de la serina en condiciones de CO2 ambiental
y en presencia de altas concentraciones CO2 que simulen el cambio climático.
2) Conocer la función de la AGT en las interacciones de las rutas conocidas de biosíntesis de
serina.
Para ello se proponen las siguientes tareas:
1) Caracterizar a nivel fisiológico y molecular los nuevos mutantes agt identificados.
2) Obtener mutantes dobles de la agt y de la RFBS para caracterizarlos posteriormente a nivel
fisiológico (fenotipos en condiciones de alto CO2 y temperatura) y molecular (a nivel de
expresión génica y de perfiles metabólicos).
Impacto formativo en competencias asociadas a las materias obligatorias de la titulación.
Con este proyecto la estudiante adquirirá una base experimental sólida en técnicas punteras de
genética, biología molecular y fisiología de plantas, que complementarán la formación adquirida en
materias obligatorias de la titulación como Bioquímica, Genética o Fisiología Vegetal. Asimismo, la
participación de la estudiante en este proyecto de investigación reforzará su actitud científica en la
interpretación de la naturaleza, lo que es un objetivo prioritario en la titulación con vistas a generar
profesionales con una visión general del papel de la ciencia en la sociedad actual.
Referencias
1. Cascales-Miñana B, Munoz-Bertomeu J, Flores-Tornero M, Anoman AD, Pertusa J, Alaiz M, Osorio S, Fernie AR, Segura J, Ros R: The Phosphorylated Pathway of Serine Biosynthesis Is Essential Both for Male Gametophyte and Embryo Development and for Root Growth in Arabidopsis. Plant Cell 25: 2084-2101 (2013).
2. Toujani W, Munoz-Bertomeu J, Flores-Tornero M, Rosa-Tellez S, Anoman AD, Alseekh S, Fernie AR, Ros R: Functional Characterization of the Plastidial 3-Phosphoglycerate Dehydrogenase Family in Arabidopsis. Plant Physiol 163: 1164-1178 (2013).
Investigador Principal del proyecto: Roc Ros Palau. Catedrático de Fisiología Vegetal. Facultad de
Farmacia.
17) Vesículas extracelulares
En los últimos años se ha producido un aumento considerable de estudios sobre el papel de las vesículas
extracelulares (VEs) tanto en comunicaciones inter-específicas, como su posible utilidad como
biomarcadores, incluyendo el concepto de biopsia líquida (1,2). Las VEs hacen referencia a pequeñas
vesículas producidas y secretadas por la mayoría de las células, con tamaño entre los 30 y 300 nm de
diámetro, encontrándose en prácticamente todos los fluidos biológicos, lo que sugiere su participación
tanto en procesos fisiológicos como patológicos, incluyendo inmunomodulación, lo que puede permitir
su utilización en el control de enfermedades, tanto a nivel de diagnóstico, de vacunación, como de
tratamiento de numerosas enfermedades (3-5). En el caso de los helmintos parásitos, nuestro grupo
describió dichas vesículas por primera vez en los trematodos Echinostoma caproni y Fasciola hepatica
(6), y desde entonces numerosos estudios las han identificado también en otros trematodos, cestodos y
nematodos. Dichas VEs pueden ser útiles para el control de las parasitosis, tanto a nivel de diagnóstico
como en vacunación. En este contexto, nuestro grupo ha participado en la caracterización de VEs de
varios trematodos como F. hepatica, Dicrocoelium dendriticum y E. caproni, llegando a identificar
diferentes proteínas y pequeños RNAs (fundamentalmente miRNAs) presentes como “cargo” en las
mismas (6-9). Dichas moléculas pudieran ser útiles tanto como biomarcadores de la enfermedad, como
también posibles dianas específicas de tratamiento frente a dichos parásitos. En el caso del efecto
vacunal de las VEs de helmintos, son pocos los estudios publicados, con diferentes resultados, pero que
apuntan a la posible utilidad de las mismas (10, 11). Junto al control de enfermedades parasitarias, en
los últimos años varias publicaciones han sugerido el uso de VEs de helmintos parásitos para controlar
enfermedades autoinmunes (12, 13), y muy recientemente en concreto se han aplicado al control de
enfermedad inflamatoria intestinal en modelos animales (14, 15).
En el presente trabajo, y a partir de los resultados previos del grupo con modelos animales de colitis
ulcerosa (15), se evaluará el efecto de VEs de helmintos parásitos sobre células en cultivo (tanto
intestinales como células del sistema inmunitario), con el fin de identificar in vitro las moléculas
responsables del efecto protector frente a daño intestinal.
Los objetivos específicos serán los siguientes:
1. Aislamiento de VEs de parásitos mediante ultracentrifugación diferencial y mediante
cromatografía de filtración molecular en sistemas de diferentes volúmenes
2. Caracterización de VEs las obtenidas, tanto por técnicas cualitativas (microscopia electrónica-
TEM, proteómica, etc.), como cuantitativas (Nanoparticle Track Analysis, TEM).
3. Estudio del efecto de VEs de parásitos tanto en células intestinales en cultivo (Caco-2), como
células del sistema inmunitario (macrófagos/monocitos como HL60). Análisis de cascadas de
señales y de producción de citoquinas.
Referencias:
1. Marcilla et al. J Extracell Vesicles. 2014;3:25040. doi: 10.3402/jev.v3.25040 2. Fais et al. ACS Nano 2016;10:3886. doi: 10.1021/acsnano.5b08015 3. Yáñez-Mó et al. J Extracell Vesicles 2015; 4:27066. doi: 10.3402/jev.v4.27066 4. Cappello et al. Eur J Pharm Sci. 2017; 96:93-98. doi: 10.1016/j.ejps.2016.09.010 5. Lener et al. J Extracell Vesicles. 2015; 4:30087. doi: 10.3402/jev.v4.30087. 6. Marcilla et al. PLoS One. 2012;7(9):e45974. doi: 10.1371/journal.pone.0045974. 7. Cwiklinski et al. Mol Cell Proteomics. 2015;14(12):3258-73. doi: 10.1074/mcp.M115.053934. 8. Fromm et al. Int J Parasitol. 2015;45(11):697-702. doi: 10.1016/j.ijpara.2015.06.002. 9. Fromm et al. Parasite Immunol. 2017;39(2). doi: 10.1111/pim.12399. 10. Coakley et al. Cell Rep. 2017;19(8):1545-1557. doi: 10.1016/j.celrep.2017.05.001. 11. Trelis et al. Int J Parasitol. 2016;46(12):799-808. doi: 10.1016/j.ijpara.2016.07.003. 12. Montaner et al. Front Immunol. 2014;5:433. doi: 10.3389/fimmu.2014.00433. 13. Buck et al. Nat Commun. 2014;5:5488. doi: 10.1038/ncomms6488. 14. Eichenberger et al. Front Immunol. 2018;9:850. doi: 10.3389/fimmu.2018.00850. 15. Roig et al. Front Microbiol. 2018; 9:1036. doi: 10.3389/fmicb.2018.01036
Dr. Antonio Marcilla, Professor
Área de Parasitología, Dpto. Farmacia y Tecnología Farmaceutica y Parasitología
Facultat de Farmacia, Universitat de Valencia, Av. V.A. Estellés, s/n, 46100 Burjassot (Valencia), SPAIN
Tel. 34-963544491(office), 34-963543093 (lab), Fax. 34-963544769
Skype: antoniomarc1
geivex.org
18) Células stem diferenciadas en hepatología: uso en estudios de toxicidad inducida por
fármacos y en terapia celular hepática
Los hepatocitos humanos se consideran el mejor modelo para estudios de toxicidad y también para su
aplicación clínica en terapia celular. Sin embargo, su uso amplio está limitado por la falta de hígados
disponibles para su aislamiento. Las células madre pluripotentes (PSCs) ofrecen una nueva aproximación
para generar células de manera ilimitada y están emergiendo como sistemas celulares que podrían
proporcionar una fuente estable de hepatocitos para múltiples aplicaciones, incluyendo el cribado de la
seguridad de nuevos fármacos y el uso en pacientes con enfermedades hepáticas de distinta etiología.
Las PSCs incluyen tanto células madre embrionarias (ESCs) como células pluripotentes inducidas (iPSCs)
que se obtienen a partir de células somáticas y se reprograman a un estado de pluripotencia.
El presente proyecto se basa en la diferenciación de PSCs a hepatocitos mediante el uso de diferentes
factores que imitan el desarrollo embrionario del hígado. Durante las diferentes fases de la
diferenciación, se caracterizarán las células mediante técnicas de Biología molecular y celular (RT-qPCR,
citometría de flujo, inmunofluorescencia, Western Blot) usando marcadores de cada estadío de
diferenciación. Una vez diferenciadas las células, y dependiendo de si su aplicación vaya a estar dirigida
a estudios de hepatotoxicidad inducida por fármacos o a terapia celular hepática, se realizarán
diferentes ensayos. Para el estudio de la hepatotoxidad inducida por fármacos se usarán ESCs y también
iPSCs obtenidas de pacientes en los que se ha descrito algún episodio de toxicidad inducida por
fármacos. Se estudiarán de forma particular, aquellos casos en los que el daño hepático por fármacos
sea de naturaleza idiosincrásica. Mediante la aplicación de ensayos de high-content screening a estas
célulasse determinará el potencial hepapatotóxico de los fármacos de interés y se analizarán los
mecanismos implicados en su efecto tóxico. En el caso de aplicación en terapia celular hepática, se
evaluará la eficacia y seguridad de las mismas tanto en estudios in vitro como in vivo en modelos
animales de enfermedad hepática. Para ello se analizará la capacidad de adhesión/anidamiento de las
células obtenidas y su potencial para recuperar la función hepática dañada.
Laia Tolosa Pardo/ Mª Teresa Donato Martín
Contacto: [email protected]/[email protected]
Teléfono: +34961246621/+34961246649
19) Estudio de la función de las giberelinas en el número y tamaño de las semillas de Arabidopsis
y especies de interés agronómico
Las giberelinas (GAs) son hormonas vegetales que regulan multitud de procesos fisiológicos tales como
germinación, elongación del tallo, fotomorfogénesis, crecimiento de la hoja y de la raíz, floración,
desarrollo del polen y los óvulos, y fructificación. Resultados preliminares obtenidos en nuestro
laboratorio sugieren que las GAs también están implicadas en la iniciación de los óvulos determinando
tanto el número como la forma. En las últimas décadas, se han identificado numerosos genes implicados
en la determinación de la identidad de los óvulos y en su desarrollo. Sin embargo, se conoce muy poco
sobre qué genes determinan el número y la forma de óvulos. Desde un punto de vista económico y
agronómico, es importante determinar cuáles son estos factores ya que el número y forma de los óvulos
determina en gran medida el número y el tamaño de semillas y, por tanto, afecta al rendimiento de los
cultivos. Estudios genéticos y moleculares han permitido identificar los elementos que participan en
la cascada de percepción y señalización de GAs, siendo los más relevantes los receptores GID1 y las
proteínas DELLAs. En Arabidopsis existen 5 proteínas DELLA: REPRESSOR OF ga1-3 (RGA), GA-
INSENSITIVE (GAI), RGA-LIKE1 (RGL1), RGL2, y RGL3. Las DELLAs son proteínas represoras de la
señalización por GAs, regulando el crecimiento y la diferenciación promovida por éstas.
Las DELLAs se degradan rápidamente en respuesta a GAs, siendo fundamental en este proceso el
dominio N-terminal de la proteína. La eliminación o mutaciones puntuales en este dominio previenen
la capacidad de degradación de la proteína en presencia de GAs, como en el caso de los mutantes
dominantes gai-1 o rga∆17, lo que provoca diferentes fenotipos de insensibilidad a GAs. A nivel
molecular, estas proteínas son reguladores transcripcionales que actúan como activadores o
represores mediante la interacción con otros factores transcripcionales (TFs). Cabe destacar que las
DELLAs han tenido un papel muy relevante en la revolución verde de los años 50-60 que permitió,
mediante la implantación de variedades enanas de varios cereales, especialmente de trigo y arroz,
aumentar muy significativamente la producción a nivel mundial. Varias de estas nuevas variedades son
portadoras de alelos dominantes de las proteínas DELLA que provocan enanismo, tallos robustos y
aumento del índice de cosecha. Recientemente hemos recopilado pruebas experimentales, derivadas
de los estudios de la función de las DELLAs en el control del número y desarrollo morfológico de los
óvulos, que ponen de manifiesto la implicación de las GAs como reguladores negativos del número y
tamaño de las semillas. Así, nuestro objetivo es conocer cómo las GAs regulan la iniciación y desarrollo
de los óvulos de Arabidopsis, y cómo la vía de señalización de GAs interactúa con las vías de señalización
de auxinas, citoquininas (CKs) y brasinoesteroides (BRs) que también participan en estos procesos de
desarrollo.
El proyecto de Trabajo Fin de Máster que se propone podría integrar tareas experimentales como: a) caracterización morfológica y molecular de los óvulos que se generan en los cruces genéticos entre mutantes de la ruta de CKs, con el número y forma de óvulo alterado, y mutantes de genes participantes en la ruta de señalización de GAs; b) identificación de proteínas dianas de los genes DELLA en los óvulos y c) determinación del mecanismo molecular por el que las proteínas DELLA modifican el tamaño de las semillas. La realización del TFM conlleva el aprender a trabajar en invernadero y la aplicación de varios tipos de técnicas, tanto fisiológicas, moleculares, como microscópicas. Información de contacto: [email protected] y [email protected]
Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas CSIC-Universidad Politécnica de Valencia Ciudad Politécnica de la Innovación- Edificio 8E Ingeniero Fausto Elio, s/n 46022 Valencia, Spain Tel: +34 96 3877778(ext. 78651/77778)
20) Estudio de las interacciones virus/microbiota/hospedador El Grupo de Investigación en Gastroenteritis Víricas del Departament de Microbiologia i Ecologia
desarrolla su labor en la Facultat de Medicina i Odontologia y está vinculado al Servicio de Microbiología
Clínica del Hospital Clínico Universitario de Valencia. Nuestro principal objetivo es investigar los
mecanismos patogénicos de los virus productores de gastroenteritis, principalmente de rotavirus y
norovirus, así como la respuesta inmunitaria que provocan estas infecciones. Rotavirus y norovirus
producen gastroenteritis que afectan a los niños, aunque los norovirus también pueden infectar a
personas de cualquier edad, con frecuencia provocando brotes epidémicos. Estudiamos los mecanismos
inmunológicos de protección frente a estas infecciones, así como los determinantes moleculares que
condicionan la susceptibilidad a padecerlas.
Dentro del grupo se desarrollan varias líneas de investigación entre las que se pretende potenciar la
línea dedicada al Estudio de las interacciones virus/microbiota/hospedador. El objetivo de la presente
línea de investigación es el estudio de las interacciones que ocurren entre los virus entéricos y el
hospedador sin excluir las interacciones que ocurren entre los virus entéricos y la microbiota intestinal
ni la interacción entre la microbiota intestinal y el hospedador.
Contacto: Jesús Rodríguez Díaz
Correo: [email protected]
Teléfono: 0034 96 3864903
Ubicación: Departamento de Microbiología, Facultad de Medicina, Avenida Blasco Ibañez 17, 46010.
Valencia
21) Contribución de la fibronectina al potencial regenerador de las células madre musculares
(células satélite)
Tras una lesión del músculo esquelético, ejercicio intenso o rotura de la lamina basal, el músculo puede
iniciar un proceso de reparación que recapitula, en ciertos aspectos, la miogénesis que se produce
durante el desarrollo embrionario. La reparación del músculo es un proceso altamente sincronizado,
consistente en varias fases. En la primera fase la necrosis del tejido desencadena un proceso
inflamatorio donde juegan un papel importante los macrófagos como productores de citoquinas.
Inmediatamente se va a producir la activación de las células madre residentes en el músculo, las células
satélite, que proliferan, se diferencian y fusionan llevando a la formación de nuevas miofibras. Al mismo
tiempo, la proliferación de las células satélite permitirá que reponga el pool de células madre para que
el músculo sea capaz de soportar nuevas rondas de regeneración. Las células satélite se localizan en la
periferia de las miofibras, ocupando un nicho entre la lámina basal y la membrana plasmática de la fibra
muscular. Allí permanecen en estado quiescente hasta que reciben señales, físicas y químicas, de
activación. Esta señales todavía no se conocen bien. La capacidad regeneradora de las células satélite no
es ilimitada y el agotamiento de este pool es un factor clave en el deterioro muscular. Así parece que
sucede durante el envejecimiento.
La matriz extracelular (MEC) es un entramado de glicoproteínas, colágenos y proteoglicanos que se
ensamblan localmente generando estructuras altamente organizadas a las que se adhieren las células
mediante receptores de superficie, como integrinas y sindecanos. En el músculo esquelético tenemos
dos tipos de MEC, la lámina basal y la matriz intersticial que envuelve las células satélite. La fibronectina
(FN) es un componente de esa matriz intersticial, cuya adhesividad celular permite el anclaje y migración
celular, así como la activación de vías señalizadoras que regulan la supervivencia, proliferación y
diferenciación celular. En la regeneración muscular, la FN fue ignorada durante mucho tiempo ya que
sus niveles en el intersticio del músculo adulto son muy bajos. Hasta que recientemente se demostró
que tras una lesión los niveles de FN aumentan enormemente e incluso que su adición incrementa el
potencial regenerador de animales envejecidos. La FN es una proteína modular de unos 250 kDa que
tiene diversas regiones que están implicadas en la unión de: i) colágeno, fibrinógeno y proteoglicanos; ii)
receptores como integrinas y sindecán; y iii) factores de crecimiento. Nuestro grupo lleva muchos años
trabajando con ratones KnockIn que expresan FN con alguna de estas regiones inactivada, de manera
que nos permiten conocer las implicaciones in vivo y la función de cada una de esas interacciones.
Concretamente, ahora estamos estudiando la contribución de la adhesión a integrinas a5b1 y a sindecán
en la regeneración muscular tras una lesión inducida por una cardiotoxina y el papel que éstas juegan en
la señalización por factores de crecimiento. Para hacer aproximaciones in vitro al análisis de la función
de un nicho que contenga FN con las distintas mutaciones, hemos aislado e inmortalizado células
satélite (MuSC)de las cepas de ratones FN KI. El trabajo de master consistirá en el estudio con MuSC-
FNHepII de su capacidad para proliferar, diferenciarse y fusionar hasta formar miotubos, así como su
respuesta a diversos factores de crecimiento. Las MuSC-FNHepII son células satélite inmortalizadas que
expresan FN que tiene mutados los aminoácidos críticos para la unión de sindecán y de factores de
crecimiento.
Grupo: Laboratorio de Proteínas de Matriz Extracelular
Página web: http://www.uv.es/~knockin
IP: Mercedes Costell Rosselló
22) Evolución dirigida de virus anti-tumorales en cultivos celulares no convencionales
Muchos virus muestran un tropismo natural hacia células tumorales, ya que éstas suelen presentar
deficiencias en los mecanismos de inmunidad innata. Basándose en este principio, se han desarrollado
numerosos virus oncolíticos, es decir, virus que actúan como agentes terapéuticos anti-tumorales. Una
herramienta que podría contribuir valiosamente al desarrollo de nuevos virus oncolíticos es la evolución
dirigida, la cual hace uso de la selección artificial para obtener variantes virales capaces de infectar
mejor las células diana.
Aunque la evolución dirigida ha sido utilizada previamente, para ello se ha recurrido a cultivos celulares
convencionales, los cuales no necesariamente reproducen las condiciones que el virus encontrará in
vivo. Por ello, los resultados no han sido buenos. En este proyecto, adaptaremos un virus oncolítico a
células provenientes de cáncer de mama y cáncer de colón murino mediante evolución dirigida, pero lo
haremos en cultivos 3D y cultivos ex vivo de tumores derivados de ratones. Esperamos lograr así un
virus adaptado a condiciones más similares a las que tienen lugar in vivo y obtener por tanto virus más
eficaces.
Para abordar estos objetivos, utilizaremos el virus de la estomatitis vesicular (VSV), un virus que ha sido
ensayado clínicamente para su uso como agente antitumoral. Este trabajo se enmarcará dentro de un
proyecto mayor, donde los virus evolucionados se caracterizarán molecularmente y, finalmente, se
ensayarán en modelos animales. Las técnicas de laboratorio implicadas abarcarán el cultivo celular, la
manipulación de virus en el laboratorio, la genética molecular, el análisis de imagen y la secuenciación.
El grupo de investigación en Evolución y Salud está compuesto por miembros del Departamento de
Genética de la Universitat de València, la Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y
Biomédica de la Comunitat Valenciana, y el recientemente creado Instituto Integrativo de Biología de
Sistemas (centro mixto Universitat de València – Consejo Superior de Investigaciones Científicas). Rafael
Sanjuán es uno de los dos investigadores principales del grupo Evolución y Salud. Su laboratorio de
Instituto Integrativo de Biología de Sistemas se centra en el estudio de virus, con especial énfasis en la
evolución y sus aplicaciones.
Investigador: Rafael Sanjuán
Contacto: [email protected]
Web: www.uv.es/rsanjuan
Grupo de investigación: Evolución y Salud
23) Los virus como agentes sociales
Los virólogos han considerado tradicionalmente que el virión es la unidad necesaria y suficiente para
iniciar una infección viral. Sin embargo, la mayoría de viriones individuales son no infectivos.
Recientemente se han descrito diversos tipos de “unidades infectivas colectivas”, tales como agregados
de viriones o microvesículas lipídicas que contienen grupos de viriones, entre otras1. Además, se ha
propuesto que estas unidades colectivas podrían conferir mayor infectividad a los virus. Este parece ser
el caso del virus de la estomatitis vesicular (VSV), un virus modelo emparentado con el virus de la rabia.
En un trabajo previo, demostramos que VSV es agregado por la saliva humana, permitiendo la entrada
simultánea de varias copias del virus en una misma célula2. Además, datos preliminares de nuestro
grupo apuntan a que estos agregados presentan mayor capacidad infectiva que los viriones individuales.
Sin embargo, aunque sabemos que la actividad agregante reside en alguna proteína, ésta no ha sido
identificada aún. En este trabajo, el estudiante participará en la identificación de esta proteína humana
mediante espectrometría de masas. Además, se estudiarán los patrones de expresión de la misma en
diferentes tejidos y la variabilidad entre individuos. Los resultados podrían arrojar luz sobre la
infectividad de virus humanos transmitidos por saliva.
El grupo de investigación en Evolución y Salud está compuesto por miembros del Departamento de
Genética de la Universitat de València, la Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y
Biomédica de la Comunitat Valenciana, y el recientemente creado Instituto Integrativo de Biología de
Sistemas (centro mixto Universitat de València – Consejo Superior de Investigaciones Científicas). Rafael
Sanjuán es uno de los dos investigadores principales del grupo Evolución y Salud. Su laboratorio de
Instituto Integrativo de Biología de Sistemas se centra en el estudio de virus, con especial énfasis en la
evolución y sus aplicaciones. El/la estudiante será supervisado por personal técnico e investigador
experto en virología.
Referencias:
1. Sanjuán R. (2017). Collective infectious units in viruses. Trends in Microbiology 25:402-412 2. Cuevas J.M., Durán-Moreno M., Sanjuán R. (2017). Multi-virion infectious units arise from free viral
particles in an enveloped virus. Nature Microbiology 2: 17078.
Investigador: Rafael Sanjuán
Contacto: [email protected]
Web: www.uv.es/rsanjuan
Grupo de investigación: Evolución y Salud
24) La terapia de fagos como alternativa a los antibióticos
El uso indiscriminado de antibióticos ha favorecido la aparición de bacterias multirresistentes. La
necesidad de buscar alternativas a los antibióticos pone la terapia con fagos en el punto de mira como
una opción real. Uno de los puntos a favor es que los virus son capaces de co-evolucionar con su
hospedador, contrarrestando la aparición de resistencias. Estudios previos en nuestro laboratorio
(Evolución y Salud, Instituto de Biología Integrativa de Sistemas, UV-CSIC) han mostrado la capacidad de
co-evolución en sistemas fago-bacteria mediante evolución experimental. Este proyecto pretende
determinar los mecanismos implicados en la emergencia de resistencias en bacterias y el uso de fagos
en terapia dirigida contra bacterias patógenas.
Investigadora: Pilar Domingo-Calap
Contacto: [email protected]
Grupo de investigación: Evolución y Salud
25) Estudio de una nueva proteína insecticida de Bacillus thuringiensis
Hasta el momento, el uso de proteínas insecticidas de Bacillus thuringiensis para el control de plagas ha sido efectivo. El uso de proteínas insecticidas de B. thuringiensis se ha visto incrementado tras la aparición en el mercado de las genéticamente modificadas que expresan una o más proteínas de esta bacteria. Actualmente el uso de estas plantas, denominadas plantas-Bt, se ha incrementado mucho en algunos países aumentando de esta forma el riesgo de aparición de insectos resistentes en campo. Por este motivo, la búsqueda de nuevos genes que codifiquen para proteínas insecticidas nuevas ha aumentado mucho en los últimos años. Dentro de los análisis de cepas que hemos realizado hemos detectado la secuencia de una proteína Cry novedosa. El objetivo del TFM sería su clonación y expresión en un sistema bacteriano. Se optimizará su producción y purificación y finalmente se analizará su activación, así como su acción toxica frente a diferentes organismos.
Investigador: Baltasar Escriche
Contacto: [email protected]
Grupo de investigación: CBP
Web: https://www.uv.es/uvweb/estructura-recerca-interdisciplinar-biotecnologia-biomedicina-BIOTECMED/es/investigacion/biotecnologia-microorganismos-agroalimentacion/control-biotecnologico-plagas/introduccion-1285896320969.html
26) Caracterización genómica de mutantes del baculovirus AcMNPV con alta capacidad de producción de proteínas recombinantes
Los baculovirus son virus de ADN circular y gran tamaño genómico que infectan exclusivamente insectos. Además de su uso como agentes de control de plagas, en la actualidad también se emplean para la producción de proteínas recombinantes de interés biotecnológico y biomédico. En el contexto de investigaciones previas del grupo receptor, se han identificado una serie de mutantes que son capaces de producir mayores niveles de proteína recombinantes que los virus parentales de los que se derivan. Para esta propuesta, se pretende emplear los nuevos sistemas de secuenciación para obtener la secuencia completa de estos virus e identificar los ocurridos en cada uno de los mutantes. Con el fin de confirmar el efecto de dichas mutaciones en la producción de proteínas recombinantes, en una segunda fase del proyecto, se prentenden reintroducir dichas mutaciones en nuevos virus mediante el sistema CRISPR-Cas9.
Salva Herrero. Grupo de Control Biotecnológico de plagas. ERI-Biotecmed. Universitat de València
Grupo CBP: www.cbp.com.es
Sobre baculovirus: https://en.wikipedia.org/wiki/Baculoviridae
Baculovirus para la expresión de proteínas: https://peerj.com/articles/2183/
27) Marcadores de virulencia en Mycobacterium tuberculosis
Tuberculosis es la primera causa de muerte adulta por un solo agente infeccioso, por lo que es necesario
abordar la lucha de esta enfermedad con aproximaciones novedosas. La interacción de las bacterias y su
hospedador juegan un papel crítico en el desarrollo de la tuberculosis, pero desconocemos muchos
aspectos de dicha interacción. En el grupo trabajamos en una aproximación bioinformática y
experimental para ahondar en las interacciones bacteria y hospedador, y desenmascarar los
mecanismos de virulencia de la tuberculosis
El objetivo del TFM es investigar el papel de factores de virulencia en la compatibilidad parasito-
hospedador. La tarea especifica de TFM comparar la expresión de los marcadores de virulencia
identificados en nuestro grupo durante la infeccion de differentes hospedadores.
Conocer mejor la especificidad de hospedador de la bacteria que causa la tuberculosis permitirá un
mayor entendimiento de los mecanismos moleculares y la evolución de la virulencia, y nos permitirá
evaluar el potencial de la bacteria para saltar de hospedador. Además, la identificacion de marcadores
de virulencia puede tener una aplicación en el diseño de metodos diagnósticos y vacunas.
Investigadora: Mireia Coscolla
Contacto: Tel.: 0034 963543317.,E-mail: [email protected]
I2SYSBIO, Parc Cientific - Universitat València.
C/Agustín Escardino, 9, 46980 Paterna (Valencia).
Más información de la investigación del grupo en www.mireiacoscolla.es
28) Generación de clones infectivos para una nueva familia de virus que infectan exclusivamente
Varroa destructor, el principal parasito de la abeja melífera.
La varroosis de las abejas, es la enfermedad causada por el acaro Varroa destructor. En la actualidad,
esta enfermedad de distribución mundial, es el mayor problema al que se enfrenta la apicultura. En
nuestro laboratorio se han descrito recientemente una serie de nuevos virus de RNA que infectan
exclusivamente al acaro sin provocar infección alguna a la abeja. Dado el potencial de estos nuevos virus
para el control de este parasito en este proyecto se pretende generar y evaluar clones infectivos para
estos virus. Para ello, los genomas virales serán clonados en los vectores de expresión adecuados y que
permitirán su transfección y expresión en células de insecto. La producción de clones infectivos, así
como sus características estructurales serán evaluadas mediante técnicas moleculares y microscopía
electrónica.
Salva Herrero. Grupo de Control Biotecnológico de plagas. ERI-Biotecmed. Universitat de València
Grupo CBP: www.cbp.com.es
Sobre varroa: https://en.wikipedia.org/wiki/Varroa_destructor
29) Laboratorio de investigación en Virología y Salud Pública de FISABIO. El laboratorio de investigación en Virología y Salud Pública del área de Genómica y Salud de FISABIO-
Salud Pública se integra en el CIBER en Epidemiología y Salud Pública y en dos Unidades Mixtas de
Investigación (UMI en Infección y Salud Pública y UMI en Genómica y Salud), establecidas entre FISABIO
/ Universitat de València / Instituto de Biología Integrativa de Sistemas, I2SysBio). El laboratorio se
centra en la aplicación a la Salud Pública y a la vigilancia epidemiológica de la Virología molecular y
diagnóstica, incluyendo técnicas clásicas, técnicas de tipado y de estudio de la variabilidad, estudio de
evolución e inmunidad viral y de susceptibilidad a la infección y su progresión; así como nuevas
herramientas diagnósticas basadas en la secuenciación masiva.
Entre otros proyectos, destacan la vigilancia epidemiológica de resistencias a antivirales contra hepatitis
C y de circulación de virus respiratorios en el contexto de enfermedad respiratoria grave y de
vacunación contra gripe.
Sobre estos últimos, el laboratorio pertenece a una red local (Red Valenciana Hospitalaria Estudio
Gripe), y a una red global (Global Influenza Hospital Study Network). Participa asimismo en dos
proyectos europeos de gripe (DRIVE) y Virus Respiratorio Sincitial (RESCEU).
También participa en la red europea de vigilancia de enterovirus no-polio (ENPEN). Disponemos de más
de 20 años de experiencia en técnicas de diagnóstico molecular para virus de la hepatitis, CMV, VRS,
Gripe A y B, otros virus respiratorios, y de genotipado y secuenciación. Últimamente, estamos
desarollando aplicaciones de secuanciación masiva (NGS) para la detección y caracterización de virus
patógenos.
Para el curso 2018-19, el laboratorio de investigación en Virología y Salud Pública de FISABIO oferta DOS
trabajos de fin de Máster (TFM). Los interesados pueden contactar con el Investigador principal:
F. Xavier López Labrador
Lab. Virologia
Area de Genomica i Salut
FISABIO - Center for Public Health Research
Public Health Department, Generalitat Valenciana
Av. Catalunya, 21
46020 Valencia, Spain
Phone: +34 96 192 58 39
Fax: +34 96 192 5978
________________________________________________
e-mail: [email protected]
PubMed:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?cmd=search&db=pubmed&term=lopez-labrador
30) Optimización de la edición de genomas mediada por CRISPR/Cas9 y CRISPR/Cpf1 en la planta
modelo Setaria viridis
En los últimos años se han realizado grandes avances en el uso de la tecnología CRISPR/Cas tanto en modelos animales como vegetales1. Cas9 ya no es la única nucleasa utilizada en el laboratorio. Nuevas nucleasas, como la recientemente descrita Cpf1 parecen más eficientes que Cas9 en algunos casos2. Otro gran avance ha sido el uso de complejos de ribonucleoproteínas, donde la nucleasa (Cas9 o Cpf1) es producida como una proteína recombinante y acomplejada al RNA guía sintetizado “in vitro”. El uso de ribonucleoproteínas en lugar de la transformación con plásmidos parece generar muchos menos “off-targets” y es un método “DNA-free” que puede generar plantas mutantes consideradas no transgénicas en muchos países
3,4. Sin embargo, en ciertas especies de plantas, la información que se ha
generado al respecto es todavía escasa. El objetivo de este proyecto es la utilización y optimización del sistema CRISPR/Cas para generar mutaciones en la planta modelo de plantas de cosecha Setaria viridis. En primer lugar se realizará una comparativa de la eficiencia de mutagénesis entre las proteínas Cas9 y Cpf1. Para ello, se clonaran las mismas guías de RNA en vectores que expresan Cas9 y Cpf1. Los plásmidos correspondientes serán transformados en protoplastos de Setaria viridis y las mutaciones generadas se cuantificaran mediante análisis T7 Endonucleasa I. Posteriormente, estas mutaciones serán caracterizadas mediante su identificación por secuenciación de fragmentos de DNA. En segundo lugar, compararemos la utilización de complejos de ribonucleoproteinas Cas9-RNAguia y Cpf1-RNAguia frente al tradicional uso de plásmidos. Para ello, produciremos y purificaremos las proteínas recombinantes Cas9 y Cpf1 en E.coli y sintetizaremos las guías de RNA “in vitro” haciendo uso del enzima T7 RNA polimerasa. Tras mezclar la proteína (Cas9 o Cpf1) con el RNA guía, la correspondiente ribonucleoproteína será transfectada en protoplastos de Setaria viridis y su eficiencia de mutagénesis será analizada mediante ensayos T7 Endonucleasa I y la posterior secuenciación de fragmentos de DNA. En este trabajo describiremos, por primera vez, la mejor aproximación para generar plantas mutantes de Setaria viridis mediante la tecnología CRISPR/Cas. En este TFM el/la estudiante se familiarizará con técnicas de biología molecular (clonación mediante el sistema Golden Gate, producción y purificación de proteínas recombinantes, cuantificación de mutagénesis mediante PCR + T7EndonucleasaI, producción y purificación de guías de RNA “in vitro” y transfección de protoplastos) de la mano de un investigador postdoctoral que ha puesto a punto los ensayos mencionados anteriormente y ganará mucha experiencia en la interpretación de resultados y la solución de problemas, características que le serán muy útiles para encontrar trabajo tanto en empresas biotecnológicas como en laboratorios de centros de investigación o universidades. El/La estudiante de TFM será co-autor de cualquier publicación científica que se derive de este trabajo. Bibliografía: 1 Plant genome engineering in full bloom. Lozano-Juste J, Cutler SR. Trends Plant Sci. 2014 May;19(5):284-7. doi: 10.1016/j.tplants.2014.02.014. Epub 2014 Mar 24. 2A CRISPR-Cpf1 system for efficient genome editing and transcriptional repression in plants. Tang X, Lowder LG, Zhang T, Malzahn AA, Zheng X, Voytas DF, Zhong Z, Chen Y, Ren Q, Li Q, Kirkland ER, Zhang Y, Qi Y. Nature Plants. 2017 Jun 19;3:17103. doi: 10.1038/nplants.2017.103. 3 CRISPR/Cpf1-mediated DNA-free plant genome editing. Kim H, Kim ST, Ryu J, Kang BC, Kim JS, Kim SG. Nature Communications. 2017 Feb 16;8:14406. doi: 10.1038/ncomms14406. 4 DNA-free genome editing in plants with preassembled CRISPR-Cas9 ribonucleoproteins.
Woo JW, Kim J, Kwon SI, Corvalán C, Cho SW, Kim H, Kim SG, Kim ST, Choe S, Kim JS. Nature Biotechnology. 2015 Nov;33(11):1162-4. doi: 10.1038/nbt.3389. Epub 2015 Oct 19. Información de contacto: Jorge Lozano Juste [email protected] Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas Consejo Superior de Investigaciones Científicas Universidad Politécnica de Valencia Ciudad Politécnica de la Innovación- Edificio 8E Ingeniero Fausto Elio, s/n 46022 Valencia, Spain Tel: +34 96 3877856(ext. 78642)
31) Células pluripotentes inducidas (iPS) para el estudio de las bases moleculares de la
enfermedad de Charcot-Marie-Tooth
La Neurobiología Celular es el estudio del sistema nervioso desde una perspectiva celular, incluyendo las
propiedades fisiológicas y morfológicas de las distintas células que lo integran, y las alteraciones que
sufren en condiciones patológicas. La aplicación de la reprogramación celular al estudio de
enfermedades del sistema nervioso permite el estudio in vitro de los mecanismos moleculares
implicados en la enfermedad y de la biología celular asociada al proceso patológico, favoreciendo el
desarrollo de nuevas terapias farmacológicas.
La actividad investigadora del grupo de Neurobiología Celular se centra en el estudio de las rutas
implicadas en el transporte del Zinc en células del sistema nervioso central y en la identificación de las
bases moleculares causantes de enfermedades neurodegenerativas y neuropatías, utilizando la
tecnología de la reprogramación celular y células madre embrionarias (ES).
La línea de investigación principal que se está llevando a cabo en nuestro laboratorio es, precisamente,
el desarrollo de modelos celulares de la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth a partir de células madre
pluripotentes inducidas (iPS) derivadas de modelos animales y pacientes que padecen la enfermedad.
Con estos modelos celulares de la enfermedad vamos a investigar la biología molecular y celular
subyacente al proceso patológico en las motoneuronas, mediante el uso de técnicas bioquímicas, y de
microscopía de alto rendimiento, confocal y electrónica.
Grupo: Neurobiología Celular
Correo electrónico: neurocel
Responsable: Josema Torres Ibáñez, email
32) Mecanismos de adaptación de las levaduras vínicas a diferentes procesos fermentativos de interés
industrial
Un objetivo global de nuestro laboratorio es poder relacionar las características genómicas de las diferentes cepas de levaduras con las características fenotípicas de interés industrial. Este conocimiento de las bases moleculares responsables de las características fenotípicas de las cepas de levaduras nos permitirá llevar a cabo modificaciones genéticas dirigidas para mejorar los procesos fermentativos. Esta mejora genética la podemos llevar a cabo por diferentes técnicas tales como, evolución adaptativa, hibridación, o el desarrollo de OMGs. En los últimos años, hemos estado muy centrados en el estudio del metabolismo de las levaduras en condiciones de fermentación vínica. Especialmente en el efecto de las bajas temperaturas de fermentación y del metabolismo del nitrógeno. En el trabajo de TFM se diseñará un plan de trabajo relacionado con esta temática, cuyo objetivo será detectar y analizar diferentes mecanismos moleculares y fisiológicos de adaptación de las levaduras a diferentes estreses como el estrés osmótico, la baja temperatura, la carencia de nitrógeno o el etanol.
Durante el trabajo experimental, el alumno adquirirá diferentes competencias tales como manejo de diferentes técnicas microbiológicas, preparación de medios de cultivo, realización de fermentaciones a nivel de laboratorio, técnicas moleculares básicas: PCR, clonación, QPCR, etc., manejo de datos y tratamientos estadísticos.
José Manuel Guillamón Navarro Investigador Científico del CSIC Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos
33) Generación y análisis de organoides como modelo preclínico de enfermedad en cáncer colorrectal. Los análisis de secuenciación masiva han aumentado drásticamente la lista de genes mutados y translocaciones cromosómicas en cáncer. El número absoluto y las combinaciones de alteraciones genéticas en cáncer colorrectal hacen muy difícil decidir cual es la contribución funcional de cada una de estas alteraciones. Y por tanto aunque tengamos secuenciado por un bajo coste el genoma de un paciente estos datos son difíciles de interpretar en términos de pronostico, respuesta a drogas, etc.. En este contexto es necesario generar modelos que permitan analizar la correlación que existe entre el genotipo y el fenotipo de un tumor concreto de un paciente concreto. En este sentido, el cultivo 3D o organoides generados a partir de tejido de los propios pacientes podría ser un buen modelo para poder correlacionar genotipo con fenotipo, poder determinar la respuesta a determinados fármacos en cada paciente, así como, para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas. Estos cultivos 3D representan algo mas cercano a la situación in vivo que los cultivos 2D donde no pueden ser reproducidas la organización y las relaciones celulares que se dan en un tejido in vivo. Nuestro grupo ha iniciado un proyecto cuyo objetivo es poner a punto este tipo de cultivos en nuestro laboratorio y poder generar un banco de organoides paciente-específico. Contacto: Josefa Castillo ([email protected]) Realización: Instituto de Investigación Sanitaria INCLIVA. Facultad de Medicina.
34)
