Genètica Evolutiva
 |
 |
Web del Grup |
Introducció
El grup d’investigació Genètica Evolutiva de l’Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva es dedica a l’estudi de l’evolució biològica, des de les espècies fins a les molècules. Emprem eines conceptuals derivades principalment de la genètica de poblacions i evolutiva, i tècniques des de l’anàlisi genètica clàssica fins a la biologia molecular, incloent-hi la genòmica i la bioinformàtica. Aquest programa d’investigació ens ha permès moltes col•laboracions amb grups de diferents centres.
Projectes Representatius
- Genòmica evolutiva de bacteris endosimbionts d'insectes
Les associacions beneficioses entre insectes i bacteris intracel·lulars son comuns en la natura. Aquestes espècies bacterianes son conegudes normalment con endosimbionts primaris o secundaris, depenent del seu paper (essencial o facultatiu) en el creixement i desenvolupament dels insectes hostatgers. La transmissió dels endosimbionts te lloc de forma vertical, de la mare a la descendència i durant el procés adaptatiu a la vida intracel.lular, aquestos bacteris experimenten canvis dràstics als seus genomes.
El nostre objectiu és explicar la naturalesa dels processos que permeten la integració simbiòtica d’aquests bacteris en el seu insecte hostatger. Estudiem el ritme, mode i conseqüències del procés de reducció genòmica que ha portat a estes espècies a posseir els genomes més menuts coneguts hui en dia. En els darrers anys, hem seqüenciat i analitzat els genomes complets de dues soques de Buchnera aphidicola (endosimbionts dels pugons del llentiscle i el cedre, respectivament) i Blochmannia floridanus (endosimbiont de la formiga fustera). Actualment treballem en els genomes dels flavobacteris endosimbionts primaris de les panderoles Blattela germànica i Blatta orientalis, l’endosimbiont primari del corcó de l’arròs (SOPE) i un segon endosimbiont present al pugó del cedre (Serratia symbiotica BCc).
Com una conseqüència de l’anàlisi d’aquestos genomes reduïts, als darrer anys hem iniciat l’estudi teòric de la composició i evolució d’hipotètics genomes mínims de bacteris autòtrofs i heteròtrofs i les propietats de les xarxes metabòliques deduïdes a partir dels mateixos.
- Estudis genètics en pugons: Taxonomia i polifenisme reproductiu.
Els pugons constitueixen un grup monofilètic dins de l’ordre Hemiptera, amb més de 4000 espècies descrites. La sistemàtica i nivell taxonòmic del grup són controvertides, amb diverses classificacions proposades en la literatura. Mitjançant l’ús de seqüències de gens nuclears, mitocondrials i dels seus bacteris endosymbionts, el nostre grup d’investigació pretén establir una filogènia global dels Aphididae, explicitant les relacions evolutives entre les diferents subfamílies i dins dels nivells taxonòmics de rang inferior, així com resoldre problemes taxonòmics puntuals.
Els pugons es reprodueixen per partenogènesi cíclica (varies generacions partenogenètiques seguides d’una única generació sexual anual). En la natura, el cicle reproductiu està principalment controlat per la longitud del fotoperíode a més de la temperatura, però es desconeixen completament les bases moleculars que governen com la senyal fotoperiòdica es tradueix en un mode de reproducció determinat (partenogènesi vs. sexualitat). Estem interessats en identificar els gens i les rutes implicades en el mode de reproducció, així com en la caracterització i estudi de l’expressió dels gens identificats.
- Filogenòmica
L’increment del nombre de genomes completament seqüenciats de molts organismes, però especialment de bacteris, permet l’estudi dels processos evolutius a escala genòmica. El nostre grup està interessat, no només en obtenir la història evolutiva dels gens que formen el genoma d’una espècie (el seu filoma), sinó també en la determinació del paper dels fenòmens de transferència genètica horitzontal, duplicació, recombinació i selecció, entre altres factors rellevants, en la modulació de l’estructura i composició final dels genomes bacterians.
- Epidemiologia molecular de malalties infeccioses
La majoria de les malalties infeccioses emergents i epidèmiques són causades per virus i bacteris, molts dels quals evolucionen tan ràpidament que els canvis en la seqüència nucleotídica de diferents regions genòmiques poden ser observats en qüestió de setmanes o mesos a nivell poblacional. L’aplicació de la tecnologia de seqüenciació moderna i l’ús de les eines de la genètica de poblacions i de la sistemàtica molecular estan estenent el camp tradicional de l’epidemiologia. Utilitzem aquest enfocament combinat en diversos escenaris, des de la investigació d’epidèmies fins a l’elucidació dels patrons evolutius de virus i altres organismes patògens.
- Metagenòmica de l’intestí humà
Determinades condicions (edat, dieta, patologies) influeixen en la diversitat microbiana del tracte gastrointestinal. Existeixen tècniques moleculars (com l’anàlisi de 16S rDNA) que ens informen sobre la composició de la microbiota gastrointestinal i permeten analitzar l’influència de la seua variació en determinades patologies, poden fins i tot emprar-se com a mètodes diagnòstics. L’aproximació metagenòmica, combinada amb l’anàlisi de la biodiversitat en diverses condicions, ens permet a més conèixer les activitats presents en la mostra i pot dur-nos a modelitzar les relacions que s’estableixen en la comunitat microbiana, ajudant a la comprensió de l’estructura i evolució d’aquestes comunitats.
El nostre projecte pretén la seqüenciació del metagenoma microbià del tracte gastrointestinal sobre mostres de pacients afectats per la malaltia de Crohn, per tractar d’identificar gens d’interès relacionats amb la patogenicitat, interacció amb l’hostatger, resistència a antibiòtics, etc. Pretenen a més estudiar la variació de la seua expressió en resposta a les diverses condicions de l’entorn, mitjançant l’ús de microarrays de DNA, per tal d’aprofundir en l’origen de diverses patologies gastrointestinals.
- Bioinformàtica
Les dades biològiques, principalment de seqüències de gens i genomes, s'estan produint a gran velocitat en molts grups d'investigació i el nostre no n’és una excepció. Encara que hi ha moltes eines computacionals disponibles, nosaltres estem contínuament implementant, confeccionant i desenvolupant noves eines per ajudar-nos a interpretar i analitzar les dades de seqüències que produïm. Per tant, la bioinformàtica té un paper central en les activitats d'investigació del nostre grup.
- Mètodes estadístics en metagenòmica i epidemiologia molecular evolutiva
Investiguem mètodes estadístics per a abordar els problemes que sorgeixen en el context d’aquestes dues disciplines científiques. Els bancs de dades solen tindre una grandària important i presenten estructures internes complexes que haurien de ser tingudes en compte en les anàlisis perquè els resultats foren més fiables. Amb aquesta finalitat, estem explorant l’ús de tècniques i estadístiques multivariants i mètodes baiesians.
- Evolució experimental
Els virus de RNA, sota condicions experimentals apropiades, estan sent utilitzats per examinar molts principis de la teoria evolutiva. La seua ràpida velocitat de mutació, el seu temps generacional curt i les seues grans dimensions de població permeten l’observació del fenomen evolutiu en temps “real”. Al nostre grup hem treballat principalment amb el virus de l’estomatitis vesicular, per mesurar els canvis en la capacitat replicativa del virus (eficàcia biològica) i en la citopatogènesi viral al llarg de la seua evolució en el laboratori. També hem emprat mutagènesi dirigida o RT-PCR, per estudiar els efectes de les substitucions nucleotídiques sobre el virus.
Recentment hem començat a utilitzar també els bacteriòfags d’Escherichia coli com a models experimentals. Disposem de varies espècies de bacteriòfags, tant de RNA com de DNA i amb longitud genòmica variable (des de 3,5 a 150 kilobases), per tal d’estudiar l’influencia de certes propietats bàsiques dels genomes (longitud, complexitat, taxa de mutació, robustesa…) sobre el procés evolutiu.
Publicacions Recents
2008
- Bargues, M.D.; Klisiowicz, D.R.; González-Candelas, F.; Ramsey, J.M.; Monroy, C.; Ponce, C-; Salazar-Schettino, P.M.; Panzera, F.; Abad-Franch, F.; Sousa, O.E.; Schofield, C.J.; Dujardin, J.P.; Guhl, F.; Mas-Coma, S. 2008. Phylogeography and genetic variation of Triatoma dimidiata, the main Chagas disease vector in Central America, and its position within the genus Triatoma. PLoS Neglected Tropical Diseases 2(5): e233. doi:10.1371/journal.pntd.0000233.
- Bracho, M.A.; Saludes, V.; Martro, E.; Bargallo, A.; González-Candelas, F.; Ausina, V. 2008. Complete genome of a European hepatitis C virus subtype 1g isolate: phylogenetic and genetic analyses. Virology Journal 5: 72.
- Carrillo, F.Y.E.; Sanjuán, R.; Moya,A.; Cuevas,J.M. (2008) Enhanced adaptation of vesicular stomatitis virus in cells infected with vaccinia virus. Infection, Genetics and Evolution 8(5): 614-620.
- Comas, I.; González-Candelas, F.; Zúñiga, M. 2008. Unravelling the evolutionary history of the phosphoryl-transfer chain of the phosphoenolpyruvate:phosphotransferase system by phylogenetic analyses and genome context. BMC Evolutionary Biology 8:147.
- Cortés, T.; Tagu, D.; Simon, JC.; Moya, A.; Martínez-Torres, D. 2008. Sex versus parthenogenesis: A transcriptomic approach of photoperiod response in the model aphid Acyrthosiphon pisum (Hemiptera: Aphididae). Gene 408(1-2):146-56.
- Cuevas, J. M.; Torres-Puente, M.; Jiménez-Hernández, N.; Bracho, M. A.; García-Robles, I.; Carnicer, F.; Olmo, J. D.; Ortega, E.; Moya, A.; González-Candelas, F. 2008. Refined analysis of genetic variability parameters in hepatitis C virus and the ability to predict antiviral treatment response. Journal of Viral Hepatitis. Online Early, May 12, 2008. doi:10.1111/j.1365-2893.2008.00991.x.
- Cuevas, J.M.; Torres-Puente, M.; Jiménez-Hernández, N.; Bracho, M.A.; García-Robles, I.; Wrobel, B.; Carnicer,F.; del Olmo, F.; Ortega,E.; Moya,A.; González-Candelas,F. (2008) Genetic variability of Hepatitis C Virus before and after combined therapy of interferon plus ri bavirin. PLoSONE 3(8): e3058. doi:10.1371/journal.pone.0003058.
- D'Auria, G.; Jimenez, N.; Peris-Bondia, N.; Pelaz, C.; Latorre, A.; Moya, A. 2008. Virulence factor rtx in Legionella pneumophila, evidence suggesting it is a modular multifunctional protein. BMC Genomics 9:14.
- Gil, R.; Belda, E.; Gosalbes, M.J.; Delaye, L.; Vallier, A.; Vincent-Monégat, C.; Heddi, A.; Silva, F.J.; Moya, A.; Latorre, A. 2008. Massive presence of insertion sequences in the genome of SOPE, the primary endosymbiont of the rice weevil Sitophilus oryzae. Int Microbiol 11(1): 41-48.
- Gómez-Baldó, L.; Latorre, A.; Serra, Ll.; Mestres, F. 2008. Molecular variation in the Odh gene in Chilean natural populations of Drosophila subobscura. Hereditas 145: 154-162.
- Gosalbes, M.J.; Lamelas, A.; Moya, A.; Latorre, A. 2008. The striking case of tryptophan provision in the cedar aphid Cinara cedri. Journal of Bacteriology 190(17): 6026-6029.
- Lamelas, A.;Pérez-Brocal,V.; Gómez-Valero, L.; Gosalbes, M.J.; Moya, A.; Latorre, A. 2008. Evolution of the Secondary Symbiont "Candidatus Serratia symbiotica" in Aphid Species of the Subfamily Lachninae. Appl. Environ. Microbiol. 74: 4236-4240.
- Llorens,C.; Futami,R.; Bezemer,Daniela; Moya,A. 2008. The Gypsy Database (GyDB) of mobile genetic elements. Nucleic Acids Research 36: D38-D46.
- Moya, A.; Peretó, J.; Gil, R.; Latorre, A. 2008. Learning how to live together: Genomic insights into prokaryote-animal symbioses. Nat. Rev. Genet. 9(3): 218-229.
- Novais, A.; Cantón, R.; Coque, T.M.; Moya, A.; Baquero, F.; Galán, J.C..2008. Mutational events in ESBL-cefotaximases of the CTX-M-1 cluster involved in ceftazidime resistance. Antimicrob. Agents Chemother. published ahead of print on 28 April 2008, doi:10.1128/AAC.01658-07
- Sanjuán, R.; Nebot, M.R. (2008) A network model for the correlation between epistasis and genomic complexity. PLoS ONE 3(7): e2663. doi:10.1371/journal.pone.0002663.
- Sentandreu, V.; Jiménez-Hernández, N; Torres-Puente, M.; Bracho, M.A.; Valero, A.; Gosalbes, M.J.; Ortega, E.; Moya, A.; González-Candelas, F. (2008) Evidence of Recombination in Intrapatient Populations of Hepatitis C Virus. PLoS ONE 3(9): e3239. doi:10.1371/journal.pone.0003239.
- Tagu, D.; Klingler, J.P.; Moya, A.; Simon, J.-C. 2008. Early progress in aphid genomics and consequences for plant-aphid interactions studies. Molecular Plant-Microbe Interactions 21(6): 701-708.
- Tamames, J.; Moya, A. 2008. Estimating the extent of horizontal gene transfer in metagenomic sequences. BMC Genomics 9: 136.
- Torres-Puente, M.; Cuevas, J.N.; Jiménez-Hernández, N.; Bracho, M.A.; García-Robles, I.; Wróbel, B.;Carnicer, F.; del Olmo, F.; Ortega, E.; Moya, A.; González-Candelas, F. 2008. Using evolutionary tools to refine the new hypervariable region 3 within the envelope 2 protein of hepatitis C virus. Infection, Genetics and Evolution 8(1): 74-82.
- Torres-Puente, M.; Cuevas, J.N.; Jiménez-Hernández, N.; Bracho, M.A.; García-Robles, I.; Wrobel, B.; Carnicer, F.; del Olmo, F.; Ortega, E.; Moya, A.; González-Candelas, F. 2008. Genetic variability in hepatitis C virus and its role in antiviral treatment response. The Journal of Viral Hepatitis 15: 188-199.
- Torres-Puente, M.; Cuevas, J.N.; Jiménez-Hernández, N.; Bracho, M.A.; García-Robles, I.; Carnicer, F.; del Olmo, F.; Ortega, E.; Moya, A.; González-Candelas, F. 2007. Hepatitis C virus and the controversial role of the interferon sensitivity determining region in the response to interferon treatment. The Journal of Medical Virology 80(2): 247-253.
2007
- Amadoz, A.; González-Candelas, F. 2007. epiPATH: an information system for the storage and management of molecular epidemiology data from infectious pathogens. BMC Infectious Diseases 7:32.
- Carrillo, F.Y.; Sanjuán, R.; Moya, A.; Cuevas, J.M. 2007. The effect of co- and superinfection on the adaptive dynamics of vesicular stomatitis virus. Infection, Genetics and Evolution, 7(1): 69-73.
- Comas, I.; Moya, A.; González-Candelas, F. 2007. From phylogenetics to phylogenomics: the evolutionary relationships of insect endosymbiotic gamma-Proteobacteria as a test case. Systematic Biology 56(1): 1-16.
- Comas, I.; Moya, A.; González-Candelas, F. 2007. Phylogenetic signal and functional categories in Proteobacteria genomes. BMC Evolutionary Biology 7 (Suppl. 1): S7 (8 February 2007)
- Coscollá, M.; González-Candelas, F. 2007. Population structure and recombination in environmental isolates of Legionella pneumophila. Environmental Microbiology 9(3): 643-656.
- Furió, V.; Moya, A.; Sanjuán, R. 2007. The cost of replication fidelity in human immunodeficiency virus 1. Proc. R. Soc. B 274: 225-230.
- Gabaldón,T.; Peretó, J.; Montero, F.; Gil, R.; Latorre, A.; Moya, A. 2007. Structural analyses of a hypothetical minimal metabolism. Phil. Trans. Royal Soc. B. 362 (1486): 1751-1762.
- Garcia-Martinez, J.; González-Candelas, F.; Perez-Ortin, J. 2007. Common gene expression strategies revealed by genome-wide analysis in yeast. Genome Biology 8:R222.
- Gómez-Valero, L; Silva, F.J.; Simon, J.C.; Latorre, A. 2007. Genome reduction of the aphid endosymbiont Buchnera aphidicola in a recent evolutionary time scale. Gene 389(1): 87-95.
- Gómez-Valero, L.; Rocha, E.P.; Latorre, A.; Silva, F.J. 2007. Reconstructing the ancestor of Mycobacterium leprae: the dynamics of gene loss and genome reduction. Genome Research 17: 1178-1185.
- Jiménez-Hernández, N.; Torres-Puente, M.; Bracho, M. A.; García-Robles, I.; Ortega, E.; del Olmo, J.;Carnicer, F. González-Candelas, F.; Moya, A. 2007. Epidemic dynamics of two coexisting hepatitis C virus subtypes. Journal of General Virology 88(1): 123-133.
- Jimenez-Hernandez N, Sentandreu V, Castro JA, Torres-Puente M, Bracho A, Garcia-Robles I, Ortega E, Del Olmo J, Carnicer F, Gonzalez-Candelas F, Moya A. 2007. Effect of antiviral treatment and host susceptibility on positive selection in hepatitis C virus (HCV). Virus Res. 2007 Nov 1;
- López-Labrador,F.X.; Dove,Lorna; Hui,Chee Kin; Phung,Yume; Kim,Michael; Berenguer,Marina; Wright,Teresa L. 2007. Trends for genetic variation of Hepatitis C Virus quasispecies in Human Immunodeficiency virus-1 coinfected patients. Virus Research 130 (1-2): 285-291.
- Olasagasti, F.; Moreno, A.; Peretó, J.; Morán, F. 2007. Energetically plausible model of a self-maintaining protocellular system. Bulletin of Mathematical Biology 69(4):1423-1445.
- Porcar, M.; Ramos, S.; Latorre, A. 2007. A simple DNA extraction method sutiable for detection of genetically modified maize. Journal of the Science of Food and Agriculture 87: 2728-2731.
- Palop-Esteban, M.; Segarra-Moragues, J.G.; González-Candelas, F. 2007. Historical and biological determinants of genetic diversity in the highly endemic triploid sea lavender Limonium dufourii (Plumbaginaceae). Molecular Ecology 16(18): 3814-3827.
- Sanjuán, R.;Cuevas, J.M.; Furió, V.; Holmes, E.C.; Moya, A. 2007. Selection for Robustness in Mutagenized RNA Viruses. PLoS Genetics 3(6): e93.
- Segarra-Moragues J.G.; Palop-Esteban M.; González-Candelas F.; Catalán P. 2007. Nunatak survival vs. tabula rasa in the Central Pyrenees: a study on the endemic plant species Borderea pyrenaica (Dioscoreaceae). Journal of Biogeography 34: 1893-1906.
- Silva, F.J.; Latorre, A.; Gómez-Valero, L.; Moya, A. 2007. Genomic changes in bacteria: From free-living to endosymbiotic life. In: Structural approaches to sequence evolution: Molecules, networks, populations. Ed: Bastolla, U., Porto, M., Roman, H.E. & Vendruscolo, M. Springer pp. 149-165.
- Tamames, J.; Moya, A.; Valencia, A. 2007. Modular organization in the reductive evolution of protein-protein interaction networks. Genome Biology 8:R94 ( 28 May 2007 )
- Tamames J, Gil R, Latorre A, Pereto J, Silva FJ, Moya A. 2007. The frontier between cell and organelle: genome analysis of Candidatus Carsonella ruddii. BMC Evol Biol. 7(1):181
- Torres-Puente, M.; Cuevas, J.N.; Jiménez-Hernández, N.; Bracho, M.A.; García-Robles, I.; Carnicer, F.; del Olmo, F.; Ortega, E.; Moya, A.; González-Candelas, F. 2007. The contribution of insertions and deletions to the variability of hepatitis C virus populations. The Journal of General Virology 88(8): 2198-2203.
Personal
Plantilla
| Càrrec | Nombre | Telèfon | Correu electrònic |
| Catedràtic | Dr. Andrés Moya Simarro | 963543480 | andres.moya@uv.es |
| Catedràtica | Dra. Amparo Latorre Castillo | 963543649 | amparo.latorre@uv.es |
| Catedràtic | Dr. Fernando González Candelas | 963543653 | fernando.gonzalez@uv.es |
| Professora Titular | Dra. Ana González Garrido | 963543645 | ana.gonzalez@uv.es |
| Catedràtic | Dr. Francisco José Silva Moreno | 963543650 | francisco.silva@uv.es |
| Professor Titular | Dr. David Martínez Torres | 963543644 | david.martinez@uv.es |
| Professor Titular | Dr. Juli Peretó | 963543666 | juli.pereto@uv.es |
INVESTIGADORS POSTDOCTORALS:
| Càrrec | Nombre | Telèfon | Correu electrònic |
| Investigador Postdoctoral | Dr. Rafael Sanjuan | 963543629 | rafael.sanjuan@uv.es |
| Investigador Postdoctoral | Dra. Elisa Maiques Fernández | 963543647 | Elisa.maiques@uv.es |
| Investigadora Postdoctoral | Dra. Carmen M. González Doménech | 963543647 | carmen.m.gonzalez@uv.es |
TÈCNICS:
| Càrrec | Nombre | Telèfon | Correu electrònic |
| Tècnica Mitjana Investigació | Silvia Ramos | 963543646 | silvia.ramos@uv.es |
| Tècnic Mitjà en Informàtica | Pascual Asensi | 963543686 | Dolores.Sanchez@uv.es |
| Tècnic Científic | Laura Domínguez | 963543882 | Laura.dominguez@uv.es |
INVESTIGADORS PREDOCTORALS:
| Càrrec | Nombre | Telèfon | Correu electrònic |
| Investigador Predoctoral | Alejandro Manzano | 963543651 | Alejandro.manzano@uv.es |
| Investigador Predoctoral | Miquel Barberà Solà | 963543644 | Miguel.barbera@uv.es |
| Investigador Predoctoral | Diego Santos | 963543648 | Diego.santos@uv.es |
| Investigador Predoctoral | Vanesa Martínez Díaz | 963543648 | Vanesa.martinez@uv.es |
| Investigador Predoctoral | Sergio López | 963543648 | Sergio.lopez@uv.es |
| Investigador Predoctoral | Pilar Domingo Calap | 963543668 | Pilar.domingo@uv.es |
| Investigador Predoctoral | Rafael Patiño | 963543651 | ana.durban@uv.es |
| Investigador Predoctoral | Bertha Mariana Reyes Prieto | 963543648 | Bertha.reyes@uv.es |
Tècniques i Equips Tecnològics
- Cabines de flux laminar.
- Autoclau
- Incubadors de cultius de microorganismes (temperatura controlada).
- Espectròmetre: determinació de densitat òptica de cultius microbians, quantificació d'àcids nucleics.
- Sonicador per trencar cèl·lules i àcids nucleics.
- Electroporador per transformació de microorganismes.
- Sistemes d'electroforesi, visualització de gels.
- Sistema d'electroforesi de camp polsant.
- Centrífugues de tubs o plaques.
- Sistema de buit (DNA speed-vac): per assecament de mostres.
- Sistema d'anàlisi de fragments de DNA (SNP i grandària) basat en cromatografia líquida.
- Sistema automàtic de purificació d'àcids nucleics.
- Termocicladors (10): sistemes de PCR per a tubs (24, 96) o plaques.
- Termociclador de gradient.
- Sistema de purificació d'aigua: destil·lador.
- Sistemes d'emmagatzematge en fred (4ºC, -20ºC i -80ºC).
- Cambres amb temperatura, fotoperíode i humitat controlats.
- Microscopi Axioskop 40 "Carl Zeiss".
- Forn d'hibridació. Hibridació no radioactiva.
- Campanes d'extracció de gasos.
- Cabina de flux laminar.
- Tanc de nitrogen líquid per emmagatzemar-hi cèl·lules.
- Incubadores de CO2 : cultius cel·lulars.
- Bany d’aigua.
- EqSistema de filtració.
- Microscopi invertit (Axiovert 25 Zeiss).
- Comptadors electrònics de cèl·lules.
- Autoclau.
- Sistemes de purificació d’aigua: destil•lador, sistema de purificació d’aigua
- ultrapura (Milli-Q).
- Sistemes d’emmagatzematge en fred (4ºC, –20ºC i –80ºC), cambra de 4ºC
- Centrifugues de tubs o plaques.
- Electroporador.
- pHmetre.
- Campana d’extracció de gasos