Genètica Evolutiva
 |
 |
Web del Grupo |
Introducción
El grupo de investigación Genética Evolutiva del Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva se dedica al estudio de la evolución biológica, desde las especies hasta las moléculas. Nuestras herramientas conceptuales derivan principalmente de la genética de poblaciones y evolutiva y empleamos técnicas desde el análisis genético clásico hasta la biología molecular, incluyendo la genómica y la bioinformática. Este programa de investigación nos ha permitido un amplio abanico de colaboraciones con grupos de diversos centros.
Proyectos Representativos
- Genómica evolutiva de bacterias endosimbiontes de insectos
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.
Nuestro objetivo es explicar la naturaleza de los procesos que permiten la integración simbiótica de estas bacterias en su insecto hospedador. Estudiamos el ritmo, modo y consecuencias del proceso de reducción genómica que ha llevado a estas especies a poseer los genomas más pequeños conocidos hoy en día. En los últimos años hemos secuenciado y analizado los genomas completos de dos cepas de Buchnera aphidicola (endosimbiontes de los pulgones del lentisco y el cedro, respectivamente) y Blochmannia floridanus (endosimbionte de la hormiga carpintera). Actualmente trabajamos en los genomas de las lavobacterias endosimbiontes primarios de las cucarachas Blattela germanica y Blatta orientalis, el endosimbionte primario del gorgojo del arroz (SOPE) y un segundo endosimbionte presente en el pulgón del cedro (Serratia symbiotica BCc).
Como consecuencia del análisis de estos genomas reducidos, en los últimos años hemos iniciado el estudio teórico de la composición y evolución de hipotéticos genomas mínimos de bacterias autótrofas y heterótrofas y las propiedades de las redes metabólicas deducidas a partir de los mismos.
- Estudios genéticos en pulgones: Taxonomía y polifenismo reproductivo.
Los pulgones constituyen un grupo monofilético dentro del orden Hemiptera, con más de 4000 especies descritas. La sistemática y nivel taxonómico del grupo son controvertidos, con diversas clasificaciones propuestas en la literatura. Mediante el uso de secuencias de genes nucleares, mitocondriales y de sus bacterias endosimbiones, nuestro grupo de investigación pretende establecer una filogenia global de los Aphididae, explicitando las relacionse evolutivas entre las diferentes subfamilias y dentro de los niveles taxonómicos de rango inferior, así como resolver problemas taxonómicos puntuales.
Los pulgones se reproducen por partenogénesis cíclica (varias generaciones partenogenéticas seguidas de una única generación sexual anual). En la naturaleza, el ciclo reproductivo está principalmente controlado por la longitud del fotoperíodo además de la temperatura, pero se desconocen completamente las bases moleculares que gobiernan cómo la señal fotoperiódica se traduce en un modo de reproducción determinado (partenogénesis vs. sexualidad). Estamos interesados en identificar los genes y las rutas implicadas en el modo de reproducción, así como en la caracterización y estudio de la expresión de los genes identificados.
- Filogenómica
El incremento del número de genomas completamente secuenciados de muchos organismos, pero especialmente de bacterias, permite el estudio de los procesos evolutivos a escala genómica. Nuestro grupo está interesado, no sólo en obtener la historia evolutiva de los genes que forman el genoma de una especie (su filoma), sino también en la determinación del papel de los fenómenos de transferencia genética horizontal, duplicación, recombinación y selección, entre otros factores relevantes, en la modulación de la estructura y composición final de los genomas bacterianos.
- Epidemiología molecular de enfermedades infecciosas
La mayoría de las enfermedades infecciosas emergentes y epidémicas son causadas por virus y bacterias, muchos de los cuales evolucionan tan rápidamente que los cambios en la secuencia nucleotídica de diferentes regiones genómicas pueden ser observados en cuestión de semanas o meses a nivel poblacional. La aplicación de la tecnología de secuenciación moderna y el uso de las herramientas de la genética de poblaciones y de la sistemática molecular están extendiendo el campo tradicional de la epidemiología. Utilizamos este enfoque combinado en varios escenarios, desde la investigación de epidemias hasta la elucidación de los patrones evolutivos de virus y otros organismos patógenos.
- Metagenómica del intestino humano
Determinadas condiciones (edad, dieta, patologías) influyen en la diversidad microbiana del tracto gastrointestinal. Existen técnicas moleculares (como el análisis de 16S rDNA) que nos informan sobre la composición de la microbiota gastrointestinal y permiten analizar la influencia de su variación en determinadas patologías, pudiendo incluso utilizarse como métodos diagnósticos. La aproximación metagenómica, combinada con el análisis de la biodiversidad en diversas condiciones, nos permite además conocer las actividades presentes en la muestra y puede llevarnos a modelizar las relaciones que se establecen en la comunidad microbiana, ayudando a la comprensión de la estructura y evolución de estas comunidades.
Nuestro proyecto pretende la secuenciación del metagenoma microbiano del tracto gastrointestinal sobre muestras de pacientes afectados pro la enfermedad de Crohn, para tratar de identificar genes de interés relacionados con la patogenicidad, interacción con el hospedador, resistencia a antibióticos, etc. Pretendemos, además, estudiar la variación de su expresión en respuesta a diversas condiciones del entorno, mediante el uso de microarrays de DNA, con el fin de profundizar en el origen de las diversas patologías gastrointestinales.
- Bioinformática
Los datos biológicos, principalmente de secuencias de genes y genomas, se están produciendo a gran velocidad en muchos grupos de investigación y el nuestro no es una excepción. Aunque hay muchas herramientas computacionales disponibles, nosotros estamos continuamente implementando, confeccionando y desarrollando nuevas herramientas para ayudarnos a interpretar y analizar los datos de secuencias que producimos. Por tanto, la bioinformática tiene un papel central en las actividades de investigación de nuestro grupo.
- Métodes estadísticos en metagenómica y epidemiología molecular evolutiva
Investigamos métodos estadísticos para a abordar los problemas que surgen en el contexto de estas dos disciplinas científicas. Las bases de datos suelen tener un tamaño importante i presentan estructuras internas complejas que deberían ser tenidas en cuenta en el análisis para que los resultados sean fiables. Con esta finalidad, estamos explorando el uso de técnicas estadísticas multivariantes y métodos bayesianos.
- Evolució experimental
Los virus RNA, en condiciones experimentales apropiadas, están siendo utilizados para examinar muchos de los principios de la teoría evolutiva. Su rápida velocidad de mutación, su tiempo generacional corto y sus grandes tamaños de población permiten la observación del fenómeno evolutivo en tiempo 'real'. En nuestro grupo hemos trabajado principalmente con el virus de la estomatitis vesicular, para medir los cambios en la capacidad replicativa del virus (eficacia biológica) y en la citopatogénesis viral a lo largo de su evolución en el laboratorio. También hemos utilizado mutagénesis dirigida o RT-PCR, para estudiar los efectos de las sustituciones nucleotídicas sobre el virus.
Recientemente hemos empezado a utilizar también los bacteriófagos de Escherichia coli como modelos experimentales. Disponemos de varias especies de bacteriófagos, tanto de RNA como de DNA, y de longitud genómica variable (desde 3,5 a 150 kilobases), para estudiar la influencia de ciertas propiedades básicas de los genomas (longitud, complejidad, tasa de mutación, robustez…) sobre el proceso evolutivo.
Publicaciones Recientes
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
| Cargo | Nombre | Teléfono | Correo electrónico |
| Catedrático | Dr. Andrés Moya Simarro | 963543480 | andres.moya@uv.es |
| Catedrática | Dra. Amparo Latorre Castillo | 963543649 | amparo.latorre@uv.es |
| Catedrático | Dr. Fernando González Candelas | 963543653 | fernando.gonzalez@uv.es |
| Profesora Titular | Dra. Ana González Garrido | 963543645 | ana.gonzalez@uv.es |
| Catedrático | Dr. Francisco José Silva Moreno | 963543650 | francisco.silva@uv.es |
| Profesor Titular | Dr. David Martínez Torres | 963543644 | david.martinez@uv.es |
| Profesor Titular | Dr. Juli Peretó | 963543666 | juli.pereto@uv.es |
INVESTIGADORES POSTDOCTORALES:
| Cargo | Nombre | Teléfon | Correo electrónico |
| 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 |
TÉCNICOS:
| Cargo | Nombre | Teléfon | Correo electrónico |
| Técnica Media Investigación | Silvia Ramos | 963543646 | silvia.ramos@uv.es |
| Técnico Medio en Informática | Pascual Asensi | 963543686 | Dolores.Sanchez@uv.es |
| Técnica Científica | Laura Domínguez | 963543882 | Laura.dominguez@uv.es |
INVESTIGADORES PREDOCTORALS:
| Cargo | Nombre | Teléfon | Correo electrónico |
| 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 |
Técnicas y Equipos Tecnológicos
Laboratorios generales:
- Cabinas de flujo laminar
- Autoclaves
- Incubadores de cultivos microbianos (temperatura controlable)
- Espectofotómetro: determinación de densidad óptica de cultivos microbianos, cuantificación de ácidos nucleícos.
- Sonicador: rotura de células o rotura de ácidos nucleícos.
- Electroporador: transformación de microorganismos.
- Sistemas de electroforesis. Sistema de visualización de geles.
- Sistema de electroforesis de campo pulsante.
- Centrifugas: se pueden utilizar tubos de diferentes volúmenes y placas de 96 pocillos.
- Sistema de vacio (DNA speed-vac): secado de muestras.
- Sistema de análisis de fragmentos de DNA basado en cromatografía líquida (análisis de cambios en la secuencia nucleotídica y en el tamaño de fragmentos).
- Multiprobe II robotic liquid handling system: sistema automático para realizar minipreps de 96 muestras
- Termocicladores (10): sistemes de PCR per a tubs (24, 96) o plaques.
- Termocicladores (3) de gradiente.
- Sistemas de purificación de agua: destilador automático de agua.
- Sistemas de almacenamiento en frío (-80ºC,-20ºC, 4ºC).
- Germinadores de temperatura, fotoperiodo y humedad controlables.
- Microscopio Axioskop 40 "Carl Zeiss".
- Horno de hibridación. Hibridación no radioactiva. Southern, Northern .
- Cabinas de flujo laminar
- Tanque crioconservación
- Incubadores de CO 2 : cultivos de células
- Baño termostatado
- Equipo de filtración
- Microscopio invertido (Axiovert 25 Zeiss)
- Contadores electrónicos de células
- Autoclave
- Sistemas de purificación de agua: destilador automático de agua, sistema miliQ.
- Centrifuga: se pueden utilizar tubos de diferentes volúmenes y placas de 96 pocillos.
- Electroporador