Logo de la Universitat de ValènciaLogo CSIC Logo del portal

Projectes

 

Programa de Biologia Teòrica i Computacional

Coordinat per l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio) i la Universidad San Francisco de Quito. El projecte explora la presència de microorganismes amb potencial generador d'electricitat de les comunitats microbianes presents en els sediments de llacunes salades i salobres de l'illa Sant Cristóbal de l'arxipèlag de les Galápagos. Galápagos explora la producció d'electricitat de mostres ambientals, caracteritza el contingut metagenòmic de les comunitats microbianes i la correlació de la presència d'espècies electrogeneradores amb paràmetres ambientals com el pH, salinitat, temperatura i oxigen dissolt.
Coordinat per l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes I2SysBio) i la ICTS Laboratorio Subterráneo de Canfranc. El projecte estudia el contingut i la variabilitat espacial de les comunitats microbianes presents en mostres de roques calcàries del Pirineu a centenars de metres de profunditat gràcies a l'accés pel túnel de Somport, situat al Pirineu Central i que uneix les valls de l'Aragó (Espanya) i d'Asp (França). Gollum explora un ambient extrem poc conegut, caracteritzat per pocs nutrients, diversos substrats fisicoquímics, baixos nivells de qualsevol tipus de radiació i xicotetes fluctuacions tèrmiques. La presència d'ADN natiu i la identificació d'un alt contingut d'arqueges i la seua correlació amb metalls presents són alguns dels resultats més rellevants del projecte i obrin la possibilitat de múltiples qüestions, començant per resoldre si el material genòmic identificat correspon a ADN relíquia o per contra a microorganismes vius aïllats de l'exterior des de desenes de milions d'anys.
 

Programa de Biologia de Sistemes d’Interaccions Moleculars i Regulació

Describing regulatory networks of fruit secondary metabolism.
El material genètic pot programar-se per a crear sistemes que detecten, processen (d'acord amb càlculs lògics) i responguen (en forma d'expressió genètica) a diferents senyals moleculars. La biologia sintètica pretén aproximar-se a aquest concepte seguint els principals sistemes d'enginyeria, és a dir, a través de la combinació dels models matemàtics per a capturar les dinàmiques d'expressió genètica, els experiments per a monitorar quantitativament les característiques del sistema per a valorar el procés de disseny i l'estandardització genètica de la componibilitat modular. Per descomptat, el disseny dels circuits de disseny depén dels models incomplets o simples establits per desenvolupaments moleculars i de sistemes biològics previs. Una vegada dissenyat i caracteritzat per a la seua funció principal, el circuit sintètic encara presenta diversos interrogants, sovint passats per alt. Per exemple, els models que s'utilitzen per a guiar el disseny són prou predictius? El seu comportament és consistent a nivell poblacional o de cèl·lules individuals? Quina és l'estabilitat evolutiva d'un constructe sintètic en un organisme viu? Creiem que la solució adequada d'aquestes qüestions conduirà a una nova síntesi en la nostra forma d'entendre el seu funcionament.
Els nous avanços en biologia permeten l'enginyeria activa de proteïnes i cèl·lules per a l'aplicació de noves estratègies de biologia terapèutiques, analítiques i sintètiques. Atès que es calcula un mercat valorat en milers de milions de dòlars en 2020, l'educació i la recerca formal en aquests camps no està encara prou establerta a l'Europa continental i requereix habilitats interdisciplinàries que combinin la biologia, la química, la informàtica i les principals enginyeries. RNAct crea una plataforma extensa i multidisciplinària per a entrenar i guiar als ESRs en les habilitats informàtiques i d'experimentació versàtil necessàries en aquest camp intrínsecament multidisciplinari. RNAct permet al ESRs experimentar en llocs industrials i acadèmics per a desenvolupar les habilitats bàsiques que necessitaran per a treballar i per a comunicar el seu coneixement. RNAct fa ús de la biologia informàtica, estructural i molecular per a dissenyar i caracteritzar l'estructura i la funció de les dinàmiques proteiques, amb oportunitats de validació i innovació en cèl·lules analítiques, terapèutiques i de biologia sintètica, que ajudaran la recerca i a establir companyies capdavanteres en aquestes àrees competitives. Ens centrem especialment en el Disseny de Reconeixement ARN (RRMs), que són dominis proteics altament dinàmics per a la unió de forma versàtil del ARN. Els RRMs juguen un paper fonamental en la regulació de l'ARN cel·lular, amb una capacitat d'unió d'ARN altament versàtil. Podrien tenir un paper essencial en la biologia sintètica.
Els esdeveniments duplicats, des d'un gen fins a tot el genoma, generen una gran quantitat de material genètic i funcions innovadores en potència. L'omnipresència de la duplicació del gen en tots els nivells de la vida, incloent als organismes unicel·lulars i multicel·lulars, reforça la universalitat d'aquest fenomen. Per descomptat, la modularitat dels sistemes vius, des del nivell molecular-bioquímic al morfològic ha sigut guiada per esdeveniments de duplicació del gen o del genoma. No obstant això, encara que els investigadors coincideixen en l'existència d'una connexió entre la duplicació del gen i la innovació, els mecanismes subjacents encara no estan ben definits. En concret, els factors que determinen la destinació funcional de les còpies genètiques després de la seua duplicació continua sent debatible. El valor adaptatiu de majors dosis genètiques, el manteniment i el balanç estequiomètric, així com la robustesa de la mutació s'han presentat prèviament com els principals actors dels gens duplicats en el genoma.
As consequence of the exposition to stress-inductors plants trigger a complex regulatory response that results in adaptation to adverse conditions. In general, these environmental conditions are the major limiting factors for development and productivity in agricultural species. Consequently, the molecular basis of the mechanisms that regulate the response to stress has been extensively studied. Current and predicted environmental conditions altered as consequence of climate change, pose a serious challenge for extensive agricultural production in the near future. Conditioned by this new scenario has been a need to implement innovative strategies to attempts understand the mechanisms that are triggered in the plant exposed to multiple stresses. However, commonly, these approaches are not focused in the changes produced at the level of non-coding RNAs, although increasingly evidence suggests to them a major role in biological plant-processes. Recently we have identified and characterized small ncRNAs (sncRNAs) that exhibit differential expression associated to diverse (biotic and/or abiotic) stress conditions. Based in these evidences was computationally inferred a sncRNAs-mediated network that predicted to regulates the stress-response in melon plants. According our functional model this regulatory-network is constituted by specific sncRNAs (stress-receptors) that by means of intermediate sncRNAs spread stress-induced signal to the sncRNAs-core responsible to regulate the global response to stress. Based in these evidences we enunciate as general objective of our proposal characterize and functionally validate the regulatory pathways mediated by sncRNAs involved in stress-response in cucurbits. We expect use this knowledge as enhancer to develop biotechnological tools that will enhance the tolerance of crops to stress multiple.
 

Programa de Biologia de Sistemes de Patògens

Mycobacterium tuberculosis is the leading pathogen causing adult death worldwide due to tuberculosis disease. M. tuberculosis affects humans but also a wide range of other mammals including humans, cattle, goats, mice, mercats, suricates, mongoses, seals, chimpanzees, dassies and antilopes. It is well known that the immune system plays a critical role to develop tuberculosis but to our knowledge how specific interactions between bacteria and its host impact disease is still unknown. We therefore will combine in silico and ex-vivo experiments to unmask host-pathogen interactions as a mean to reveal mechanisms of tuberculosis virulence. Deeper knowledge of host specificity will provide vital insights into molecular pathogenesis, the evolution of M. tuberculosis virulence, and the risks of pathogens crossing the species barrier.
Les defenses genòmiques contra els virus en les plantes són en realitat part d'un sistema interconnectat major i ben conservat que s'usa per a una gran quantitat de mecanismes en organismes eucariotes, i que inclou la regulació de l'expressió genètica pels endògens siRNA i altres tipus de ARN xicotets (sRNAs), la defensa contra els atacants genòmicos com les transposones i la creació de la heterocromatina.
Una conseqüència fonamental de la teoria darwiniana de l'evolució per selecció natural és l'explicació de l'adaptació com a resultat d'un procés natural. No obstant això, els mecanismes genètics subjacents no estan encara resolts i constitueixen un tema fonamental en Biologia Evolutiva. Les tècniques de Seqüenciació de Nova Generació (NGS) permeten abordar qüestions evolutives a una escala abans impensable. No obstant això, la ràpida evolució d'aquestes tecnologies dificulta molt la seua aplicació, sobretot en els seus aspectes analítics i bioinformàtics, ja que s'han de resoldre molts problemes i imprevistos de gestió, emmagatzematge, transmissió, anàlisi o interpretació, la qual cosa representa un desafiament molt important en aquest camp.
Utilitzem l'evolució dirigida per a crear virus modificats que infecten de forma selectiva i destrueixen tumors (virus oncolítics). Tradicionalment, les cèl·lules cancerígenes mostren defectes innats d'immunitat, la qual cosa les fa altament susceptibles a infeccions virals. Gràcies a l'adaptació dels virus als tumors en un laboratori, és possible millorar l'habilitat d'aquest virus, en particular per a matar a les cèl·lules cancerígenes i estimular una resposta immune contra el tumor. Això podria obrir noves portes per al tractament del càncer. Actualment estem centrant els nostres esforços a estudiar els virus de la estomatitis vesicular, un virus ARN simple amb un tropisme natural cap a les cèl·lules cancerígenes.
La resistència als antibiòtics representa una de les majors amenaces a la salut pública mundial. El nostre grup d'investigació treballa des de fa anys en l'aplicació dels mètodes i conceptes de l'evolució i genètica de poblacions molecular a l'estudi de microorganismes patògens, en el que es coneix com a epidemiologia molecular. A més de treballar en qüestions d'interés científic, prenem problemes i retornem resultats rellevants a les autoritats sanitàries, aconseguint una interessant aplicació d'una disciplina biològica bàsica. En aquest context, en aquest projecte ens plantegem estudiar una àmplia col·lecció prospectiva d'aïllats d'un bacteri de gran interés per a la salut pública, Klebsiella pneumoniae, per a analitzar els processos evolutius que afecten la seua dinàmica en la població de la Comunitat Valenciana, amb especial interés en ceps resistents a antibiòtics. Per la seua rellevància clínica i per a la salut pública, ens centrarem en ceps productors de beta-lactamases d'espectre estés i/o carbapenemases
El principal propòsit d'aquest projecte és determinar l'efecte de totes les mutacions possibles en un càpsida vírica i entendre com els diferents paràmetres cel·lulars i ambientals poden alterar la viabilitat de les mutacions en càpsides.
Investiguem la capacitat dels virus per a expandir-se com a grups (unitats infeccioses col·lectives) i com això afavoreix l'evolució de les interaccions socials entre els virus. Per a fer-ho, utilitzem tant models vírics (estomatitis vesicular) com a patògens d'humans (enterovirus) i insectes (baculovirus). Infectar als hostes amb grups pot permetre als virus reaccionar millor davant les respostes antivirals i pot afavorir la cooperació entre diferents variants genètiques virals, però també pot afavorir l'evolució de virus tramposos.
Les xaperones moleculars cel·lulars són un grup de proteïnes, ampli i abundant que supervisa els moviments de plec proteínics i ajuda a dur a terme l'homeòstasi proteínica. L'objectiu d'aquest projecte és definir a totes les xaperones i co-xaperones implicades en el procés de rèplica de virus respiratoris sincitials, que són els patògens respiratoris més importants entre els xiquets.
Les resistències a antibiòtics i antivirals representen una de les majors amenaces per a la salut i un assumpte de gran importància econòmica, segons reconeixen organismes internacionals com l'OMS o l'OCDE. Sent el resultat de processos naturals però accelerats per la intervenció humana, són múltiples els factors que influeixen en la seua aparició i expansió. Per tant, les estratègies adoptades i en estudi per a controlar les resistències han de contemplar intervencions a diversos nivells. Des del grup d'investigació “Evolució i Salut” de la Universitat de València plantegem un projecte que integra dos de les nostres principals línies de treball, l'evolució experimental i l'epidemiologia molecular, en un únic objectiu: analitzar com optimitzar les estratègies d'administració de medicaments amb la finalitat de retardar o evitar l'expansió de resistències. Per a això, aplicarem diferents dissenys d'evolució experimental en condicions controlades de laboratori usant dos microorganismes diferents: un bacteri (Pseudomonas aeruginosa) i un virus d'RNA (rinovirus humà). El sistema experimental també contempla dos entorns bàsics, un in vitro (cultius) i un altre in vivo (usant el model murino per a tots dos patògens). El desenvolupament de les resistències serà avaluat funcionalment i s'analitzaran a intervals regulars l'aparició i dinàmica de variants genètics responsables de la resistència. Per a això emprarem tècniques d'ultra-seqüenciació que ens permetran avaluar la variabilitat genètica i la seua distribució al llarg del genoma de cada població, així com els efectes derivats de les mutacions de resistència.
S'assumeix generalment que les variacions genètiques en les espècies hoste per susceptibilitat a la infecció condicionaran necessàriament l'evolució de les poblacions de patògens, ja siga portant-los a la diversificació en soques que rastregen els al·lels defensius d'hoste (ex., diversitat antigenètica), o la canalització del patogen per a infectar únicament als genotips més susceptibles. Associada a aquest procés de diversificació o especialització, la virulència pot incrementar simultàniament. En qualsevol cas, l'aptitud dels patògens ha de ser millorada.
 

Programa de Biologia Evolutiva de Sistemes Simbionts

We are interested in the study of mutualistic symbiosis, a widespread phenomenon in nature. This is the case of endosymbiosis, which normally involves a one-to-one relationship between an intracellular bacterium and the host; but there is also ectosimbiosis, one-to-many associations where a large number of bacterial species are housed in different host organs, constituting its microbiota.
El projecte proposa el desenvolupament de dos tipus d'eines per a estudiar les funcions genètiques dels afídids. D'altra banda, el projecte proposa una metodologia RNAi alternativa que consisteix a aportar afídids amb un subministrament continu de dsRNA requerit per a desencadenar el RNAi en introduir en ell el virus d'una planta que infecte la planta de la qual el áfido s'alimenta de forma natural. Aquesta tècnica, cridada VIGS (Virus Induced Gene Silencing), és una eina que ha sigut utilitzada satisfactòriament per a detindre els gens de les plantes. En segon lloc, pretenem desenvolupar la metodologia CRISPR / Cas en afídids. A més d'investigar la utilització d'aquestes tècniques en els afídids, investigarem el paper dels gens candidats que hem identificat com a bons candidats per a controlar diversos polifenismes en afídids (incloent el polifenisme reproductiu).
El projecte pretén identificar i caracteritzar els elements clau que regulen la manera de reproducció dels afídids. Ens interessa en particular dilucidar les bases moleculars responsables del canvi de la partenogènesi a la reproducció sexual i analitzar quin paper (si n'hi ha) juguen en aquest procedisc els gens del rellotge circadià.
L'objectiu principal és aprendre el paper que exerceix la comunicació de la ciència en l'origen de les creences, percepcions i coneixements relatius a les qüestions científiques. Per aconseguir aquest objectiu, durem a terme cinc consultes ciutadanes a Lisboa (Portugal), València (Espanya), Vicenza (Itàlia), Trnava (Eslovàquia) i Lodz (Polònia), amb la participació d'un total de 500 ciutadans sobre quatre temes científics "candents": vacunes, ús de medicines complementàries i alternatives, canvi climàtic, seguretat alimentària. L'objectiu dels investigadors és aprofundir en la comprensió de la ciència per part del públic i identificar els models actuals de comunicació científica.
La simbiosi mútua del bacteri i l'hoste eucariota és un fenomen comú en la naturalesa. Existeixen dos sistemes simbiòtics en els insectes. El primer d'ells és la endosimbiosi, en el qual bacteris mutualistes intracel·lulars juguen un paper nutricional essencial. El segon és la ectosimbiosi, format principalment per bacteris en els intestins, la funció dels quals encara no es coneix. Les paneroles són especials perquè els dos sistemes simbiòtics coexisteixen en un només individu.
 

Programa de Biologia de Sistemes Aplicada i Biologia Sintètica

L'objectiu central de SETH és la generació d'una base de coneixement, un conjunt de soques útils i una diversitat de tecnologies genètiques combinades per permetre un nou tipus de processos industrials i ambientals a gran escala mediats per cèl·lules bacterianes però executats sota condicions de (molt) baixa activitat d’aigua. Aquest esforç es basa en l’èxit del projecte precedent HELIOS, però va molt més enllà aprofitant la riquesa d’activitats biològiques que es troben en els bacteris tolerants a la dessecació i la seua reconstrucció per al disseny de biocatalitzadors capaços de treballar sota una varietat de configuracions fisicoquímiques sense precedents.
L'objectiu principal és intercanviar informació i coneixements entre els països afectats per malalties causades per Xylella fastidiosa per reunir totes les dades disponibles sobre el bacteri, els seus vectors, la situació dels cultius afectats en els països iberoamericans i les activitats de prevenció i control que s’estan duent a terme. Amb això es pretén generar coneixement per contribuir al desenvolupament d’un sistema d'alerta i vigilància tecnològica que permeta als governs locals o nacionals prendre les mesures necessàries per seguir, contenir i eradicar la malaltia.
L'objectiu principal és aprendre el paper que exerceix la comunicació de la ciència en l'origen de les creences, percepcions i coneixements relatius a les qüestions científiques. Per aconseguir aquest objectiu, durem a terme cinc consultes ciutadanes a Lisboa (Portugal), València (Espanya), Vicenza (Itàlia), Trnava (Eslovàquia) i Lodz (Polònia), amb la participació d'un total de 500 ciutadans sobre quatre temes científics "candents": vacunes, ús de medicines complementàries i alternatives, canvi climàtic, seguretat alimentària. L'objectiu dels investigadors és aprofundir en la comprensió de la ciència per part del públic i identificar els models actuals de comunicació científica.
Proposem reunir les parts interessades més rellevants de tots els aspectes de la estandardització en biologia a Europa en un escenari de co-creació; posar a prova empíricament les pràctiques culturals de normalització (centrades en el laboratori) i promoure una redefinició conceptual i tècnica consensuada dels estàndards biològics; i, finalment, fomentar una caixa d'eines realista i flexible de parts biològiques estàndard, incloent un conjunt reduït de xassís especialitzats per a aplicacions específiques, així com un marc conceptual renovat per informar els responsables de l'elaboració de les polítiques, als científics ia altres actors socials.
El projecte s'emmarca en la línia d'investigació continuada del grup que pretén aportar bases de coneixement i també estratègies tecnològiques derivades per a la millora de l'eficiència dels llevats vínics en tots els processos industrials en els quals participen: producció de biomassa de llevat sec actiu i fermentació vínica. Els objectius específics d'aquest projecte estan orientats a l'estudi de la integració de les diferents rutes de senyalització per nutrients i dels mecanismes d'adaptació a estrés oxidatiu en condicions industrials, i a la caracterització de l'adequació i millora tecnològiques de llevats no convencionals d'interés en enologia.
L'objectiu general és augmentar el coneixement sobre les comunitats bacterianes que viuen en superfícies artificials (plaques solars) en condicions extremes, de tal manera que puguem entendre els mecanismes moleculars que fan possible la seua supervivència i aplicar aquests coneixements per desenvolupar aplicacions biotecnològiques.
 
 
Aquesta pàgina web utilitza cookies pròpies i de tercers amb fins tècnics , d'anàlisi del trànsit per facilitar la inserció de continguts en xarxes socials a petició de l'usuari . Si continua navegant , considerem que accepta el seu ús . Per a més informació consulte la nostrapolítica cookies