Logo de la Universitat de ValènciaLogo CSIC Logo del portal

Programa de Biologia Teòrica i Computacional

 
La generació d'alteracions mitòticament estables en l'expressió dels gens a causa de marques epigenètiques és una manera ràpida i relativament duradora d'establir una memòria genòmica dels esdeveniments d'estrés passats. La desregulació desencadenada pel medi ambient dels factors genètics associats a les maquinàries epigenètiques també pot donar lloc a una plasticitat fenotípica i a la mitigació de l'estrés. Per tant, la maquinària epigenètica de l'hoste pot suposar una pressió selectiva important, però en gran manera no mesura, sobre els patògens. Els virus de les plantes ofereixen un model convenient per a estudiar aquest tipus d'interaccions. En primer lloc, es proposa un experiment d'evolució a gran escala per a comprovar com evolucionen i interactuen les poblacions de virus en plantes amb vies epigenètiques compromeses o millorades. Les plantes de Arabidopsis thaliana amb mutacions en gens clau associats a marques de cromatina actives o repressives, inclosa la metilació de l'ADN i la modificació de les histones, s'enfrontaran a llinatges independents del virus del mosaic del nap (TuMV).
La seqüenciació massiva en paral·lel o de nova generació (NGS) ha suposat una revolució en els estudis genètics, tenint importants aplicacions en investigació i en clínica. Algunes són l'estudi del genoma, transcriptoma, microbioma, metiloma, el diagnòstic genètic i de medicina personalitzada, com farmacogenètica i la detecció de marcadors tumorals somàtics, estudis de mutacions tumorals en ADN circulant, determinació de la taxa de mutació per a estudis d'immunoteràpia per a oncologia. Una aplicació important és l'estudi de regions concretes del genoma per a molts dels estudis clínics o d'investigació, principalment d'un o diversos gens (panell de NGS) a causa dels elevats costos d'estudis de genoma complet.
Canvis amb l'edat de les interaccions de la microbiota amb el seu hoste humà i determinació d'un nucli permanent de simbionts mutualistes.
 

Programa de Biologia de Sistemes d’Interaccions Moleculars i Regulació

 
Els canvis en les plantes induïts per l'estrés (inclosos els produïts per plagues o patògens) generalment es detecten per l'aparició de símptomes visuals, generalment una vegada que els efectes adversos en la producció del cultiu s'han tornat irreversibles.
Les situacions d'estrés ambiental (afavorides en gran part pel canvi climàtic) limiten el potencial productiu de múltiples espècies agrícoles. Enfront de situacions ambientals adverses la planta posa en marxe múltiples processos de regulació de l'expressió gènica amb l'objectiu de contrarestar aquests efectes. En nodrisc grup estudiem com aquestes complexes Xarxes Reguladores influenciades per l'Ambient exerceixen un funció clau en la modulació de les interaccions planta-ambient. Aquest projecte té com a objectiu comprendre com els processos que ocorren simultàniament a 3 nivells reguladors diferents (siRNAnoma, transcriptoma i epigenoma) modulen la resposta de la planta de meló a estrés. Aquest coneixement permetrà el desenvolupament d'estratègies globals i innovadores de protecció de cultius.
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.
 

Programa de Biologia de Sistemes de Patògens

 
El medi ambient és un factor clau en el resultat de les interaccions entre el virus i l’hoste, que pot acabar modificant el resultat de la infecció i la gravetat. En efecte, s’ha demostrat en diferents organismes que la microgravetat afecta a la seua immunitat.
L'emergència de bacteris multiresistents és un problema de salut pública mundial que requereix la cerca i desenvolupament de tractaments alternatius. Els fags, virus de bacteris, es postulen com una eina de biocontrol efectiva, gràcies a les seues propietats intrínseques com l'alta especificitat i la la seua capacitat evolutiva, així com ser ecològicament segurs.
La detecció de virus patògens per a humans en aigües residuals és una eina molt útil i coneguda per a la vigilància epidemiològica.
Els objectius d'aquesta plataforma seran la identificació de mutacions associades a canvis epidemiològics/clínics de SARS-CoV-2 amb especial atenció a la fallada vacunal.
Som part d'un esforç conjunt centrat en comprendre millor els efectes de les mutacions en el SARS-CoV-2 en temps real. Aquesta beca busca establir una plataforma per a bregar amb amenaces actuals i futures.
Som part d'un esforç conjunt centrat en establir una plataforma per al garbellat d'antivirals contra amenaces víriques actuals i futures. El treball combina grups que s'encarreguen del sencer procés de descobriment i desenvolupament de fàrmacs.
L'emergència de bacteris multiresistents a antibiòtics és un dels principals problemes de salut pública. L'Organització Mundial de la Salut ha elaborat una llista de bacteris patògens multiresistents, entre les es troben patògens nosocomials de prioritat crítica que poden provocar infeccions greus i sovint letals, com és el cas de Klebsiella pneumoniae.
La generació d'alteracions mitòticament estables en l'expressió dels gens a causa de marques epigenètiques és una manera ràpida i relativament duradora d'establir una memòria genòmica dels esdeveniments d'estrés passats. La desregulació desencadenada pel medi ambient dels factors genètics associats a les maquinàries epigenètiques també pot donar lloc a una plasticitat fenotípica i a la mitigació de l'estrés. Per tant, la maquinària epigenètica de l'hoste pot suposar una pressió selectiva important, però en gran manera no mesura, sobre els patògens. Els virus de les plantes ofereixen un model convenient per a estudiar aquest tipus d'interaccions. En primer lloc, es proposa un experiment d'evolució a gran escala per a comprovar com evolucionen i interactuen les poblacions de virus en plantes amb vies epigenètiques compromeses o millorades. Les plantes de Arabidopsis thaliana amb mutacions en gens clau associats a marques de cromatina actives o repressives, inclosa la metilació de l'ADN i la modificació de les histones, s'enfrontaran a llinatges independents del virus del mosaic del nap (TuMV).
La biologia de sistemes ens ha proporcionat ja nova informació respecte a problemes d'investigació biològica i clínica. Aquesta afirmació és particularment certa des que vam tindre a la nostra disposició els enfocaments experimentals i computacionals d'alt rendiment. No obstant això, l'aplicació dels enfocaments de biologia de sistemes no és senzilla, perquè implica la combinació de conjunts de dades grans i complexos, desafiaments analítics excepcionals i enfocaments experimentals específics. Per aquest motiu, és poc probable que un grup únic d'investigació puga accedir a la tan àmplia gamma d'experiència científica que es requereix. Especialment per als organismes no model per als quals encara falten moltes eines o aquestes no estan estandarditzades encara.
Mycobacterium tuberculosi és el principal patogen que provoca la mort de persones adultes en el món degut a la malaltia de la tuberculosi. M. tuberculosi afecta a un ampli nombre de mamífers entre els quals es troben els humans, el bestiar, les cabres, els ratolins, els suricatas, les mangostes, les foques, els ximpanzés, el damà roquer i els antílops. Se sap que els sistemes immunològics juguen un paper essencial en el desenvolupament de la tuberculosi però encara desconeixem com les interaccions específiques entre els bacteris i l'hoste tenen un impacte en la malaltia. Per tant, combinarem experiments in silico i exviu per a revelar les interaccions entre el patogen i l'hoste amb l'objectiu d'entendre els mecanismes de la virulència de la tuberculosi. Un coneixement més detallat de les especificitats de l'hoste permetrà obtindre un coneixement minuciós de la patogénesis molecular, l'evolució de la virulència del M. tuberculosi i els riscos dels patògens que creuen la barrera entre les espècies.
La investigació del nostre grup se centra en microorganismes d'interés en salut humana, amb la finalitat de proposar a l'administració sanitària pautes d'actuació en relació a determinats patògens, malalties relacionades amb l'alteració de les microbiotas i brots epidèmics.
 

Programa de Biologia Evolutiva de Sistemes Simbionts

 
Hi ha molt d'interés a utilitzar els bacteriòfags per a tractar les malalties causades per la bacteris amb resistències a múltiples antibiòtics. En el projecte CDEIGENT/2021/008 investigarem les seues capacitats de modificar la composició bacteriana en l'intestí humà afectat per la infecció per Clostridioides difficile mitjançant la genòmica de cèl·lules individuals microbianes.
Canvis amb l'edat de les interaccions de la microbiota amb el seu hoste humà i determinació d'un nucli permanent de simbionts mutualistes.
El projecte MicroHNSCC té com a objectiu identificar un patró específic de microbiota amb capacitat pronòstica i avaluar si eixe patró modula la resposta a tractament quimioradioteràpic de tumors avançats de cap i coll a través de la seua interacció amb el metabolisme tumoral.
Estem interessats a estudiar la simbiosi mutualista entre bacteris i hostatgers eucariotes, un fenomen molt estés en la naturalesa. Aquest és el cas de la endosimbiosi, que normalment implica relacions directes entre un bacteri intracel·lular i el seu hostatger; però també podem trobar ectosimbiosi, en aquest cas les relacions són entre un gran nombre d'espècies de bacteris i diferents òrgans d'un mateix hostatger, constituint la seua 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).
La investigació del nostre grup se centra en microorganismes d'interés en salut humana, amb la finalitat de proposar a l'administració sanitària pautes d'actuació en relació a determinats patògens, malalties relacionades amb l'alteració de les microbiotas i brots epidèmics.
 

Programa de Biologia de Sistemes Aplicada i Biologia Sintètica

 
El reciclatge de productes plàstics multimaterial, és a dir, compostos per diferents materials plàstics, és clau per a poder complir els objectius de reciclatge per a 2031 marcats per la Comissió Europea, que estableixen que més del 50% dels residus plàstics generats a Europa hauran de reciclar-se, fet que esta molt per sobre del 32.5% aconseguit en 2018.
La digestió anaeròbica (DA) de matèria orgànica és una tecnologia robusta per a la síntesi de biogàs a partir de diferents tipus de residus (fangs de depuració procedents del tractament d’aigües, purins d’animals, residus biològics, etc.). L’objectiu principal de la DA és la producció de metà, una font d’energia renovable que es pot utilitzar per generar electricitat, calor o com a combustible de vehicles.
Aquest projecte contribuirà a la identificació del mecanisme molecular d'acció de microorganismes probiòtics, basat en la identificació de les vies de síntesi de determinants moleculars de la seua acció. Es proposa un doble enfocament: computacional i experimental. Així, s'elaborarà una sèrie de models metabòlics a escala genòmica (GEM) a partir de les seqüències anotades de genomes de bifidobacteris.
MIPLACE té com a objectiu introduir en l’economia circular els polímers plàstics de tereftalat de polietilè (PET) i poliuretà (PU), que constitueixen una gran part de les deixalles plàstiques que produïm. Se centra en la possibilitat d’emprar microorganismes o parts d'ells que utilitzen aquests plàstics i els transformen en altres molècules de Bio-PU, que són industrialment rellevants i més sostenibles. D’altra banda i acomplint amb el marc de l’economia circular, no només es treballa en la seua fabricació, sinó que també en el reciclatge d’aquests productes Bio-PU per completar la producció sostenible d’aquest important material.
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.
 

Unitat d'Innovació (Sinnbiosis)

 

No hi ha projectes