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Proyectos

 

Programa de Biología Teórica y Computacional

Las enfermedades humanas que se originan en reservas no humanas, las zoonosis, constituyen el 75% de las enfermedades infecciosas emergentes y suponen una importante amenaza para la salud pública. En el caso particular del Ébola, la epidemia de 2014 en el África occidental ha sido la mayor registrada hasta ahora, afectando a decenas de miles de personas con tasas de mortalidad cercanas al 75%. Además, el virus del Ébola (EV) diezma la población de grandes simios, lo que supone un peligro para la conservación, representa una importante amenaza en todo el mundo por la importación de infecciones y su posible uso indebido como arma biológica, y tiene consecuencias económicas y humanitarias drásticas.
La generación de alteraciones mitóticamente estables en la expresión de los genes debido a marcas epigenéticas es una manera rápida y relativamente duradera de establecer una memoria genómica de los acontecimientos de estrés pasados. La desregulación desencadenada por el medio ambiente de los factores genéticos asociados a las maquinarias epigenéticas también puede dar lugar a una plasticidad fenotípica y a la mitigación del estrés. Por lo tanto, la maquinaria epigenética del huésped puede suponer una presión selectiva importante, pero en gran medida no medida, sobre los patógenos. Los virus de las plantas ofrecen un modelo conveniente para estudiar este tipo de interacciones. En primer lugar, se propone un experimento de evolución a gran escala para comprobar cómo evolucionan e interactúan las poblaciones de virus en plantas con vías epigenéticas comprometidas o mejoradas. Las plantas de Arabidopsis thaliana con mutaciones en genes clave asociados a marcas de cromatina activas o represivas, incluida la metilación del ADN y la modificación de las histonas, se enfrentarán a linajes independientes del virus del mosaico del nabo (TuMV).
La secuenciación masiva en paralelo o de nueva generación (NGS) ha supuesto una revolución en los estudios genéticos, teniendo importantes aplicaciones en investigación y en clínica. Algunas son el estudio del genoma, transcriptoma, microbioma, metiloma, el diagnóstico genético y de medicina personalizada, como farmacogenética y la detección de marcadores tumorales somáticos, estudios de mutaciones tumorales en ADN circulante, determinación de la tasa de mutación para estudios de inmunoterapia para oncología. Una aplicación importante es el estudio de regiones concretas del genoma para muchos de los estudios clínicos o de investigación, principalmente de uno o varios genes (panel de NGS) debido a los elevados costes de estudios de genoma completo.
La resistencia a los antibióticos y la ingeniería de tejidos/medicina regenerativa han sido reconocidas como dos de los grandes retos de investigación de la Biotecnología. Aunque aparentemente inconexos, argumentamos que proporcionar respuestas cuantitativas a estas cuestiones requiere un enfoque común desde el punto de vista de la mecanobiología. Por un lado, la lectura fenotípica característica de la resistencia a los antibióticos (y más en general de la respuesta al estrés en las bacterias) es la filamentación.
Coordinado por el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio) y la Universidad San Francisco de Quito. El proyecto explora la presencia de microorganismos con potencial generador de electricidad de las comunidades microbianas presentes en los sedimentos de lagunas saladas y salobres de la isla San Cristóbal del archipiélago de las Galápagos. Galápagos explora la producción de electricidad de muestras ambientales, caracteriza el contenido metagenómico de las comunidades microbianas y la correlación de la presencia de especies electrogeneradoras con parámetros ambientales como el pH, salinidad, temperatura y oxígeno disuelto.
 

Programa de Biología de Sistemas de Interacciones Moleculares y Regulación

Las enfermedades humanas que se originan en reservas no humanas, las zoonosis, constituyen el 75% de las enfermedades infecciosas emergentes y suponen una importante amenaza para la salud pública. En el caso particular del Ébola, la epidemia de 2014 en el África occidental ha sido la mayor registrada hasta ahora, afectando a decenas de miles de personas con tasas de mortalidad cercanas al 75%. Además, el virus del Ébola (EV) diezma la población de grandes simios, lo que supone un peligro para la conservación, representa una importante amenaza en todo el mundo por la importación de infecciones y su posible uso indebido como arma biológica, y tiene consecuencias económicas y humanitarias drásticas.
La resistencia a los antibióticos y la ingeniería de tejidos/medicina regenerativa han sido reconocidas como dos de los grandes retos de investigación de la Biotecnología. Aunque aparentemente inconexos, argumentamos que proporcionar respuestas cuantitativas a estas cuestiones requiere un enfoque común desde el punto de vista de la mecanobiología. Por un lado, la lectura fenotípica característica de la resistencia a los antibióticos (y más en general de la respuesta al estrés en las bacterias) es la filamentación.
Las situaciones de estrés ambiental (favorecidas en gran parte por el cambio climático) limitan el potencial productivo de múltiples especies agrícolas. Frente a situaciones ambientales adversas la planta pone en marcho múltiples procesos de regulación de la expresión génica con el objetivo de contrarrestar estos efectos. En nutro grupo estudiamos como estas complejas Redes Reguladoras influenciadas por el Ambiente desempeñan un función clave en la modulación de las interacciones planta-ambiente. Este proyecto tiene como objetivo comprender cómo los procesos que ocurren simultáneamente a 3 niveles reguladores diferentes (siRNAnoma, transcriptoma y epigenoma) modulan la respuesta de la planta de melón a estrés. Este conocimiento permitirá el desarrollo de estrategias globales e innovadoras de protección de cultivos.
Las técnicas tradicionales de diagnóstico de infecciones virales en la clínica se basan en procedimientos de (RT-)PCR, que llevan mucho tiempo y requieren equipo y recursos humanos muy precisos, lo que impide una intervención rápida y masiva. En este artículo, diseñaremos una nueva clase de biosistemas autónomos destinados a diagnosticar la presencia del SARS-CoV-2. Estos biosistemas consisten en tres pasos de reacción tras la recogida de la muestra sin necesidad de un equipo sofisticado: i) amplificación isotérmica del ARN viral, ii) detección de ácidos nucleicos basada en el CRISPR (que funciona como una reacción de secuenciación sobre la marcha), y iii) revelación de resultados mediante un ensayo inmunocromatográfico.
Los metabolitos secundarios influyen en las características cualitativas de la comida como el color, el sabor y el aroma, y representan las bases del desarrollo de fármacos noveles. Pretendemos descifrar las redes genéticas reguladoras de los metabolitos secundarios que se basan en el uso de aproximaciones multiómicas para determinar cómo los factores de transcripción controlan esas rutas.
El material genético puede programarse para crear sistemas que detecten, procesen (de acuerdo con cálculos lógicos) y respondan (en forma de expresión genética) a diferentes señales moleculares. La biología sintética pretende aproximarse a este concepto siguiendo los principales sistemas de ingeniería, es decir, a través de la combinación de los modelos matemáticos para capturar las dinámicas de expresión genética, los experimentos para monitorizar cuantitativamente las características del sistema para valorar el proceso de diseño y la estandarización genética de la componibilidad modular. Desde luego, el diseño de los circuitos de diseño depende de los modelos incompletos o simples establecidos por desarrollos moleculares y de sistemas biológicos previos. Una vez diseñado y caracterizado para su función principal, el circuito sintético todavía presenta varios interrogantes, a menudo pasados por alto. Por ejemplo, ¿los modelos que se utilizan para guiar el diseño son lo suficientemente predictivos? ¿Su comportamiento es consistente a nivel poblacional o de células individuales? ¿Cuál es la estabilidad evolutiva de un constructo sintético en un organismo vivo? Creemos que la solución adecuada de estas cuestiones conducirá a una nueva síntesis en nuestra forma de entender su funcionamiento.
Los nuevos avances en biología permiten la ingeniería activa de proteínas y células para la aplicación de nuevas estrategias de biología terapéuticas, analíticas y sintéticas. Dado que se calcula un mercado valorado en miles de millones de dólares en 2020, la educación y la investigación formal en estos campos no está aún lo suficientemente establecida en la Europa continental y requiere habilidades interdisciplinares que combinen la biología, la química, la informática y las principales ingenierías. RNAct crea una plataforma extensa y multidisciplinaria para entrenar y guiar a los ESRs en las habilidades informáticas y de experimentación versátil necesarias en este campo intrínsecamente multidisciplinar. RNAct permite al ESRs experimentar en puestos industriales y académicos para desarrollar las habilidades básicas que necesitarán para trabajar y para comunicar su conocimiento. RNAct hace uso de la biología informática, estructural y molecular para diseñar y caracterizar la estructura y la función de las dinámicas proteicas, con oportunidades de validación e innovación en células analíticas, terapéuticas y de biología sintética, que ayudarán a la investigación y a establecer compañías punteras en estas áreas competitivas. Nos centramos especialmente en el Diseño de Reconocimiento ARN (RRMs), que son dominios proteicos altamente dinámicos para la unión de forma versátil del ARN. Los RRMs juegan un papel fundamental en la regulación del ARN celular, con una capacidad de unión de ARN altamente versátil. Podrían tener un papel esencial en la biología sintética.
Los eventos duplicados, desde un gen hasta todo el genoma, generan una gran cantidad de material genético y funciones innovadoras en potencia. La omnipresencia de la duplicación del gen en todos los niveles de la vida, incluyendo a los organismos unicelulares y multicelulares, refuerza la universalidad de este fenómeno. Desde luego, la modularidad de los sistemas vivos, desde el nivel molecular-bioquímico al morfológico ha sido guiada por eventos de duplicación del gen o del genoma. Sin embargo, aunque los investigadores coinciden en la existencia de una conexión entre la duplicación del gen y la innovación, los mecanismos subyacentes aún no están bien definidos. En concreto, los factores que determinan el destino funcional de las copias genéticas tras su duplicación sigue siendo debatible. El valor adaptativo de mayores dosis genéticas, el mantenimiento y el balance estequiométrico, así como la robustez de la mutación se han presentado previamente como los principales actores de los genes duplicados en el genoma.
 

Programa de Biología de Sistemas de Patógenos

La generación de alteraciones mitóticamente estables en la expresión de los genes debido a marcas epigenéticas es una manera rápida y relativamente duradera de establecer una memoria genómica de los acontecimientos de estrés pasados. La desregulación desencadenada por el medio ambiente de los factores genéticos asociados a las maquinarias epigenéticas también puede dar lugar a una plasticidad fenotípica y a la mitigación del estrés. Por lo tanto, la maquinaria epigenética del huésped puede suponer una presión selectiva importante, pero en gran medida no medida, sobre los patógenos. Los virus de las plantas ofrecen un modelo conveniente para estudiar este tipo de interacciones. En primer lugar, se propone un experimento de evolución a gran escala para comprobar cómo evolucionan e interactúan las poblaciones de virus en plantas con vías epigenéticas comprometidas o mejoradas. Las plantas de Arabidopsis thaliana con mutaciones en genes clave asociados a marcas de cromatina activas o represivas, incluida la metilación del ADN y la modificación de las histonas, se enfrentarán a linajes independientes del virus del mosaico del nabo (TuMV).
El grupo de la Dra. Mar Siles Lucas en la IRNASA maneja modelos in vitro e in vivo de interacciones parásito-hospedante con fasciola hepática, que podrían utilizarse para evaluar el potencial del parásito y sus moléculas para modular las rutas de entrada y las rutas de inflamación relevantes en COVID-19. Por una parte, este parásito ha demostrado su influencia en la expresión de las moléculas relacionadas con la endocitosis (por ejemplo, clatrinas) en las células epiteliales de ratones in vitro, rutas que pueden ser pertinentes para la entrada del SARS-Cov-2 en las células humanas. Además, F. hepática da lugar a una respuesta Th2 modificada sin el componente inflamatorio en su huésped in vivo, y esta modulación puede dar lugar a una respuesta inflamatoria controlada a la COVID-19.
Las partículas de interferencia defectuosas (DIP) son formas degeneradas de genomas virales que no se reproducen pero que siguen siendo infecciosas por la complementación con el virus de tipo salvaje (TW). Las DIP desempeñan un papel importante en la modulación del resultado de la infección y las respuestas inmunitarias, y pueden seleccionarse artificialmente para reforzar su actividad de interferencia y suprimir la replicación del virus completo (partículas de interferencia terapéutica, o TIP por sus siglas en inglés). Proponemos producir DIPs durante la replicación del SARS-CoV-2 en cultivo celular, purificarlas, probar sus efectos antivirales y caracterizarlas molecularmente. El resultado del proyecto será un conjunto específico de TIPs para el SARS-CoV-2 que podría utilizarse inmediatamente para tratar el COVID19.
Desde 1999, C. elegans se ha utilizado ampliamente para estudiar las interacciones entre microbios y huéspedes debido a su sencillo cultivo, su trazabilidad genética y su susceptibilidad a los patógenos bacterianos y fúngicos. En cambio, los estudios de los virus se han visto obstaculizados por la falta de modelos convenientes de infección de virus en los nematodos. El descubrimiento de un patógeno viral natural de C. elegans y el desarrollo de diversos modelos artificiales de infección están ofreciendo nuevas oportunidades para explorar la interacción virus-hospedante en este poderoso organismo modelo.
Aunque el SARS-CoV-2 y otros coronavirus se transmiten fundamentalmente de forma directa entre individuos durante las fases epidémicas, la permanencia del virus en el ambiente tiene el potencial de originar nuevos brotes pese a los esfuerzos de mitigación desplegados. El SARS-CoV-1 se detectó en aguas residuales de hospitales en China y se demostró que las partículas virales podían permanecer infectivas el suficiente tiempo como para constituir un riesgo.
En esta colaboración se aplicará un enfoque multidisciplinario para identificar los inhibidores de la unión y la entrada del receptor del SARS-CoV-2. Combinando los conocimientos de la química médica, la biología química computacional, la biología estructural y la virología, se emplearán tres enfoques paralelos: 1) Ensayo inmediato de las bibliotecas de compuestos (>1.400) mediante un ensayo celular de alto rendimiento para la unión y entrada del receptor del SARS-CoV-2. 2) Examen y diseño, síntesis y evaluación computacionales (3). Desarrollo de inhibidores basados en proteínas derivados del receptor ACE2. La evaluación final de los éxitos en cuanto a eficacia y resistencia a los medicamentos se hará con el SARS-CoV-2.
Las infecciones bacterianas son responsables de las altas tasas de morbilidad y mortalidad en todo el mundo. La aparición de cepas resistentes a los antibióticos actuales representa una grave amenaza mundial. Las infecciones nosocomiales representan probablemente el mayor desafío, en particular el grupo ESKAPE constituido por enterococcus faecium, staphylococcus aureus, klebsiella pneumoniae, acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa y especies de enterobacter. Se necesitan nuevas terapias para combatir estas bacterias resistentes, y los bacteriófagos representan una alternativa prometedora.
El proyecto científico liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en colaboración con 40 hospitales de toda España estudiará los genomas comparados del nuevo coronavirus de pacientes con enfermedad Covid19 para entender y predecir la evolución y epidemiología del virus.
El proyecto propone una nueva estrategia para el cribado de fármacos y anticuerpos contra el coronavirus SARS-CoV-2. Se trata de una tecnología innovadora para cribado de fármacos que utiliza un sistema económico, rápido, seguro y eficiente para evaluar todo tipo de compuestos antivirales y anticuerpos que bloquean la entrada del virus SARS-CoV-2 en las células humanas. La utilización de virus recombinantes ha sido empleada con éxito en el cribado de fármacos frente a diferentes virus de importancia médica, así como en el cribado serológico. Las ventajas de la propuesta están bien fundamentadas, destacando que esta tecnología puede ser aplicable en el futuro a otros virus que constituyan un problema de salud pública emergente.
La biología de sistemas nos ha proporcionado ya nueva información respecto a problemas de investigación biológica y clínica. Esta afirmación es particularmente cierta desde que tuvimos a nuestra disposición los enfoques experimentales y computacionales de alto rendimiento. Sin embargo, la aplicación de los enfoques de biología de sistemas no es sencilla, pues implica la combinación de conjuntos de datos grandes y complejos, desafíos analíticos excepcionales y enfoques experimentales específicos. Por este motivo, es poco probable que un grupo único de investigación pueda acceder a la tan amplia gama de experiencia científica que se requiere. Especialmente para los organismos no modelo para los cuales aún faltan muchas herramientas o estas no están estandarizadas todavía.
La tuberculosis es la enfermedad más mortal debido a un solo patógeno según las últimas estimaciones de la Organización Mundial de la Salud. Esto se debe en gran medida al estado inmunitario del huésped, pero también al éxito de la estrategia de transmisión e infección llevada a cabo por Mycobacterium tuberculosis. M. tuberculosis es diversa, genéticamente y también fenotípicamente, incluidos los fenotipos relacionados con la virulencia. Las diferencias genómicas pueden distinguir al menos once linajes de M. tuberculosis que causan enfermedades en diferentes huéspedes y diferentes poblaciones humanas. No sabemos si, como otros patógenos, M. tuberculosis explota la variación antigénica para vencer el sistema inmunitario del huésped, o incluso para adaptarse a un huésped o poblaciones específicas. Dada la importancia de comprender las estrategias de evasión inmune de M. tuberculosis, nuestro objetivo fue proporcionar un marco filogenómico de los diferentes linajes de M. tuberculosis en diferentes huéspedes y estudiar la diversidad genómica de los antígenos.
Mycobacterium tuberculosis es el principal patógeno que provoca la muerte de personas adultas en el mundo debido a la enfermedad de la tuberculosis. M. tuberculosis afecta a un amplio número de mamíferos entre los que se encuentran los humanos, el ganado, las cabras, los ratones, los suricatos, las mangostas, las focas, los chimpancés, el damán roquero y los antílopes. Se sabe que los sistemas inmunológicos juegan un papel esencial en el desarrollo de la tuberculosis pero aún desconocemos cómo las interacciones específicas entre las bacterias y el huésped tienen un impacto en la enfermedad. Por lo tanto, combinaremos experimentos in silico y ex vivo para revelar las interacciones entre el patógeno y el huésped con el objetivo de entender los mecanismos de la virulencia de la tuberculosis. Un conocimiento más detallado de las especificidades del huésped permitirá obtener un conocimiento minucioso de la patogénesis molecular, la evolución de la virulencia del M. tuberculosis y los riesgos de los patógenos que crucen la barrera entre las especies.
Las defensas genómicas contra los virus en las plantas son en realidad parte de un sistema interconectado mayor y bien conservado que se usa para una gran cantidad de mecanismos en organismos eucariotas, y que incluye la regulación de la expresión genética por los endógenos siRNA y otros tipos de ARN pequeños (sRNAs), la defensa contra los atacantes genómicos como los transposones y la creación de la heterocromatina.
Estamos implementando una aproximación metagenómica para el potencial establecimiento de una estrategia de vigilancia frente a enfermedades virales emergentes mediante el uso de técnicas de secuenciación masiva a partir de muestras de donantes de sangre de distintos centros nacionales.
Utilizamos la evolución dirigida para crear virus modificados que infectan de forma selectiva y destruyen tumores (virus oncolíticos). Tradicionalmente, las células cancerígenas muestran defectos innatos de inmunidad, lo que las hace altamente susceptibles a infecciones virales. Gracias a la adaptación de los virus a los tumores en un laboratorio, es posible mejorar la habilidad de este virus, en particular para matar a las células cancerígenas y estimular una respuesta inmune contra el tumor. Esto podría abrir nuevas puertas para el tratamiento del cáncer. Actualmente estamos centrando nuestros esfuerzos en estudiar los virus de la estomatitis vesicular, un virus ARN simple con un tropismo natural hacia las células cancerígenas.
La resistencia a los antibióticos representa una de las mayores amenazas a la salud pública mundial. Nuestro grupo de investigación trabaja desde hace años en la aplicación de los métodos y conceptos de la evolución y genética de poblaciones molecular al estudio de microorganismos patógenos, en lo que se conoce como epidemiología molecular. Además de trabajar en cuestiones de interés científico, tomamos problemas y devolvemos resultados relevantes a las autoridades sanitarias, logrando una interesante aplicación de una disciplina biológica básica. En este contexto, en este proyecto nos planteamos estudiar una amplia colección prospectiva de aislados de una bacteria de gran interés para la salud pública, Klebsiella pneumoniae, para analizar los procesos evolutivos que afectan a su dinámica en la población de la Comunidad Valenciana, con especial interés en cepas resistentes a antibióticos. Por su relevancia clínica y para la salud pública, nos centraremos en cepas productoras de beta-lactamasas de espectro extendido y/o carbapenemasas.
El principal propósito de este proyecto es determinar el efecto de todas las mutaciones posibles en un cápside vírica y entender cómo los diferentes parámetros celulares y ambientales pueden alterar la viabilidad de las mutaciones en cápsides.
Investigamos la capacidad de los virus para expandirse como grupos (unidades infecciosas colectivas) y cómo esto favorece la evolución de las interacciones sociales entre los virus. Para hacerlo, utilizamos tanto modelos víricos (estomatitis vesicular) como patógenos de humanos (enterovirus) e insectos (baculovirus). Infectar a los huéspedes con grupos puede permitir a los virus reaccionar mejor ante las respuestas antivirales y puede favorecer la cooperación entre diferentes variantes genéticas virales, pero también puede favorecer la evolución de virus tramposos.
 

Programa de Biología de Sistemas Evolutiva de Simbiontes

Estamos interesados en estudiar la simbiosis mutualista entre bacterias y hospedadores eucariotas, un fenómeno muy extendido en la naturaleza. Este es el caso de la endosimbiosis, que normalmente implica relaciones directas entre una bacteria intracelular y su hospedador; pero también podemos encontrar ectosimbiosis, en cuyo caso las relaciones son entre un gran número de especies de bacterias y diferentes órganos de un mismo hospedador, constituyendo su microbiota.
El proyecto propone el desarrollo de dos tipos de herramientas para estudiar las funciones genéticas de los áfidos. Por otra parte, el proyecto propone una metodología RNAi alternativa que consiste en aportar áfidos con un suministro continuo de dsRNA requerido para desencadenar el RNAi al introducir en él el virus de una planta que infecte la planta de la que el áfido se alimenta de forma natural. Esta técnica, llamada VIGS (Virus Induced Gene Silencing), es una herramienta que ha sido utilizada satisfactoriamente para detener los genes de las plantas. En segundo lugar, pretendemos desarrollar la metodología CRISPR / Cas en áfidos. Además de investigar la utilización de estas técnicas en los áfidos, investigaremos el papel de los genes candidatos que hemos identificado como buenos candidatos para controlar varios polifenismos en áfidos (incluyendo el polifenismo reproductivo).
Un enorme crecimiento de la investigación sobre la microbiota intestinal, a menudo utilizando modelos de roedores, ha demostrado ampliamente la enorme importancia de los microorganismos previamente abandonados para nuestra salud. Sin embargo, la complejidad del sistema plantea un desafío formidable.
El proyecto STOP tiene como objetivo expandir y consolidar la base de evidencia multidisciplinar sobre la cual se pueden construir políticas efectivas y sostenibles para prevenir y controlar la obesidad infantil. STOP también tiene como objetivo crear las condiciones para que la evidencia se traduzca en política y para que la política se traduzca en impactos.
El proyecto pretende identificar y caracterizar los elementos clave que regulan el modo de reproducción de los áfidos. Nos interesa en particular dilucidar las bases moleculares responsables del cambio de la partenogénesis a la reproducción sexual y analizar qué papel (si lo hay) juegan en este proceso los genes del reloj circadiano.
El proyecto tiene como objetivo, mediante un enfoque multidisciplinario e interinstitucional, hacer frente a la problemática que representan las enfermedades transmitidas por dos complejos ambrosiales (X. glabratus – R. lauricola y Euwallacea sp. – F. euwallaceae). Estas plagas se componen de un escarabajo escolítino que funge como vector y transmite uno o varios hongos patógenos que infectan a la planta hospedera causándole rápidamente la marchitez progresiva y finalmente su muerte.
El objetivo del proyecto es encontrar los principales genes del huésped involucrados en la simbiosis, homeostasis y dinámica del endosimbionte, así como descifrar sus mecanismos de regulación y función en el gorgojo del arroz Sitophilus oryzae. Al combinar herramientas" in silico" y de laboratorio esperamos proporcionar una imagen clara de los genes implicados y su regulación, tanto en la homeostasis de la endosimbiosis como en la dinámica de los endosimbiontes. Queremos proporcionar las bases para identificar moléculas específicas que perturben la relación endosimbiótica, como una nueva estrategia de control tanto para los gorgojos como para otras plagas de insectos.
El programa InGEMICS-CM (Ingeniería Microbiana, Salud y Calidad de Vida-CM) tiene como objetivo colocar a la Comunidad de Madrid como una referencia tecnológica y científica en Microbiología Cuantitativa y Medicina de Precisión usando las tecnologías ómicas y de imagen más innovadoras junto con herramientas novedosas y poderosas para el análisis de datos y el modelado matemático y simulación. Este innovador desarrollo tecnológico nos permitirá abordar algunos de los desafíos actuales en Biomedicina: (1) el problema de controlar la resistencia a antibióticos; (2) la comprensión de la relevancia del Microbioma en la Salud Humana y la Fisiopatología; (3) el búsqueda de nuevas actividades y funciones biológicas para el desarrollo farmacéutico y biotecnológico y (4) el desarrollo de medicina de precisión con impacto clínico, social y económico.
El objetivo principal es aprender el papel que desempeña la comunicación de la ciencia en el origen de las creencias, percepciones y conocimientos relativos a las cuestiones científicas. Para lograr este objetivo, llevaremos a cabo cinco consultas ciudadanas en Lisboa (Portugal), Valencia (España), Vicenza (Italia), Trnava (Eslovaquia) y Lodz (Polonia), con la participación de un total de 500 ciudadanos sobre cuatro temas científicos "candentes": vacunas, uso de medicinas complementarias y alternativas, cambio climático, seguridad alimentaria. El objetivo de los investigadores es profundizar en la comprensión de la ciencia por parte del público e identificar los modelos actuales de comunicación científica.
El síndrome de Lynch (LS) es una afección hereditaria que implica un alto riesgo de cáncer colorrectal (CCR), cáncer de endometrio y otros tumores. Presenta una herencia dominante autosómica y es causada por mutaciones de la línea germinal en genes involucrados en el mecanismo de reparación de errores que funciona durante la replicación del DNA [mismatch repair genes (MMR)]. LS tiene una penetrancia incompleta y una expresión variable. Se han descrito diferencias significativas en el fenotipo clínico de los pacientes con LS dependiendo del gen MMR que esté mutado. Hay una gran heterogeneidad en el riesgo de cáncer en portadores de mutaciones. Las causas de esta heterogeneidad son desconocidas, pero pueden deberse a genes modificadores de la penetrancia, cambios epigenéticos y/o factores ambientales. Recientemente, se ha observado evidencia de un efecto beneficioso en ratones modelo deficientes en MMR y genéticamente predispuestos a CCR después de reducir si microbiota intestinal mediante el tratamiento con antibióticos y/o con una dieta baja en carbohidratos. Los derivados del metabolismo de carbohidratos, como el butirato generado por especies del filo Firmicutes, son en última instancia responsables del CCR en ratones con mutaciones en MSH2. Aparentemente, las alteraciones específicas en la comunidad microbiana colorrectal de los tratamientos mencionados anteriormente resultan en una producción insuficiente de metabolitos involucrados en las vías que contribuyen a la protección contra la progresión del CCR. En esta propuesta evaluaremos el impacto funcional de la microbiota en el desarrollo de la oncogénesis colorrectal en una cohorte de individuos sanos con alto riesgo genético de CCR.
La simbiosis mutualista es un fenómeno muy extendido en la naturaleza. Existen dos sistemas simbióticos en insectos: la endosimbiosis, en el que bacterias mutualistas intracelulares juegan un papel nutricional esencial, y la ectosimbiosis, en la que están implicadas principalmente bacterias intestinales y, cuya función aún no se conoce. Las cucarachas son especialmente interesantes porque los dos sistemas simbióticos coexisten en el mismo individuo.
 

Programa de Biología de Sistemas Aplicada y Biología Sintética

Este proyecto contribuirá a la identificación del mecanismo molecular de acción de microorganismos probióticos, basado en la identificación de las vías de síntesis de determinantes moleculares de su acción. Se propone un doble enfoque: computacional y experimental. Así, se elaborará una serie de modelos metabólicos a escala genómica (GEM) a partir de las secuencias anotadas de genomas de bifidobacterias.
MIPLACE tiene como objetivo introducir en la economía circular los polímeros plásticos de tereftalato de polietileno (PET) y poliuretano (PU), que constituyen una gran parte de las basuras plásticas que producimos. Se centra en la posibilidad de usar microorganismos o partes de ellos, que utilizan estos plásticos i los transforman en otras moléculas de Bio-PU, que son industrialmente relevantes y más sostenibles. Por otra parte y cumpliendo con el marco de la economía circular, no sólo se trabaja en su fabricación, también en el reciclaje de estos productos Bio-PU para completar la producción de este importante material.
La intención central de SETH es la generación de una base de conocimientos, un conjunto de cepas útiles y una diversidad de tecnologías genéticas combinadas para permitir un nuevo tipo de procesos industriales y ambientales a gran escala mediados por células bacterianas pero ejecutados bajo condiciones de (muy) poca agua. Este esfuerzo se basa en el éxito del proyecto precedente HELIOS, pero va mucho más allá al capitalizar la riqueza de las actividades biológicas encontradas en bacterias tolerantes a la desecación y su reutilización para el diseño de biocatalizadores capaces de funcionar bajo una variedad sin precedentes de entornos físicoquímicos.
El objetivo principal es intercambiar información y conocimientos entre los países afectados por enfermedades causadas por Xylella fastidiosa para reunir todos los datos disponibles sobre la bacteria, sus vectores, la situación de los cultivos afectados en los países iberoamericanos y las actividades de prevención y control que se están llevando a cabo. Con ello se pretende generar conocimiento para contribuir al desarrollo un sistema de alerta y vigilancia tecnológica que permita a los gobiernos locales o nacionales tomar las medidas necesarias para seguir, contener y erradicar la enfermedad.
El objetivo principal es aprender el papel que desempeña la comunicación de la ciencia en el origen de las creencias, percepciones y conocimientos relativos a las cuestiones científicas. Para lograr este objetivo, llevaremos a cabo cinco consultas ciudadanas en Lisboa (Portugal), Valencia (España), Vicenza (Italia), Trnava (Eslovaquia) y Lodz (Polonia), con la participación de un total de 500 ciudadanos sobre cuatro temas científicos "candentes": vacunas, uso de medicinas complementarias y alternativas, cambio climático, seguridad alimentaria. El objetivo de los investigadores es profundizar en la comprensión de la ciencia por parte del público e identificar los modelos actuales de comunicación científica.
Proponemos reunir a las partes interesadas más relevantes de todos los aspectos de la estandarización en biología en Europa en un escenario de co-creación; poner a prueba empíricamente las prácticas culturales de normalización (centradas en el laboratorio) y promover una redefinición conceptual y técnica consensuada de los estándares biológicos; y, por último, fomentar una caja de herramientas realista y flexible de partes biológicas estándar, incluyendo un conjunto reducido de chasis especializados para aplicaciones específicas, así como un marco conceptual renovado para informar a los responsables de la elaboración de las políticas, a los científicos y a otros actores sociales.
El proyecto se enmarca en la línea de investigación continuada del grupo que pretende aportar bases de conocimiento y también estrategias tecnológicas derivadas para la mejora de la eficiencia de las levaduras vínicas en todos los procesos industriales en los que participan: producción de biomasa de levadura seca activa y fermentación vínica. Los objetivos específicos de este proyecto están orientados al estudio de la integración de las diferentes rutas de señalización por nutrientes y de los mecanismos de adaptación a estrés oxidativo en condiciones industriales, y a la caracterización de la adecuación y mejora tecnológicas de levaduras no convencionales de interés en enología.