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Programa de Biología Teórica y Computacional

 
Los animales marinos de cuerpo blando, como los nudibranquios, utilizan compuestos bioactivos como defensa contra depredadores. Anteriormente, en nuestro trabajo sobre el nudibranquio Doriopsilla fulva hemos descubierto que estos compuestos pueden ser producidos por simbiontes bacterianos en lugar de los propios animales. Estas bacterias simbióticas representan nuevos linajes bacterianos no cultivables que producen moléculas bioactivas. El proyecto Nudi-Symb busca explorar más especies de nudibranquios. Utilizaremos técnicas novedosas para estudiar células individuales bacterianas, secuenciaremos el genoma de nudibranquio y utilizaremos transcriptómica para entender la interacción entre estos animales y sus bacterias simbióticas, con el objetivo de contribuir al desarrollo de nuevos fármacos médicos.
El consorcio FRAILTECH busca desarrollar una tecnología de detección precoz del síndrome de fragilidad basada en arrays de ADN. Se combinarán técnicas de secuenciación de ADN y análisis metagenómicos para crear un conjunto de datos que permita evaluar el riesgo de fragilidad. Además, se validará una calculadora de riesgo multiescalar que integrará información genética, de microbiota y variables clínicas. El proyecto también busca generar bases de datos para la comunidad de investigación de fragilidad.
En este estudio el objetivo es el desarrollo de una solución rápida y económica para detectar el riesgo de deterioro en las extremidades inferiores en personas mayores. Utilizando tecnologías de secuenciación de ADN y análisis metagenómico, se creará un panel de referencia que incluirá datos genéticos y microbióticos así como una calculadora de riesgo y una base de datos para investigaciones relacionadas.
El proyecto LIVERGUT busca evaluar los efectos del trasplante de microbioma fecal (FMT) en pacientes con cirrosis. Dos ensayos aleatorizados de fase III serán realizados para evaluar la reducción de la hipertensión portal y las complicaciones de la cirrosis.
Los organismos multicelulares tienen una relación simbiótica con microbios, y esta asociación es esencial para su funcionamiento. Los microbiomas, que son comunidades de microbios, pueden clasificarse en tipos específicos. Esto es relevante en el ámbito clínico, ya que ayuda en el diagnóstico, identificación de factores de riesgo y predicción del éxito del tratamiento. CLOM consiste en una base de datos de perfiles de microbiomas y un clasificador de perfiles que emplea técnicas de agrupación no supervisadas. El principal objetivo es permitir la caracterización y predicción de la microbiota y su relación con enfermedades, así como para la asignación de nuevas muestras a tipos de comunidades microbianas asociadas a enfermedades.
El proyecto se centra en el estudio de las interacciones entre bacteriófagos y bacterias en la microbiota de la cucaracha Blattella germanica. Se hipotetiza que los bacteriófagos afectan la diversidad bacteriana y que la respuesta del huésped al estrés, como los antibióticos o las temperaturas extremas, altera estas interacciones y el metabolismo del huésped.
Cambios con la edad de las interacciones de la microbiota con su hospedador humano y determinación de un núcleo permanente de simbiontes mutualistas.
 

Programa de Biología de Sistemas de Interacciones Moleculares y Regulación

 
El objetivo de este Proyecto es el “Desarrollo de una estrategia dual para la mitigación del daño asociado al estrés, en sistemas productivos de tomate”.
El objetivo del proyecto BotVidSENSOR, es el desarrollo de una herramienta para el diagnóstico de la enfermedad de la "podredumbre gris", causada por B. cinerea, que permitirá el seguimiento PRECOZ EN EL PUNTO DE NECESIDAD de las infecciones provocadas por este patógeno en vid.
Todos los organismos de la Tierra han desarrollado ritmos biológicos para hacer frente a la alternancia de períodos de condiciones ambientales favorables y desfavorables, en varias escalas temporales. La diapausa es un estado de latencia estacional, común en insectos y otros artrópodos, que les permite superar períodos recurrentes de condiciones ambientales adversas.
 

Programa de Biología de Sistemas de Patógenos

 
El refuerzo de la vigilancia genómica del SARS-CoV-2 ha sido respaldado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para incrementar la capacidad de detectar nuevas amenazas y lograr acciones de salud pública de calidad, oportunas y adecuadas.
En los programas de vigilancia ambiental para prevenir la legionelosis es común encontrar, en las instalaciones de agua, la presencia de varias cepas de Legionella spp. diferentes, aunque solo algunas de ellas tienen la capacidad de provocar enfermedad mientras otras, sólo están presentes en el medio ambiente.
La resistencia a los antimicrobianos (RA) representa una de las principales amenazas para la salud pública a nivel mundial.
El medio ambiente es un factor clave en el resultado de las interacciones entre el virus y el huésped, que acaba modificando el resultado de la infección y su gravedad. En efecto, se ha demostrado en diferentes organismos que la microgravedad afecta a su inmunidad.
La tuberculosis es, después de la COVID-19, la enfermedad infecciosa que más personas mata en el mundo, y aunque se conoce desde hace miles de años, todavía desconocemos algunos aspectos clave de la infección.
 

Programa de Biología de Sistemas Evolutiva de Simbiontes

 
Los animales marinos de cuerpo blando, como los nudibranquios, utilizan compuestos bioactivos como defensa contra depredadores. Anteriormente, en nuestro trabajo sobre el nudibranquio Doriopsilla fulva hemos descubierto que estos compuestos pueden ser producidos por simbiontes bacterianos en lugar de los propios animales. Estas bacterias simbióticas representan nuevos linajes bacterianos no cultivables que producen moléculas bioactivas. El proyecto Nudi-Symb busca explorar más especies de nudibranquios. Utilizaremos técnicas novedosas para estudiar células individuales bacterianas, secuenciaremos el genoma de nudibranquio y utilizaremos transcriptómica para entender la interacción entre estos animales y sus bacterias simbióticas, con el objetivo de contribuir al desarrollo de nuevos fármacos médicos.
La industria del curtido enfrenta graves problemas medioambientales debido a las aguas residuales contaminadas con metales pesados, sulfuros y sustancias tóxicas. Estos efluentes amenazan los ecosistemas, afectando aguas subterráneas, ríos y suelos agrícolas, así como la salud humana. Para mitigar la contaminación, se necesitan tecnologías avanzadas y alternativas químicas respetuosas con el medio ambiente, pero esto presenta desafíos, especialmente en países de bajos ingresos. La presencia de cromo hexavalente (Cr6+), carcinogénico, es una preocupación, y la biorremediación mediante bacterias se propone como una solución. El proyecto se basa en muestras de una curtiduría tunecina, donde se aislaron cepas bacterianas con cierta capacidad de bioremedición, sin embargo, las muestras contienen una gran proporción de bacterias no cultivables. El enfoque principal es entender las rutas metabólicas en microbios no cultivables para diseñar estrategias efectivas de bioremediación y estudiar interacciones microbianas en este entorno. Otro objetivo es estudiar interacciones entre microbios en este ecosistema único mediante genómica de células individuales, que pueden servir para aumentar la capacidad de bioemediación.
Nuestro objetivo es secuenciar el genoma completo del nudibranquio seleccionado. Empezaremos por seleccionar un método óptimo para extraer ADN de alto peso molecular. Esto es crucial para la secuenciación del genoma completo, especialmente en plataformas como PacBio. Como no existen métodos específicos para la extracción de ADN de nudibranquios, tenemos previsto probar varios métodos de conservación y extracción para obtener una muestra de ADN concentrada con fragmentos grandes adecuados para la secuenciación PacBio.
El consorcio FRAILTECH busca desarrollar una tecnología de detección precoz del síndrome de fragilidad basada en arrays de ADN. Se combinarán técnicas de secuenciación de ADN y análisis metagenómicos para crear un conjunto de datos que permita evaluar el riesgo de fragilidad. Además, se validará una calculadora de riesgo multiescalar que integrará información genética, de microbiota y variables clínicas. El proyecto también busca generar bases de datos para la comunidad de investigación de fragilidad.
En este estudio el objetivo es el desarrollo de una solución rápida y económica para detectar el riesgo de deterioro en las extremidades inferiores en personas mayores. Utilizando tecnologías de secuenciación de ADN y análisis metagenómico, se creará un panel de referencia que incluirá datos genéticos y microbióticos así como una calculadora de riesgo y una base de datos para investigaciones relacionadas.
El Carcinoma Escamoso de Cabeza y Cuello (HNSCC) es un cáncer con alta incidencia y mortalidad. Los principales factores de riesgo son el consumo de tabaco, alcohol y la infección por el virus del papiloma humano. El tratamiento conservador contra esta enfermedad busca controlar la enfermedad sin cirugía, pero la respuesta varía según los pacientes. La predicción del perfil del paciente y el tumor frente a la quimiorradioterapia sería valiosa para elegir el mejor enfoque diagnóstico y terapéutico, evitando tratamientos inefectivos y agresivos.
El proyecto LIVERGUT busca evaluar los efectos del trasplante de microbioma fecal (FMT) en pacientes con cirrosis. Dos ensayos aleatorizados de fase III serán realizados para evaluar la reducción de la hipertensión portal y las complicaciones de la cirrosis.
Los organismos multicelulares tienen una relación simbiótica con microbios, y esta asociación es esencial para su funcionamiento. Los microbiomas, que son comunidades de microbios, pueden clasificarse en tipos específicos. Esto es relevante en el ámbito clínico, ya que ayuda en el diagnóstico, identificación de factores de riesgo y predicción del éxito del tratamiento. CLOM consiste en una base de datos de perfiles de microbiomas y un clasificador de perfiles que emplea técnicas de agrupación no supervisadas. El principal objetivo es permitir la caracterización y predicción de la microbiota y su relación con enfermedades, así como para la asignación de nuevas muestras a tipos de comunidades microbianas asociadas a enfermedades.
Utilizando como modelo la cucaracha Blattela germanica y su doble sistema simbionte, profundizaremos en el conocimiento de los mecanismos de comunicación entre los participantes (insecto, endosimbionte y microbiota intestinal), prestando especial atención al papel ejercido por los péptidos antimicrobianos (AMPs), y los RNA no codificantes de insecto (miRNA) y simbiontes (sRNA), ya sea localmente o en otros tejidos diana, utilizando vesículas extracelulares (EV) para desplazarse. Así mismo, investigaremos la utilidad del endosimbionte Wolbachia como estrategia de biocontrol de insectos plaga (mosquitos y cucarachas). Finalmente, exploraremos el uso del endosimbionte Bartonella para el diseño de un chasis en biología sintética con futuras aplicaciones biomédicas.
El proyecto se centra en el estudio de las interacciones entre bacteriófagos y bacterias en la microbiota de la cucaracha Blattella germanica. Se hipotetiza que los bacteriófagos afectan la diversidad bacteriana y que la respuesta del huésped al estrés, como los antibióticos o las temperaturas extremas, altera estas interacciones y el metabolismo del huésped.
Hay mucho interés en utilizar los bacteriófagos para tratar las enfermedades causadas por la bacterias con resistencias a múltiples antibióticos. En el proyecto CDEIGENT/2021/008 investigaremos sus capacidades de modificar la composición bacteriana en el intestino humano afectado por la infección por Clostridioides difficile mediante la genómica de células individuales microbianas.
El objetivo principal de Action es integrar a científicos y a innovadores trabajando en múltiples disciplinas y modelos biológicos para avanzar la comprensión mecánica en el ámbito innovador ARN y crear y comunicar un programa de investigación para detectar ARN acorde con los objetivos de desarrollo sostenible en materia de enfermedades infecciosas y control de plagas.
Cambios con la edad de las interacciones de la microbiota con su hospedador humano y determinación de un núcleo permanente de simbiontes mutualistas.
 

Programa de Biología de Sistemas Aplicada y Biología Sintética

 
Un proyecto financiado por la UE que fomenta y facilita la excelencia en la comunicación científica, el compromiso público y las prácticas de cocreación.
Se estima que las resistencias antimicrobianas causarán más muertes que el cáncer en 2050. Se trata de un grave problema de salud global que requiere nuevas estrategias que permitan producir de forma sistemática moléculas antimicrobianas contra cualquier bacteria.
Ciertas bacterias pueden dividir el agua en hidrógeno y oxígeno usando luz. Siguiendo el ejemplo de la naturaleza, el proyecto PhotoSynH2, financiado con fondos europeos, tiene como objetivo desarrollar bacterias modificadas genéticamente (cianobacterias) capaces de convertir la energía solar en hidrógeno.
La digestión anaeróbica (DA) de materia orgánica es una tecnología robusta para la síntesis de biogás a partir de diferentes tipos de residuos (barros de depuración procedentes del tratamiento de aguas, purines de animales, residuos biológicos, etc.). El objetivo principal de la DA es la producción de metano, una fuente de energía renovable que se puede utilizar para generar electricidad, calor o como combustible de vehículos.
 

Unidad de Innovación (Sinnbiosis)

 
Aplicación de enfoques globales y multidisciplinares de la Biología de Sistemas para la generación de soluciones biotecnológicas innovadoras a retos sociales y empresariales.