El grupo del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC dirigido por Jesús M. Salvador acaba de publicar que la expresión del gen Gadd45g es crítica durante el desarrollo embrionario para la formación de testículos. Al generar ratones deficientes en la proteína Gadd45g se dieron cuenta de que sorprendentemente todas las crías eran fenotípicamente hembras.

Aunque los ratones deficientes en Gadd45g tienen el cromosomas Y y por tanto genéticamente se considerarían machos, no desarrollan testículos por un problema en la señalización durante el desarrollo embrionario. La ausencia de Gadd45g origina una anomalía de la diferenciación sexual que ocasiona el desarrollo de ovarios independientemente de la presencia del cromosoma Y.

En humanos, las anomalías de la diferenciación sexual son un grupo amplio de patologías ocasionadas por diferentes alteraciones en alguna de las etapas del desarrollo fetal necesarias para el desarrollo normal del sexo genético y gonadal. Están consideradas dentro del grupo de patologías raras por su baja frecuencia inferior a 1/4.500 recién nacidos. La etiología de este tipo de patologías es genética y aunque se han descrito algunas mutaciones inactivadoras en un grupo muy reducido de genes, existe un gran número de casos  sin diagnóstico definido. Por tanto la identificación de este gen de la familia Gadd45 puede ser muy importante en el esclarecimiento del diagnóstico etiológico de este tipo de patologías.

La familia de genes Gadd45, está compuesta por tres miembros, Gadd45a, Gadd45b y Gadd45g. En el laboratprio de Salvador han generado ratones deficientes en cada una de estas proteínas y observaron que Gadd45g es el único miembro de la familia que tiene una función esencial en la determinación del sexo y el desarrollo de testículos.

Además, en este estudio describen el mecanismo que ocasiona la anomalía en el desarrollo testicular.  Gadd45g es un regulador positivo del gen SRY que se encuentra en el cromosoma Y. La ausencia de Gadd45g evita la expresión de SRY y SOX9, evitando el desarrollo de gónadas masculinas.

• Johnen H, González-Silva L, Carramolino L, Flores JM, Torres M, Salvador JM. Gadd45g is essential for primary sex determination, male fertility and testis development. PLoS ONE 8(3): e58751.

En su laboratorio del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC, Pilar Cubas ha descubierto que el gen BRANCHED1 se activa en las yemas axilares cuando hay plantas cercanas. Según acaba de publicar en la revista Plant Cell, al ponerse en funcionamiento este factor de transcripción TCP se encarga de reprimir la transcripción de un gran número de genes implicados tanto en el ciclo celular como en la síntesis de proteínas. Además, también promueve la acción de una hormona asociada a la dormición, el ácido abscísico. Como resultado, las yemas laterales entran en reposo y no crecen nuevas ramas. De este modo, la planta mejora su captación de luz y evita ser cubierta por las plantas que la rodean.

Conocer el funcionamiento de BRANCHED1 puede permitir en el futuro suprimir el crecimiento de ramas no deseadas en especies de interés agronómico en las que la poda supone un elevado coste de manejo y, explica Cubas, "mejorar la arquitectura de otras especies para favorecer su cosechado".

• González-Grandío E, Poza-Carrión C, Sorzano CO, Cubas P. BRANCHED1 promotes axillary bud dormancy in response to shade in Arabidopsis. Plant Cell. 2013 Mar;25(3):834-50.

Para comprender mejor cómo funcionan estas proteínas, en su laboratorio del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB), el grupo dirigido por José María Valpuesta ha utilizado la microscopía electrónica. Gracias a esta técnica han podido determinar por primera vez la estructura de un complejo formado por la chaperona DnaJ y su sustrato, lo que les ha permitido observar cómo la chaperona cambia la estructura del sustrato y con ello su función.

En colaboración con la Universidad del País Vasco, el investigador postdoctoral del CNB Jorge Cuéllar ha identificado además en dicha chaperona una zona de gran flexibilidad que le permite adaptarse a la forma de distintas proteínas. Como se puede apreciar en la imagen de abajo, la forma que adopta la chaperona DnaJ (en azul) cambia radicalmente en función del sustrato al que se une (RepE1-144, RepE o Rep54; en amarillo). De este modo, una misma chaperona es capaz de unirse a una variedad de proteínas diferentes, consiguiendo en todas ellas que adquieran la forma necesaria para funcionar.

• Cuéllar J, Perales-Calvo J, Muga A, Valpuesta JM, Moro F. Structural insights into the chaperone activity of the 40 kDa heat shock protein DnaJ. Binding and remodeling of a native substrate. J Biol Chem 2013 Apr 11. [doi: 10.1074/jbc.M112.430595].

Un estudio internacional en el que ha participado la investigadora del CNB Cristina Risco ha publicado en la revista PNAS la estructura de la ribonucleoproteína del virus Bunyamwera, modelo de estudio de los integrantes de la familia Bunyaviridae, a la que también pertenecen los virus que provocan la fiebre hemorrágica de Congo y Crimea y la fiebre del valle del Rift.

"Uno de los principales resultados de esta investigación es que la flexibilidad de la nucleoproteína que envuelve el ARN de Bunyamwera facilita el empaquetamiento de su material genético en las partículas virales y su replicación una vez fuera del virus. La estructura atómica muestra que el plegamiento de la nucleoproteína es, además, diferente al observado en las demás nucleoproteínas de virus conocidas”, explica Risco.

Este estudio muestra que, a pesar de su flexibilidad, el complejo que recubre el material genético lo protege completamente del ataque de las nucleasas, las enzimas que rompen las moléculas de ARN.

Los resultados de este estudio ayudan a entender mejor el mecanismo molecular mediante el que se ensamblan las ribonucleoproteínas virales. "Este conocimiento permitirá avanzar en el desarrollo de compuestos para atacar a estos complejos macromoleculares que son esenciales para la supervivencia de los virus ARN", añade desde el mismo laboratorio del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC la investigadora Isabel Fernández de Castro.

Los hallazgos logrados por este estudio, liderado por investigadores chinos, ha sido posible mediante el uso de cristalografía de rayos X y microscopía electrónica. Como se aprecia en la imagen, el complejo formado por el monómero de la proteína viral NP y el ARN, la flexibilidad de este complejo respecto a los adyacentes es el elemento básico que dirige la oligomerización y ensamblaje de las ribonucleoproteínas lineales y flexibles del virus Bunyamwera.

• Li B, Wang Q, Pan X, Fernández de Castro I, Sun Y, Guo Y, Tao X, Risco C, Su SF, Lou Z. Bunyamwera virus possesses a distinct nucleocapsid protein to facilitate genome encapsidation. PNAS April 8, 2013 doi: 10.1073/pnas.1222552110.

El Campus de Excelencia Internacional UAM+CSIC (CEI UAM+CSIC) tiene como una de sus líneas de actuación esenciales la captación de talento tanto a nivel nacional como internacional. Y con la intención de atraer científicos y profesores de primer nivel, acaba de convocar el Premio de Investigación CEI UAM+CSIC en el área de la Biología Molecular Física y Sintética.

El objetivo de este premio, compatible con cualquier otro tipo de premio y/o ayuda, es el de favorecer que profesionales de otros centros de investigación puedan trasladarse al CNB para desarrollar una línea de investigación que se centre en el estudio del plegamiento y función de proteínas. Para ello, deberán integrar métodos experimentales de alta resolución temporal, estructural y de moléculas únicas, modelización teórica y simulaciones computacionales.

El premio tiene una dotación económica de 30.000 € anuales de libre disposición durante tres años, prorrogables a otros dos. Para solicitarlo, el investigador debe tener una vinculación permanente con el CSIC y no podrá estar adscrito a ningún centro del CEI UAM+CSIC.

Las solicitudes se presentarán en el registro general de la UAM desde el 8 de abril al 22 de abril de 2013.

• Convocatoria del Premio de Investigación CEI UAM+CSIC en Biología Molecular Física y Sintética

Durante la reunión, Naranjo expuso los pormenores de su proyecto de investigación sobre el alzheimer que se financia, en parte, gracias a la Fundación Reina Sofía. Mariano Esteban tuvo ocasión asimismo de exponer a la Reina los avances obtenidos en los ensayos clínicos de su vacuna contra el sida y sus experimentos con vacunas contra la malaria, la leishmaniasis y la gripe. López Carrascosa, por su parte, explicó la marcha de sus trabajos sobre la estructura de los virus. Finalmente Martínez-Alonso habló de sus estudios sobre el papel de las células madre en el desarrollo y la metástasis del cáncer.

A continuación realizaron un recorrido por las instalaciones del CNB, entre las que destacan el servicio de microscopía confocal, el microscopio electrónico, el citómetro de flujo, el laboratorio de pinzas ópticas y las instalaciones de cultivo de plantas del CNB.

La visita comenzó en el laboratorio de microscopía confocal. En el, Sylvia Gutiérrez Erlandsson mostró las imágenes digitales que se obtienen actualmente de las células gracias al empleo de láseres. Con esta tecnología y el uso de marcadores fluorescentes en las muestras, se pueden localizar los distintos componentes de las células.

Durante la visita al microscopio electrónico, Jaime Martín-Benito le pudo explicar cómo funcionan este tipo de microscopios y le estuvo enseñando algunos ejemplos como su último trabajo publicado en la revista Science en el que describen la estructura de las proteínas responsables de la replicación y expresión del material genético del virus de la gripe A.

A continuación, María del Carmen Moreno-Ortiz explicó a Doña Sofía en qué consiste la técnica de la citometría de flujo. Entre los ejemplos interesantes de cómo se pueden analizar las distintas poblaciones celulares de una muestra, Moreno tuvo la oportunidad de mostrar cómo se pueden separar las células tumorales de las células normales.

Su Majestad tuvo la oportunidad de conocer de mano de Elías Herrero y Borja Ibarra la llamada técnica de pinzas ópticas. Esta revolucionaria técnica permite a los investigadores atrapar cualquier molécula individualmente (desde una proteína al ADN) y medir los cambios que sufre mientras ejerce su función.

Finalmente, en el invernadero del CNB, Carlos Alonso y Salomé Prat tuvieron la oportunidad de mostrar brevemente las plantas que se cultivan y explicar las últimas investigaciones llevadas a cabo por los científicos del Departamento de Genética Molecular de Plantas.

El CSIC ha renovado el panel de integrantes de su Comité Científico Asesor. La nueva lista de 23 miembros se ha cerrado con siete nuevas incorporaciones. Entre otras la de investigador del Centro Nacional de Biotecnología Mariano Esteban.

El órgano, cuya presidencia ostenta el presidente del CSIC, Emilio Lora-Tamayo, se compone de científicos y tecnólogos de las distintas áreas de conocimiento en las que está distribuida la actividad científica del CSIC. Según el Estatuto del organismo, tiene la función de informar y asesorar en aspectos científico-tecnológicos a la Presidencia del CSIC y al Consejo Rector.

Los siete vocales que se incorporan al comité son: Juan Albadalejo Montoro (profesor de Investigación del CSIC adscrito al Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura), Mariano Esteban Rodríguez (profesor de Investigación del CSIC adscrito al Centro Nacional de Biotecnología), Ángel Messeguer Peypoch (profesor de Investigación del CSIC adscrito al Instituto de Química Avanzada de Cataluña) y Juan Moreno Klemming (profesor de Investigación del CSIC adscrito al Museo Nacional de Ciencias Naturales)

Esteban es pionero en el campo de las vacunas, donde destaca en la lucha contra el sida empleando procedimientos de inmunización combinada de vectores. Sus trabajos, que están siendo financiados por distintos organismos nacionales e internacionales como la Fundación Bill y Melinda Gates, tienen aplicación en enfermedades como la hepatitis C, la gripe o el cáncer de próstata.

Una de las 3 Advanced Grants en el campo de las Ciencias de la Vida que la Unión Europea ha concedido este año a científicos españoles será para el investigador del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) Víctor de Lorenzo. Con la participación de otro científico de la casa, Luis Ángel Fernández, desarrollarán un gran proyecto de Biología Sintética.

Víctor de Lorenzo es un ingeniero genético especializado en biorremediación ambiental y creó hace unos años una bacteria que emite luz en presencia de residuos de explosivos. Ahora recibirá de la Comisión Europea durante los próximos 5 años la financiación necesaria para la creación de un sistema inmune artificial.

El objetivo del proyecto, explica de Lorenzo, es "la creación de una plataforma artificial basada exclusivamente en partes, dispositivos y módulos de origen bacteriano". La construcción de este sistema en bacterias tiene como intención simplificar su generación y extender las aplicaciones de los anticuerpos más allá del ámbito biomédico.

El proyecto explotará los conceptos de diseño, las jerarquías de construcción y las nociones de estandarización que se derivan de las corrientes más actuales de la Biología Sintética.  El resultado será el ensamblaje y validación de lo que creen que será el sistema biológico no-natural más complejo intentado hasta el momento.

El laboratorio del investigador del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) Lluís Montoliu ha generado para la empresa británica Crescendo Biologics Limited una variedad de ratones con anticuerpos humanos mejores que los que se producían hasta ahora.

Los anticuerpos humanos se llevan usando hace ya bastantes años para el tratamiento de enfermedades como la artritis reumatoide o la enfermedad de Crohn. Ahora, con la tecnología diseñada por Crescendo se ha dado un paso más y los ratones generados tan sólo producen una de las partes de los anticuerpos, la llamada cadena pesada variable.

Estos anticuerpos, mucho más pequeños que los naturales, tienen la ventaja de poder usarse vía tópica y, según comenta Mike Romanos, director ejecutivo de Crescendo Biologics, “llegan con más facilidad a los órganos y tejidos en los que deben actuar y son más baratos de producir a gran escala”.

Desde el laboratorio del CNB en el que se han generado esta variedad de ratones, Lluís Montliu nos explica que el éxito de estos nuevos ratones transgénicos que producen los segmentos pesados de anticuerpos humanos se pone de manifiesto al usar ratones inmunodeficientes, que carecen de anticuerpos propios, propiedad de la empresa, permitiendo la obtención de los anticuerpos humanos sin contaminación alguna con anticuerpos de ratón. Un nuevo tipo de anticuerpos terapéuticos que Crescendo quiere empezar a utilizar en colaboración con empresas farmacéuticas.