En honor de Juan Pablo Albar, el martes 2 de diciembre de 2014 se celebró en el CNB el siguiente acto:

Juan Pablo Albar (1953-2014), amante de grandes retos, explorador incansable, partió a su última expedición, esa que uno emprende en solitario. El escalador de cimas; el corredor de fondo; el aventurero del proteoma humano y, sin duda, el bioquímico más conocido de la Antártida, nos dejó la madrugada del pasado 19 de julio. Entre proteínas e increíbles aventuras, solo al alcance de unos pocos, se marchó sin avisar a nadie, como el susurro del viento de las nevadas cumbres que tanto amaba. En él, ciencia, deporte y aventura se fundían en su más íntima esencia, en la nobleza, superación de nuevos retos, conseguir nuevos conocimientos y, en definitiva, en hacer un poquito más grande al ser humano. Los límites entre sus tres aficiones eran tenues, su naturaleza de científico y explorador le condujo a recorrer la Antártida en el Proyecto Trineo, desde su entrada por Sudáfrica hasta su salida por bahías repletas de pingüinos. “Me alegro de haber ido”, dijo y convocó “cálidamente”, desde el mismísimo Polo Sur, a la comunidad científica para trabajar con él en uno de los más grandes retos de la Biología, el Proyecto Proteoma Humano.

Juan Pablo Albar se licenció en Ciencias Químicas en la Universidad Complutense de Madrid, donde unos años más tarde, en 1981, obtuvo el título de Doctor. Tras unos años de trabajo en el sector privado, comenzó su trayectoria académica en el Centro Nacional de Biotecnología del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CNB-CSIC), donde se convirtió en uno de los pioneros y principales impulsores de la proteómica en España, punto de referencia necesario en grandes iniciativas, nacionales e internacionales, destinadas a entender la biología humana y las causas de la enfermedad. Fue Investigador Científico del CSIC, Director de la Unidad de Proteómica del CNB, coordinador de la Plataforma de Proteómica en Red del Instituto de Salud Carlos III (ProteoRed-ISCIII), coordinador de la Plataforma de Recursos Biomoleculares y Bioinformáticos, PRB2-ISCIII, miembro de las Juntas Directivas de la Sociedad Española de Proteómica (SEProt), de la Asociación de Proteómica Europea (EuPA), de la Organización del Proteoma Humano (HUPO), miembro del Comité Ejecutivo del Proyecto Proteoma Humano (HPP), Director del Proyecto Proteoma Humano Español centrado en investigar el proteoma asociado al cromosoma 16. Su trabajo ha dado lugar a más de 160 publicaciones científicas y ha servido de inspiración a numerosos investigadores en el ámbito de la proteómica y de la bioquímica en general.

Gran científico, deportista y, sobre todo amigo, Juan Pablo nos dejó un legado de optimismo y saber hacer que nos guiará en el desarrollo futuro de los proyectos que él inició y que han permitido convertir a nuestro país en una referencia indiscutible dentro de una disciplina emergente, como lo es la Proteómica y sus aplicaciones en el ámbito de la salud.

Una investigación llevada a cabo en el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) ha contribuido a determinar en términos estructurales el mecanismo por el que la proteína Hop media en el correcto plegamiento del receptor de una hormona mediante la interacción de forma sucesiva con las chaperonas Hsp70 y Hsp90.

Bajo la dirección del científico del CNB José María Valpuesta, los investigadores han sido capaces de superar la flexibilidad intrínseca de estas proteínas y determinas las estructuras, usando técnicas de microscopía electrónica diversas, los diferentes complejos entre las chaperonas Hsp70 y Hsp90 con el sustrato, el receptor de glucocorticoides.

Como se muestra en este estudio publicado en la revista Nature Communications Como se muestra en este estudio publicado en la revista Nature Communications, el plegamiento, el ensamblaje y la maduración de receptor de glucocorticoides empieza cuando es reconocido por la chaperona Hsp70, una proteína esencial para controlar la calidad de las proteínas de la célula.

El complejo entre Hsp70 y el receptor de glucocorticoides es a su vez reconocido por otro complejo, el formado por la co-chaperona Hop y el dímero de la chaperona Hsp90. Mediante el procesamiento de las imágenes obtenidas por microscopía electrónica, los investigadores han podido observar que la flexibilidad del dímero de Hsp90 se reduce tras la unión de una molécula de la proteína Hop. De este modo, se produce una reorganización de esta estructura que da lugar principalmente a dos conformaciones del complejo Hsp90:Hop, explica Valpuesta, “una estructura extendida que reconoce el complejo Hsp70:receptor de glucocorticoides e interacciona con él y otra compacta en la que Hsp70 contacta con uno de los monómeros de Hsp90”. Precisamente, es este movimiento entre una conformación y la otra el que sirve para traspasar la molécula del receptor de glucocorticoides al dímero de Hsp90, el cual se encargará de paso final en el proceso de plegamiento.

• Alvira S, Cuéllar J, Röhl A, Yamamoto S, Ito H, Alfonso CB, Rivas G, Buchner J, Valpuesta JM. Structural characterization of the substrate transfer mechanism in HSP70/Hsp90 folding machinery mediated by Hop. Nat Commun. 2014; 5: 5484.

Un grupo de investigadores del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) ha descubierto un mecanismo por el que la bacteria patógena Listeria monocytogenes aumenta la expresión de una proteína de su pared cuando crece dentro de células eucariotas.

Con una mortalidad estimada de un 20–30%, las infecciones por L. monocytogenes progresan rápidamente debido a que el patógeno es capaz de cruzar nuestras barreras de defensa (epitelio intestinal, placenta, barrera hematoencefálica). A continuación, la bacteria invade las células del hospedador y prolifera dentro de ellas. Las bases moleculares que sustentan la capacidad de L. monocytogenes para adaptarse y vivir dentro de células eucariotas son en gran medida desconocidas. No obstante, datos recientes obtenidos por técnicas de proteómica y transcriptómica muestran una expresión selectiva de determinados genes y proteínas cuando el patógeno crece en el interior de la célula hospedadora.

Dirigidos por el microbiólogo del CNB Francisco García-del Portillo, un grupo de científicos acaba de publicar en la revista PLOS Genetics un mecanismo de regulación de una proteína anclada a la pared bacteriana de L. monocytogenes por parte de un “ARN pequeño”. Este proceso culmina con la producción preferencial de la proteína sólo cuando el patógeno crece en la célula eucariota. En colaboración con la investigadora de la Universidad Autónoma de Madrid, Graciela Pucciarelli, han descubierto que “esta especificidad se consigue porque las bacterias intracelulares transcriben una variante del ARN mensajero que contiene una región no traducida (UTR) en el extremo 5’ inusualmente larga (234 nucleótidos) a la que podría unirse el ARN regulador”.

Esta regulación “espacial” consigue que la producción de esta proteína esté fuertemente apagada cuando la bacteria crece en medios de laboratorio. La situación se invierte en bacteria intracelular, cuando se produce de forma mayoritaria una variante del ARN mensajero reconocida por el ARN regulador.

Reforzando este mecanismo, los autores describen que la bacteria intracelular aumenta la cantidad del ARN pequeño Rli27 durante el ciclo infectivo. Según explica García-del Portillo, el aumento de ambos elementos en respuesta a la infección, tanto del ARN regulador (Rli27) como de la variante del ARN mensajero del gen diana que expone un sitio de unión para ese ARN, asegura que “esta proteína de superficie del patógeno se produzca de forma selectiva dentro de la célula hospedadora” en lugar del ambiente extracelular.

• Quereda JJ, Ortega ÁD, Pucciarelli MG, García-del Portillo F. The Listeria small RNA Rli27 regulates a cell wall protein inside eukaryotic cells by targeting a long 5′-UTR variant. PLoS Genet. 10 (10): e1004765.

El Centro Nacional de Biotecnología del CSIC celebrará en Madrid el lunes 22 de diciembre de 2014 la vigesimosegunda edición de su tradicional jornada Avances en Biología Molecular por Jóvenes Investigadores en el Extranjero. En ella participan, año tras años científicos postdoctorales españoles que trabajan fuera de nuestras fronteras y que vuelven a casa por Navidad.

La asistencia es libre y las jornadas finalizarán con una mesa redonda en la que se comentarán las distintas posibilidades de financiación dentro del sistema científico español.

PROGRAMA

Un grupo de científicos del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) ha descubierto una proteína que actúa como un sensor de fosfato en plantas. Según explica Javier Paz-Ares, director de este estudio, habrá que tener en cuenta esta proteína para a la hora de desarrollar una agricultura más sostenible.

El fósforo es un nutriente fundamental para todos los organismos. Las plantas lo toman del suelo en forma de fosfato, pero al ser muy insoluble, comenta Paz-Ares, en la mayoría de los suelos se encuentra en bajas concentraciones comprometiéndose el rendimiento de las cosechas. La identificación de esta proteína, capaz de percibir la disponibilidad de fosfato en plantas y promover la adaptación del crecimiento, desarrollo y metabolismo acorde con dicha disponibilidad, provee de una herramienta biotecnológica para mejorar la eficiencia en la utilización de fosfato por las plantas, y así reducir las necesidades de fertilizantes.

En colaboración con investigadores del Instituto Max Planck de Colonia y de la Universidad de Zheijang, las investigadoras del CNB Mabel Puga e Isabel Mateos identificaron este sensor mediante la búsqueda de proteínas que interaccionaban con un activador clave de la respuesta al ayuno de fosfato en plantas. Posteriormente comprobaron que la interacción entre la proteína sensora y el activador sólo tiene lugar cuando las plantas tienen suficiente cantidad de fosfato y que conlleva la inhibición de la respuesta. Es decir, el sistema de respuesta al ayuno de fosfato, más que activarse cuando la planta sufre carencia de fosfato, se inactiva cuando la planta recibe suficiente fosfato.

Este sensor de fosfato de plantas que acaban de descubrir muestra parecido con uno descrito en levaduras, pero “es llamativo que los mecanismos de acción de los sensores de ambos organismos sean muy distintos”, recalca Paz-Ares. Mientras que en el caso de levaduras, el sensor inhibe a un represor de las respuestas al ayuno cuando el fosfato es escaso, en plantas el sensor inhibe a un activador de las respuestas al ayuno cuando hay suficiente fosfato. Como se ve, se puede conseguir un mismo efecto –que la respuesta al ayuno de fosfato se produzca sólo cuando no hay fosfato- de dos maneras opuestas. Para Paz-Ares, ahora “queda por entender el porqué de estas diferencias”. Si es que hay un porqué, más allá de que plantas y levaduras son organismos que han divergido hace muchos millones de años.

• Puga MI, Mateos I, Rajulu C, Wang Z, Franco-Zorrilla JM, de Lorenzo L, Irigoyen ML, Masiero S, Bustos R, Rodríguez JF, Leyva A, Rubio V, Sommer H, Paz-Ares J. SPX1 is a phosphate-dependent inhibitor of PHOSPHATE STARVATION RESPONSE1 in Arabidopsis. PNAS. 2014; MS# 2014-04654R.

Un grupo de investigadores del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) han sido capaces de reducir drásticamente el desarrollo de tumores y la inflamación del colon en ratones. Para ello han tenido que identificar dos proteínas que no se sabía que estaban implicadas en este tipo de enfermedades.

El grupo dirigido por Ana Cuenda ha utilizado una serie de modelos de ratón que les ha permitido estudiar porqué los pacientes con inflamación crónica en el intestino, como los que padecen la enfermedad de Crohn, desarrollan tumores de colon en una proporción mucho más alta que la población normal.

Sus resultados, que se acaban de publicar en la revista Cancer Research, describen cómo en un modelo de cáncer de colon asociado a colitis, la eliminación de las proteínas quinasas p38γ y p38δ reduce drásticamente el desarrollo de tumores y la inflamación en el colon. Analizando en detalle el mecanismo detrás de este descubrimiento, han observado que estas dos proteínas regulan tanto el reclutamiento de células del sistema inmune, como neutrófilos o macrófagos, a los focos de inflamación como la producción de citoquinas.

Estos hallazgos indican que p38γ y p38δ tienen un papel pro-oncogénico asociando procesos inflamatorios con el desarrollo de tumores y, según comenta Cuenda, “son posibles dianas terapéuticas en el tratamiento contra el cáncer de colon”.

• Del Reino P, Alsina-Beauchamp D, Escós A, Cerezo-Guisado MI, Risco A, Aparicio N, Zur R, Fernandez-Estevez M, Collantes E, Montans J, Cuenda A. Pro-oncogenic role of alternative p38 mitogen-activated protein kinases p38γ and p38δ, linking inflammation and cancer in colitis-associated colon cancer. Cancer Res. 2014; doi: 10.1158/0008-5472.CAN-14-0870.

En un estudio publicado en la revista PNAS los investigadores en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) dirigidos por Laura Fumagalli, investigadora sénior en el IBEC y profesora de la Universidad de Barcelona (UB), y sus colaboradores del Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB), del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y del Instituto IMDEA de Nanociencia en Madrid, describen cómo han encontrado una manera para medir directamente la capacidad de polarización eléctrica del ADN - representada por su constante dieléctrica que indica cómo reacciona un material a la aplicación de un campo eléctrico - por primera vez en la historia.

Los investigadores lo han logrado gracias al uso de su propia técnica, desarrollada recientemente en el IBEC, basada en el microscopio de fuerza electrostática (EFM, del inglés electrostatic force microscopy). Este tipo de microscopio permite a los investigadores explorar no sólo la morfología de los complejos biológicos individuales en su entorno natural, sino también para medir las propiedades electrostáticas que hacen que cada objeto sea único. Sin embargo, hasta ahora esta propiedad clave del ADN - su capacidad de polarización eléctrica - ha permanecido desconocida, debido a las dificultades inherentes para conseguir dicha medida dada la compleja estructura del ADN.

Los investigadores han sido capaces de cuantificar la constante dieléctrica del ADN de una manera no invasiva mediante la medición del ADN en su estado nativo, condensado, dentro de un bacteriófago - un virus que infecta y se replica dentro de una bacteria. La naturaleza especial de estos virus significa que llevan información genética condensada en una pequeña carcasa, lo que significa que mantienen el ADN en una estructura casi cristalina que los investigadores fueron capaces de diseccionar para determinar las constantes dieléctricas de los principales componentes; la cubierta de proteína y el ADN.

Los resultados muestran que la constante dieléctrica del ADN está alrededor de 8, muy por encima de lo que se suele suponer, y los investigadores confirmarn este valor basándose en cálculos teóricos muy precisos, utilizando herramientas computacionales atomísticas de última generación y los recursos computacionales del Barcelona Supercomputing Center (BSC). Los cálculos dieron como resultado prácticamente el mismo valor, alrededor de 8, que coincide con sus observaciones experimentales.

"Nuestros experimentos y cálculos revelan una propiedad propia de ADN que permite la predicción realista de su conformación y sus funciones sobre la base de herramientas computacionales y nos ayuden a comprender mejor las funciones esenciales que el ADN desempeña en nuestro cuerpo", dice Modesto Orozco, jefe del grupo del IRB y profesor de la UB. "Estos experimentos también abren nuevas vías para explorar propiedades de polarización fundamentales de otras biomoléculas".

• Cuervo A, Dans PD, Carrascosa JL, Orozco M, Gomila G, Fumagalli L. Direct measurement of the dielectric polarization properties of DNA. Proc Natl Acad Sci USA. 2014; pii: 201405702.

The 'Severo Ochoa' Excellence PhD Programme offers up to six 4-year working contracts, funded by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness, to provide highly talented PhD students with the opportunity to start their scientific career at one of the first class research centers in Europe, the Spanish National Centre for Biotechnology (CNB).

In 2014, the CNB was accredited as one of the seven Spanish 'Severo Ochoa' Centres of Excellence in the area of Life Sciences and Medicine. The CNB is a multidisciplinary research centre that engages in the most relevant areas of red and green Biotechnology, with a strong focus on four major societal challenges, namely infectious diseases, inflammation & cancer, sustainability of food production, and environmental pollution. These areas are covered by complementary research approaches in the areas of:

• Macromolecular Structures


• Cellular and Molecular Biology


• Microbial Biotechnology


• Plant Molecular Genetics


• Immunology and Oncology


• Systems and Synthetic Biology

The Severo Ochoa Excellence PhD Programme reflects on our centre's effort to implement novel research approaches related to Systems and Synthetic Biology. During their PhD training, students will become immersed into a versatile and multidisciplinary scientific approach, combining gene-based technologies with frontier research in functional and structural biology to bridge information gaps between the wealth of newly identified biological blocks and their functional interplay in living organisms. They will have the opportunity to participate in international flagship projects of contemporary Systems & Synthetic Biology. They will have access to excellent research facilities (high-throughput genomics, proteomics etc.) and state-of-the-art technology (genetic engineering, structure solving, imaging, computational biology etc.). Training at the CNB will prepare PhD students to lead discovery and application of Biotechnology to meet the needs of a modern society and the challenges of a dynamic world.

We encourage applications from highly talented and motivated PhD students with outstanding qualifications. Before applying, please consult our web on http://www.cnb.csic.es/index.php/en/investigacion/departamentos.html to find out which research group(s) best fit your expectations.

On-line applications are directed directly to the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness

DEADLINE: September 19, 2014

Científicos del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC han descubierto una arsenato reductasa en plantas que podría ser útil para descontaminar el agua y los suelos de arsenato. En la actualidad, explica Antonio Leyva, el investigador del CNB responsable de este trabajo, hay millones de personas en todo el mundo expuestas a este contaminante y "esta proteína presenta un tremendo potencial para la biorremediación".

Los investigadores analizaron la tolerancia al arsenato de 82 variedades naturales de la planta Arabidopsis thaliana y encontraron en el cromosoma 2 un región relacionada con un mejor crecimeinto de las raíces en presencia de arsenato. En colaboración con otros grupos del CNB, Eduardo Sánchez-Bermejo fue capaz de determinar en el laboratorio de Leyva la proteína responsable de la tolerancia al arsenato. Tras analizar la secuencia de su ADN y estudiar su actividad bioquímica, los científicos la han identificado como una nueva arsenato reductasa que permite a las plantas secuestrar el arsenato.

Además, las variaciones de esta proteína explican los diversos grados de tolerancia que de forma natural se encuenran en las plantas. Como estas variaciones no son obtenidas en el laboratorio, sino que se encuentran en la naturaleza, Leyva espera que se conservarían si se utilizaran alguna de estas variedades en suelos o aguas contaminados con arsenato.

• Sánchez-Bermejo E, Castrillo G, Navarro C, del Llano B, Zarco-Fernández S, Martinez-Herrera DJ, Leo-del Puerto Y, Muñoz R, Cámara C, Paz-Ares J, Alonso-Blanco C, Leyva A. Natural variation in arsenate tolerance identifies an arsenate reductase in Arabidopsis thaliana. Nat Commun. 2014; 5: 4617.

El próximo 19 de septiembre de 2014 comienza el VIII Ciclo de Seminarios Júnior del CNB con una conferencia impartida por el investigador del Istituto di Ricerca in Biomedicina Santiago F. González.

Con la colaboración de VWR, los estudiantes predoctorales del CNB han organizado una serie de 11 conferencias que nos permitirá contar a lo largo del curso 2014-2015 con la presencia de 11 magníficos científicos que explicarán sus últimas investigaciones en el campo de la Ciencias de la vida. El ciclo finalizará en junio con la conferencia de José A. Bengoechea de la Queen's University de Belfast.

Los seminarios tendrán lugar los viernes a las 12:00 en el Salón de Actos del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC.