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.

Científicos del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) describen el proceso de interacciones entre neuronas mediado por “Intercellular Cell Adhesion Molecule-5” (ICAM-5). Esta proteína interviene en la adhesión celular entre neuronas y juega un papel clave en su desarrollo.

Encontrada exclusivamente en las membranas de las neuronas del telencéfalo, explica José M Casasnovas, el investigador del CNB responsable principal de este estudio, “se ha visto que ICAM-5 se asocia a un tipo de proteínas cuyas mutaciones se han relacionado con el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer”. Con la información estructural que han conseguido en este estudio y en otro previo, se puede ahora entender cómo esta proteína establece uniones entre neuronas y participa en el tráfico de los leucocitos en el cerebro.

En este trabajo se ha utilizado la cristalografía de rayos X para determinar la estructura de la parte más expuesta de la proteína en neuronas, que es la responsable de la unión entre células. Este fragmento de ICAM-5 tiene una distribución de cargas polarizada, una característica que la diferencia del resto de proteínas de la misma familia. La molécula adopta una configuración curvada (S) que favorece la formación de un complejo de adhesión entre moléculas que se encuentran en la superficie de las neuronas.

• Recacha R, Jiménez D, Tian L, Barredo R, Gahmberg CG, Casasnovas JM. Crystal structures of an ICAM-5 ectodomain fragment show electrostatic-based homophilic adhesions. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2014; 70 (Pt 7): 1934-1943.

Licenciado en Químicas por la Universidad Complutense de Madrid, donde se doctoró en 1981, Albar dirigía en el CNB tanto el Servicio de Proteómica, como su propio grupo de investigación que centraba sus esfuerzos en el desarrollo y aplicación de herramientas para detectar las proteínas implicadas en las interacciones y rutas metabólicas más relevantes desde el punto de vista de la enfermedad.

Para todos aquellos que hemos disfrutado en el CNB de su compañía y amistad durante todo este tiempo, es un verdadero orgullo haber trabajado con uno de los responsables del despegue de la proteómica en España. Juan Pablo era desde 2005 el coordinador general de ProteoRed, y a partir de 2013, coordinador general de la Plataforma en Red de Recursos Biomoleculares y Bioinformáticos del Instituto de Salud Carlos III

Su trabajo actual radicaba, dentro de la iniciativa Human Proteome Organization de la que formaba parte de su consejo de dirección, en la caracterización de las proteínas codificadas por el cromosoma 16. Un trabajo que es esencial para poder desarrollar nuevos métodos de diagnóstico, prevención y tratamiento de enfermedades humanas.

Nacido en Aranjuez el 3 de enero de 1953, su pasión por la Naturaleza se vio reflejada tanto en su gran afición a la montaña, de la que se encontraba disfrutando horas antes de sufrir el infarto que acabó con su vida, como en el aspecto profesional, siendo el coordinador científico de la expedición Trineo de Viento. Como tal, se responsabilizó de la toma de muestras en la Antártida para proyectos científicos tales como la determinación isotópica de oxígeno e hidrógeno en la nieve, o la búsqueda de contaminantes orgánicos persistentes en el aire.

Nos gustaría recordarle en este vídeo que grabó en el Polo Sur geográfico invitando a todo el mundo a asistir al 13th Annual World Congress of the Human Proteome Organization (Madrid, 5 al 8 de octubre de 2014), a cuya organización dedicó grandes esfuerzos.

Son muchos los mensajes de cariño que hemos recibido estos días en memoria de Juan Pablo. Nos despedimos de él con las palabras escritas por Mariano Esteban que quizá sean las que mejor reflejen nuestros sentimientos y el deseo de todos nosotros:

Querido Juan Pablo:

No nos podemos hacer a la idea de que nos has dejado para siempre, si no mas bien pensamos que te has ido de escalada a explorar esas montañas y naturaleza viva de la que siempre has disfrutado y te has sentido unido. Serás siempre el explorador y apasionado científico del que nos sentiremos orgullosos por haberte conocido. Que sigas por tus montañas.

Con todo nuestro afecto y cariño,

Tus compañeros

Una vez terminado el VII Ciclo de Seminarios Júnior, los estudiantes de doctorado del CNB se reunieron para celebrarlo y empezar a organizar el siguiente.