Investigadores del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) han participado en un estudio que aumenta nuestros conocimientos sobre la infectividad de los rotavirus, los cuales, según los datos de la Organización Mundial de la Salud, cada año causan la muerte en todo el mundo de casi medio millón de niños menores de 5 años.

Aunque los rotavirus se encuentren en el intestino, explican los investigadores del CNB José L. Carrascosa y José R. Castón “estos no entran en las células hasta que las proteasas del hospedador eliminan una serie de protuberancias que se encuentran en la superficie del virus”. En este trabajo, publicado en la revista PLoS Pathogens, los científicos se centran en el estudio de los cambios conformacionales de las protuberancias esenciales para que el virus sea infectivo.

En colaboración con los laboratorios de Javier María Rodríguez y Daniel Luque en el Centro Nacional de Microbiología del ISCIII, Castón y Carrascosa emplearon diferentes técnicas de microscopía electrónica que les han permitido la construcción de un modelo tridimensional de las protuberancias. Comparando las estructuras de las mismas antes y después del tratamiento con las proteasas, los investigadores han descartado que estas las estabilicen, aunque sí que son las causantes de una serie de movimientos en las protuberancias que le dan al virus su capacidad infectiva.

Los investigadores sugieren que como “los cambios en las protuberancias son necesarios para que los rotavirus entren en las células”, podrían llegar a ser en el futuro un buen punto contra el que dirigir fármacos. De este modo, los datos estructurales obtenidos en estos laboratorios serían de utilidad a la hora de diseñar medicamentos que bloqueen los cambios que permiten la entrada de los virus en las células.

• Rodríguez JM, Chichón FJ, Martín-Forero E, González-Camacho F, Carrascosa JL, Castón JR, Luque D. New insights into rotavirus entry machinery: stabilization of rotavirus spike conformation is independent of trypsin cleavage. PLoS Pathog. 2014; 10(5): e1004157.

Científicos del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) han desarrollado un antagonista de la hormona jasmonato que potencia las defensas de las plantas y reduce la infección por diversos tipos de microorganismos patógenos. El compuesto desarrollado en el laboratorio de Roberto Solano, coronatine-O-methyloxima (COR-MO), es útil como herramienta bioquímica para estudiar las funciones de esta hormona y podría ser empleado para controlar las infecciones en los cultivos.

Desde que el grupo de Solano descubriera la forma activa de la hormona jasmonato, ha habido varios intentos de modular esta vía hormonal que regula en plantas tanto el desarrollo como la respuesta al estrés. La clave para sintetizar el primer antagonista potente y específico del jasmonato ha sido una toxina bacteriana que imita los efectos de la hormona y suprime las defensas de las plantas.

El análisis de la estructura de dicha toxina y de su diana en las células de las plantas (el receptor del jasmonato) ha permitido que en el laboratorio de Solano en el CNB Isabel Monte haya identificado los residuos de la toxina esenciales para su funcionamiento. A partir de estos datos, han podido diseñar una serie de modificaciones que permiten atenuar las respuestas de las plantas al jasmonato. Así, su nuevo compuesto previene en diferentes especies de plantas los efectos de la toxina durante las infecciones bacterianas, señalando de este modo el potencial biotecnológico del COR-MO a la hora de controlar las infecciones en los cultivos de una forma más segura.

• Monte I, Hamberg M, Chini A, Gimenez-Ibanez S, García-Casado G, Porzel A, Pazos F, Boter M, Solano R. Rational design of a ligand-based antagonist of jasmonate perception. Nat Chem Biol. 2014; doi: 10.1038/nchembio.1575.

En su listado de los científicos más influyentes del mundo Thomson Reuters ha incluido a Roberto Solano. Este biólogo del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC es uno de los 47 investigadores españoles que se encuentran entre el 1% más destacado de los científicos más citados del mundo en sus respectivas áreas de trabajo. A Solano podemos encontrarle junto a los 176 científicos que Thomson Reuters incluye en el área de Ciencias Animales y de Plantas.

Solano estudia en su laboratorio los mecanismos moleculares que permiten a las plantas adaptarse al medio ambiente, centrándose en el funcionamiento del jasmonato, una hormona imprescindible para responder al estrés. Sus trabajos han llevado al descubrimiento de la forma activa de esta hormona y al de una familia de proteínas imprescindibles para que el jasmonato ejerza su acción. Estos dos descubrimientos, publicados en las revistas Nature y Nature Chemical Biology, han sido ya citados por otros investigadores más de 750 veces.

El número de citas de un trabajo es un indicador tanto del interés como de la influencia de dicho estudio para otros investigadores. Además, el prestigio de formar parte de la lista de Highly Cited Researchers también recae sobre las instituciones en las que se desarrollan los proyectos científicos. Estos datos los emplea el conocido como Ranking de Shanghái para valorar a las universidades y centros de investigación.

Además de Solano, otros 12 científicos del CSIC se encuentran incluidos en este prestigioso listado.

Investigadores del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) han descubierto el mecanismo por el que la sombra reduce las defensas de las plantas. Este descubrimiento puede ayudar a diseñar estrategias biotecnológicas que mejoren la producción agrícola en condiciones de alta densidad de cultivo.

La alta densidad de cultivos en la agricultura moderna es responsable del aumento de productividad de las explotaciones agrarias. Sin embargo, tiene un efecto negativo sobre la capacidad de las plantas de defenderse contra insectos y otros patógenos. Según explica el investigador del CNB Roberto Solano, “la sombra que genera la alta densidad de cultivo actúa como una señal que induce el crecimiento vegetal para alcanzar la luz, pero esa redistribución de recursos para el crecimiento tiene como contrapartida una disminución de la capacidad de activación de defensas, entre ellas las que dependen de la fitohormona jasmonato”.

El grupo dirigido por Solano acaba de publicar un trabajo en la revista Plant Cell en el que identifican por primera vez los factores de transcripción necesarios para activar las defensas de la planta frente a insectos y patógenos necrótrofos. En el laboratorio del CNB, José Manuel Chico ha descubierto que los activadores transcripcionales MYC2, MYC3 y MYC4 están regulados negativamente por los represores JAZ. En condiciones de luz, los fotorreceptores de la planta (principalmente PhyB) mantienen niveles altos de MYC2, MYC3 y MYC4. Sin embargo, la sombra inactiva a PhyB y eso reduce la estabilidad de estos activadores transcripcionales, reduciendo los niveles de estas proteínas. Al mismo tiempo, la sombra estabiliza a los represores JAZ, aumentando los niveles de estos represores, lo que contribuye a reducir la capacidad de activación de defensas de la planta por los factores MYC.

• Chico JM, Fernández-Barbero G, Chini A, Fernández-Calvo P, Díez-Díaz M, Solano R. Repression of jasmonate-dependent defenses by shade involves differential regulation of protein stability of MYC transcription factors and their JAZ repressors in Arabidopsis. Plant Cell. 2014; pii: tpc.114.125047.

El viernes 10 de octubre de 2014 se celebrará en el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC el 1^er Meeting de la Iniciativa en NanoBiomedicina del CNB con el fin de dar visibilidad a la investigación que llevamos a cabo en el área de la NanoBiomedicina tanto grupos del CNB como grupos colaboradores de esta iniciativa pertenecientes al Campus de Excelencia UAM+CSIC.

PROGRAMA

Nanomedicine (Chairs: Luis Ángel Fernández and Domingo F. Barber)

• 9:30 - María del Puerto Morales (Nanocrystals and Chemistry Group, Department of Biomaterials and Bioinspired Materials, ICMM, CSIC). Nanometrology, Standardization Methods for the synthesis and characterization of Magnetic Nanoparticles with applications in biomedicine


• 9:55 - Andrés de la Escosura (Nanoscience and Molecular Materials research Group, Department of Organic Chemistry, Faculty of Science, UAM). Hierarchical and Cooperative Supramolecular Strategies Towards Functional. Virus-Like Nanoparticles


• 10:20 - Luis Ángel Fernández (Department of Microbial Biotechnology & NanoBiomedicine Initiative, CNB, CSIC). Nanobodies and E. coli nanocells


• 10:45 - COFFEE


• 11:15 - Domingo F. Barber (Department of Immunology and Oncology & NanoBiomedicine Initiative, CNB, CSIC). Nanoparticles for targeted release in Immunotherapy


• 11:40 - Fernando Herranz (Advanced Imaging Unit, CNIC). Radionuclide-Fe₃O₄ nanoparticles: a core-doped nanosystem for dual hot spot imaging


• 12:05 - Aitziber López-Cortajarena / Alvaro Somoza (CNB-IMDEA Nanociencia Associated Unit). Nanoparticle uses in nanomedicine: Nanoparticule Modification and Gold nanoparticles as gene sensors


• 12:30 - Jesús M. de la Fuente (Instituto de Ciencia de materiales, ICMA-CSIC). Designing Inorganic Nanoparticles for Therapy and Diagnosis


• 13:15 - LUNCH

Single Molecule & Nanomachines (Chairs: José L. Carrascosa and Fernando Moreno Herrero)

• 14:30 - Pedro de Pablo (Departamento de Física de la Materia Condensada, UAM). Mechanical properties of viral particles


• 14:55 - Mauricio García Mateu (Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, CSIC-UAM). Engineering at the nanoscale


• 15:25 - Julio Gómez-Herrero (Departamento de Física de la Materia Condensada, UAM). New AFM perspectives and modes


• 15:50 - Ricardo Arias-González (CNB-IMDEA Nanociencia Associated Unit). Laser manipulation of biomolecules and functional nanoparticles


• 16:15 - COFFEE


• 16:40 - Fernando Moreno-Herrero (Department of Macromolecular Structures & NanoBiomedicine Initiative, CNB, CSIC). DNA metabolism machineries at the single molecule level


• 17:05 - Borja Ibarra (CNB-IMDEA Nanociencia Associated Unit). Nanomotors at the nanoscale


• 17:30 - Luis Alberto Campos (Department of Macromolecular Structures, CNB, CSIC). Nanobiotechnology

La semana pasada, la red intergubernamental European Cooperation in Science and Technology presentó SALAAM, una iniciativa para compartir los avances obtenidos en la ingeniería genética y el fenotipado de los animales de granja utilizados para experimentación. Esta acción, dirigida por el científico alemán Eckhard Wolf y la francesa Pascale Chavatte-Palmer, tiene como meta el desarrollo de modelos de laboratorio que puedan ser utilizados en medicina traslacional. Entre otros científicos europeos, el investigador del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) Lluís Montoliu participa como experto en la construcción de transgenes.

Los pequeños animales de laboratorio, como los ratones, las ratas o las moscas de la fruta, han sido de una ayuda tremenda a la hora de estudiar y comprender los sistemas biológicos complejos. Sin embargo, para poder llevar a cabo futuros ensayos preclínicos más eficientes que los actuales parece que es necesario emplear conejos, cerdos, cabras, ovejas y vacas. Por eso, esta iniciativa se centra en los animales de granja como modelos para estudiar las enfermedades humanas.

Durante el tiempo que dure esta acción, Montoliu explica que “se organizarán diversas conferencias y cursos, abiertos a cualquier investigador interesado en el tema”. Los seminarios abordarán las nuevas tecnologías disponibles, la creación de bases de datos, la elección del modelo animal adecuado para cada tipo de experimento y, como no podía ser de otra manera, aspectos de bioética y bienestar animal.

En un estudio dirigido por investigadores del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) han descubierto que los linfocitos T son capaces de capturar por transinfección bacterias de las células dendríticas y matarlas. Estos sorprendentes resultados muestran que los linfocitos T, ejemplo clásico de inmunidad adaptativa, desarrollan funciones que hasta ahora se suponían exclusivas del sistema inmune innato.

Los datos publicados en la revista Cell Host & Microbe "muestran por primera vez que los linfocitos T son capaces de capturar bacterias y matarlas", explica Esteban Veiga, investigador del CNB responsable principal de este estudio. Inesperadamente han descubierto que los linfocitos T transinfectados matan las bacterias de forma más eficiente que las propias células dendríticas.

Analizando en su laboratorio del Instituto de Investigación Sanitaria Princesa (Hospital de Santa Cristina) las diferencias entre los linfocitos T, Aránzazu Cruz-Adalia observó que cuando son transinfectados, producen más citoquinas inflamatorias (como IL-6, TNFα e IFN-γ) que los no infectados. Además, son capaces de proteger in vivo de las infecciones bacterianas.

• Cruz-Adalia A, Ramirez-Santiago G, Calabia-Linares C, Torres-Torresano M, Feo L, Galán-Díez M, Fernández-Ruiz E, Pereiro E, Guttmann P, Chiappi M, Schneider G, Carrascosa JL, Chichón FJ, Martínez del Hoyo G, Sánchez-Madrid F, Veiga E. T cells kill bacteria captured by transinfection from dendritic cells and confer protection in mice. Cell Host Microbe. 2014; 15: 611-622.

Resolviendo la estructura tridimensional de proteínas de la cápsida vírica mediante criomicroscopía electrónica, investigadores del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB) han identificado relaciones evolutivas hasta ahora desconocidas entre virus filogenéticamente distantes.

“Los virus evolucionan tan rápido que el análisis de sus secuencias genómicas no puede ser utilizado para encontrar relaciones entre virus filogenéticamente muy distantes”, explica José R. Castón, investigador responsable de un estudio que se acaba de publicar en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences USA. En este trabajo presentan la estructura de la proteína de la cápsida del virus de Penicillium chrysogenum (PcV) y muestran el plegamiento de la proteína progenitora del linaje de los virus ARN de doble cadena (dsRNA).

En colaboración con los grupos de Nùria Verdaguer (IBMB/CSIC), Niko Grigorieff (Brandeis University, USA) y Said Ghabrial (Kentuky University, USA), el equipo de Castón ha observado que la proteína de la cápside de este virus tiene dos mitades que, sin ser genéticamente similares, son dos α-hélices repetidas, indicando que provienen de la duplicación de un mismo gen. Este núcleo helicoidal conservado aumentó su complejidad por la duplicación inicial del gen y, seguidamente, por la inserción en puntos específicos (hotspots) de distintos segmentos peptídicos.

La identificación de los motivos estructurales ancestrales en el tipo de plegamiento conservado en el linaje de los virus dsRNA ha permitido la identificación de relaciones filogenéticas hasta ahora desconocidas.

• Luque D, Gómez-Blanco J, Garriga D, Brilot AF, González JM, Havens WM, Carrascosa JL, Trus BL, Verdaguer N, Ghabrial SA, Castón JR. Cryo-EM near-atomic structure of a dsRNA fungal virus shows ancient structural motifs preserved in the dsRNA viral lineage. PNAS. 2014; doi: 10.1073/pnas.1404330111.

Un estudio realizado por investigadores de CIBERNED del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) y del Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (CBMSO) ha identificado que la ausencia de la proteína WIP favorece la formación de contactos neuronales más grandes pero menos plásticos en respuesta a estímulos.

Estos contactos neuronales, conocidos como espinas dendríticas, posibilitan la conexión entre neuronas emisoras y receptoras, en estructuras conocidas como sinapsis, que cambian en número, tamaño y sensibilidad en respuesta a estímulos (plasticidad). Esta plasticidad sináptica es la base celular del aprendizaje y la memoria, relacionándose las alteraciones en la sinapsis con diferentes disfunciones neurológicas como el autismo, la esquizofrenia, la enfermedad de Alzheimer, el Síndrome de Down, la depresión o el trastorno bipolar.

La colaboración entre los laboratorios dirigidos por Inés Antón (CNB-CSIC; CIBERNED) y Lola Ledesma (CBMSO), ambos situados en el Campus de Excelencia UAM-CSIC, aborda la influencia en estos procesos de la proteína WIP, aportando nuevos datos sobre el mecanismo que regula la morfología y la actividad de las espinas dendríticas, al haber permitido identificar dicha proteína como el punto de conexión entre la composición lipídica de la membrana y el citoesqueleto en estas estructuras. Así, se ha llegado a la conclusión de que la ausencia de WIP reduce los niveles del lípido esfingomielina en la membrana plasmática, activando así un conjunto de proteínas que aumentan la cantidad de filamentos de actina del esqueleto celular y favoreciendo la formación de espinas dendríticas más grandes y estables.

Al relacionar este descubrimiento con los datos de otros estudios que sugieren que la estabilidad de las espinas dendríticas se relaciona con un incremento en la memoria frente a estímulos concretos y con una disminución en la capacidad de aprendizaje, se ha conseguido identificar en un modelo de ratón la contribución de la proteína WIP al correcto funcionamiento sináptico, y en su aplicación a humanos podrían explicar el origen de las alteraciones neurológicas descritas en pacientes con modificaciones en la región génica que codifica esta proteína.

Según explica Ana Franco-Villanueva, coautora del estudio, “con la simple adición del lípido esfingomielina hemos corregido el defecto sináptico en un modelo de cultivo neuronal de ratón deficiente en WIP, proporcionando la primera estrategia para el futuro tratamiento de los pacientes”.

• Franco-Villanueva A, Fernández-López E, Gabandé-Rodríguez E, Bañón-Rodríguez I, Esteban JA, Antón IM, Ledesma MD. WIP modulates dendritic spine actin cytoskeleton by transcriptional control of lipid metabolic enzymes. Hum Mol Genet. 2014; doi: 10.1093/hmg/ddu155.

Organizada en por el Servicio de Transgénesis CNB-CBMSO y Sigma, quien patrocina el evento, se llevará a cabo en el Salón de Actos del CNB desde las 10:20 hasta las 14:30. La inscripción se realiza a través del formulario.

Programa:

• Silvia Di Meglio (Sigma-Aldrich, EMEA)
  Using CRISPr and ZFN Technologies for creation of Transgenic animals
• Belen Pintado (CNB-CBMSO, Madrid)
  Genome editing. Impact on animal use
• Roger Badia (Hospital Germans Trias i Pujol)
  Working with ZFN: Practical issues learnt from HIV research
• Ignacio Anegon (INSERM UMR, Nantes)
  Gene editing of the rat genome using ZFNs and other gene-specific nucleases
• Davide Seruggia (CNB-CSIC, Madrid)
  From TALENs to CRISPR: new tools for genome editing