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Identifican la función de una proteína en el ensamblaje celular y la segregación de cromosomas
24/06/2016

                              
La mayor parte de las células animales poseen un núcleo que contiene el material genético: los cromosomas. Ese núcleo se encuentra rodeado por una membrana que supone una barrera física entre los cromosomas y el citoplasma, permitiendo así un transporte controlado de las proteínas. Y dicho transporte se realiza a través de los poros nucleares de la membrana, que están constituidos por las nucleoporinas. Estas son un conjunto de proteínas que regulan el transporte entre el núcleo y el citoplasma celular, la expresión génica y la estabilidad del genoma. Además, juegan un papel fundamental en el ensamblaje nuclear, un proceso que es necesario para que se complete con éxito la división celular, y en la segregación de cromosomas. Con el objetivo de comprender mejor esos mecanismos, un equipo internacional de investigadores liderado por el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (centro mixto del CSIC, la Universidad Pablo de Olavide y la Junta de Andalucía) ha realizado la caracterización de los dominios de la nucleoporina MEL-28/ELYS. Se trata tanto de dominios funcionales, es decir, cuando estos desarrollan una función bioquímica específica y de manera relativamente autónoma al resto de la proteína, como estructurales, que es cuando forman un elemento modular de la estructura de la proteína. El estudio se publica en la revista PLOS Genetics. “Hemos visto que esta nucleoporina no solo se localiza en la envoltura nuclear sino también asociada a los cinetocoros (estructuras cromosómicas) durante la división celular”, explica el investigador del CSIC Peter Askjaer, del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo. Y añade: “Los datos obtenidos revelan que una pequeña perturbación en la estructura de esta proteína puede provocar importantes consecuencias en el ensamblaje nuclear y en la separación de los cromosomas durante la división celular”. Los resultados de este trabajo, que son fruto de la investigación con modelos tanto de células del gusano Caenorhabditis elegans como células humanas, ayudan a conocer mejor la dinámica, comportamiento y naturaleza de una proteína que realiza diversas funciones en el ciclo celular y que interactúa con otras proteínas y elementos. El estudio destaca además que las nucleoporinas están implicadas en enfermedades como la fibrilación auricular, la leucemia, los trastornos autoinmunitarios y las enfermedades neurodegenerativas. “Un mejor conocimiento del papel de MEL-28/ELYS en los poros nucleares puede tener alta relevancia para la salud humana”, concluye Askjaer.

Georgina Gómez-Saldivar, Anita Fernandez, Yasuhiro Hirano, Michael Mauro, Allison Lai, Cristina Ayuso, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka, Fabio Piano y Peter Askjaer. Identification of Conserved MEL-28/ELYS Domains with Essential Roles in Nuclear Assembly and Chromosome Segregation. PLOS Genetics. DOI: 10.1371/journal.pgen.1006131




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La aparición de apéndices en vertebrados fue posible por un cambio en la organización 3D del genoma
16/02/1016



El genoma es una cadena muy larga de ADN que tiene que plegarse en el espacio tridimensional de una forma muy precisa para poder ajustarse al tamaño del para  núcleo de las células. Recientemente se ha visto además que esa organización 3D del genoma es crítico para la correcta activación de los genes. Científicos del CSIC y de la Universidad Pablo de Olavide, en colaboración con un grupo Francés, han demostrado que la región del genoma que contiene los genes Hox, los cuales son esenciales para la formación de múltiples estructuras de los animales, ha sufrido un cambio en su estructura 3D en la transición de invertebrados a vertebrados que ha sido fundamental para el correcto desarrollo de las extremidades.

 

Todos los animales se construyen, en gran medida, con el mismo conjunto de genes. Lo que hace unos animales diferentes a otros es cuando, cuanto y donde se encienden esos genes. Esto de pende de regiones reguladoras que actúan como interruptores que encienden y apagan los genes. De hecho la cantidad de ADN que contiene genes es muy pequeña, entre el 2-5% del genoma. El resto alberga una ingente cantidad de dichos interruptores que controlan de forma muy precisa la activación de los todos genes en diferentes tejidos y órganos a lo largo de la vida de los animales. Estos interruptores se distribuyen en la vecindad genómica de los genes que controlan, ocupando a veces grandes regiones genómicas. El ADN lineal encontramos así un gen, muchas regiones reguladoras, otro gen, más regiones reguladoras, y así sucesivamente. ¿Como se organiza entonces el genoma para que las regiones reguladoras de un gen con enciendan o apaguen al gen vecino? Este problema se ha resuelto en la evolución generando compartimentos separados para cada gen y el conjunto de sus regiones reguladoras. Dichos compartimentos son similares a los ovillos que se forman en un hilo de lana. Un hilo de lana sería el ADN, que va formando pequeños ovillos ligados por un segmento que los conecta. Cada ovillo sería un territorio donde un gen tendría plegado en su proximidad sus interruptores, todo ello separado del siguiente bloque compuesto de otro gen con sus elementos reguladores, y así a lo largo de toda la cadena de ADN.

 

Los genes Hox son fundamentales para la construcción de todos los animales. Así, por ejemplo, se requieren para establecer el eje desde la cabeza a la cola y también para formar las extremidades. En el genoma están formando un complejo en los cuales los distintos genes se disponen en tándem, unos detrás de otro. A ambos lados del complejo Hox existe una amplia región genómica repleta de elementos reguladores necesarios para controlar la activación de estos genes de forma muy precisa. Para la correcta formación de las extremidades, es esencial que los elementos reguladores que están un lado del genoma solo enciendan los genes Hox de ese lado, mientras que los interruptores al lado contrario del complejo Hox, solo deben controlar a sus genes más cercanos. Puesto que los genes Hox están todos muy juntos, unos pegados a otros, en vertebrados, el complejo Hox esta partido en dos compartimentos (ovillos) diferentes, uno con los genes de un lado y todo los elementos reguladores localizados en ese lado del genoma, y otro similar en el otro lado del complejo.

 

El grupo del profesor Gómez Skarmeta del CSIC y la Universidad Pablo de Olavide (UPO), junto con el grupo de biología computacional del Dr. Damien Devos de la UPO y el grupo del Dr. Hector Escivá de la estación marina de Bayuls en Francia, han demostrado que dicha  organización 3D del complejo Hox es una innovación evolutiva de vertebrados. Mediante técnicas genómicas, ensayos de transgénesis en peces y modelos computacionales, este equipo ha demostrado que el complejo Hox de Amphioxus, un cefalocordado marino parecido a un gusano, que sin embargo es el animal invertebrado vivo más parecido al ancestro de todos los vertebrados, carece de esa división tridimensional en dos compartimentos. De hecho, el complejo Hox de dicho organismo esta organizado en un único compartimento que contiene todos los genes y una extensa región a un lado del genoma rica en elementos reguladoras. Esto nos ha permitido postular una hipótesis según la cual, en la transición entre invertebrados y vertebrados, la aparición de numerosas regiones reguladoras al otro lado del complejo tuvo lugar en paralelo con la partición del complejo en dos compartimentos, para evitar que dichas regiones nuevas afectaran a los genes del otro lado del complejo.

Nuestro trabajo evidencia la importancia de la co-evolución de información reguladora y organización tridimensional del genoma.

 

Es evidente que la alteración de esta subdivisión en compartimentos de la cromatina en dominios tridimensionales, en gran medida, puede ser fuente de graves patologías. De hecho, estudios recientes han demostrado como la fusión de dos compartimentos puede causar diferentes malformaciones al activarse determinados genes con interruptores de un compartimento vecino.

 

Después de conocer todos los genes humanos, toco identificar sus interruptores. Ahora toca estudiar en profundidad como se organiza en el espacio tridimensional toda esta información reguladora en el genoma. Por desgracia para nosotros, y beneficio de otros, cada uno de estos pasos de gigante en el conocimiento de como se construye un ser humano, la lectura del genoma, la identificación del epigenoma (regiones reguladoras) y ahora el estudio de estructura 3D del genoma, han estado y siguen estando liderados por otros gobiernos que reconocen estos problemas como importantes para el conocimiento y la salud humana. Mientras dichos gobiernos invierten cantidades importantes de dinero público y privado apostando por conocimiento del futuro, nosotros, con menguantes y limitados presupuesto en ciencia, y cada vez menos capital humano, no desfalleceremos e intentaremos seguir haciendo nuestras pequeñas aportaciones.

 

Rafael D Acemel, Juan J Tena, Ibai Irastorza, Ferdinand Marlétaz, Carlos Gómez-Marín, Elisa de la Calle-Mustienes, Stéphanie Bertrand, Sergio G Diaz, Daniel Aldea, Jean-Marc Aury, Sophie Mangenot, Peter W H Holland, Damien P Devos, Ignacio Maeso, Hector Escrivá & José Luis Gómez-Skarmeta. A single three-dimensional chromatin compartment in amphioxus indicates a stepwise evolution of vertebrate Hox bimodal regulation. Nature Genetics. DOI: 10.1038/ng.3497

El Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD) participará en una red europea COST sobre autofagia
24/11/2015





El CABD participará en la red europea en Investigación y Transferencia de Conocimiento sobre Autofagia “TRANSAUTOPHAGY” liderada por la profesora e investigadora Caty Casas Louzao miembro del grupo de investigación en Neuroplasticidad y Regeneración del Instituto de Neurociències (INc) de la Universidad Autónoma de Barcelona. Por el CABD participa el grupo del investigador José A. Sánchez Alcázar.
El consorcio servirá de plataforma para favorecer la colaboración e intercambio de conocimiento entre empresas, investigadores de varias disciplinas (nanotecnólogos, bioinformáticos, físicos, químicos, biólogos y médicos), y otros agentes vinculados. El proyecto prevé adelantos biomédicos en prevención, diagnóstico y terapia en varias patologías como el cáncer y la neurodegeneración, así como adelantos en la mejora de la calidad de vida relacionados con la alimentación y las fuentes alternativas de energía.
La autofagia es un mecanismo esencial para el mantenimiento de la homeostasis a las células y a los organismos. Controla el balance adecuado de nutrientes y elimina los elementos dañados o sobrantes del interior de la célula, las proteínas alteradas e, incluso, los microorganismos que infectan las células.
En cuanto a la salud de las personas, se trata de un mecanismo de gran importancia terapéutica, con potencial para combatir el cáncer, el lupus eritematoso o la neurodegeneración, entre otros. También se ha mostrado como elemento clave para la lucha contra el envejecimiento de los tejidos.
En el ámbito biotecnológico, la modulación de la autofagia ha mostrado aplicaciones para la optimización de la producción agrícola y para obtener fuentes de energía alternativas a partir de las microalgas.
La red potenciará la innovación como herramienta para la resolución creativa de los problemas científicos y biotecnológicos de la sociedad, ofreciendo oportunidades para investigadores jóvenes y fomentando la igualdad de género. El objetivo principal del Consorcio es acelerar la traslación del conocimiento generando productos y procesos para su utilización en los campos de la biomedicina y la biotecnología. La red también prevé la divulgación y transferencia de los resultados a la sociedad, que irán desde recomendaciones para un envejecimiento saludable o para la prevención de enfermedades, hasta el descubrimiento de nuevas terapias o el desarrollo de biocomponentes o nanodispositivos para modular la autofagia de manera selectiva. Los resultados podrán tener aplicaciones clínicas, como agentes antitumorales, o neuroprotectores, así como aplicaciones en el aprovechamiento de plantas y microorganismos para cultivos eficientes y como fuente alternativa de energía.
Las acciones COST (European Cooperation in Science and Technology) de la Unión Europea fomentan la creación de redes internacionales de investigación a partir de proyectos con financiación nacional, con una duración de cuatro años.

Investigadores del CABD patentan un tratamiento para las enfermedades lisosomales.
05/06/2015

El grupo de investigación de José A Sánchez Alcázar en colaboración con los investigadores José Manuel García Fernández (CSIC) y Carmen Ortíz Mellet (Universidad de Sevilla) ha patentado una composición para el tratamiento de las enfermedades lisosomales (P201530471/2015). Los trastornos de almacenamiento lisosomal describen un heterogéneo grupo de enfermedades raras hereditarias con pérdida de función de las enzimas lisosomales. Como resultado se genera un metabolismo anormal de varios sustratos que no se degradan y se acumulan progresivamente en los lisosomas, afectando a su función y a la de otros orgánulos como las mitocondrias. Estas alteraciones derivan en manifestaciones clínicas que incluyen visceromegalia, patologías neurológicas, lesiones esqueléticas y muerte prematura. En la actualidad algunas de estas patologías sólo disponen de terapias sintomáticas que siguen dos estrategias terapéuticas: terapia de reducción de sustrato (TRS), que inhibe las enzimas implicadas en la producción del sustrato que se acumula, y terapia de reemplazo enzimático (TER), que administra de forma exógena la enzima recombinante activa que se encuentra defectuosa en los pacientes. La enfermedad de Gaucher es el trastorno de almacenamiento lisosomal más predominante. Está causado por mutaciones en el gen GBA1 que resultan en una enzima β-glucocerebrosidasa defectuosa o de insuficiente actividad. La disminución de su actividad catalítica provoca la acumulación de glucosilceramida y glucosil-esfingolípidos en los lisosomas de los macrófagos y órganos viscerales. Una de la mutaciones más prevalentes en la enfermedad de Gaucher es la variante L444P, que resulta en un incorrecto plegamiento en el retículo endoplasmático y fallos en su transporte al lisosoma. Pacientes en homocigosis para la mutación L444P presentan formas neurológicas severas de la enfermedad. Esta mutación es especialmente refractaria a los tratamientos disponibles, incluida la TER, por lo que existe la necesidad urgente de desarrollar estrategias terapéuticas que sean útiles en los enfermos con este genotipo. En la presente invención se describe que la combinación de una chaperona farmacológica y la coenzima Q10 (CoQ) produce un beneficio terapéutico en modelos celulares de la enfermedad de Gaucher, superior a los tratamientos individuales. El tratamiento patentado representa una opción terapéutica mejorada para el tratamiento de la enfermedad de Gaucher, especialmente para los tipos neuronopáticos de la misma.



El trabajo de investigación que ha originado la patente ha sido publicado en Scientific reports, 5:10903, 2015. Pharmacological Chaperones and Coenzyme Q10 Treatment Improves Mutant β-Glucocerebrosidase Activity and Mitochondrial Function in Neuronopathic Forms of Gaucher Disease.


¿Cómo se organiza la información en el genoma?
02/06/2015

¿Cómo se organiza la información en el genoma?
Esta se ha convertido en una pregunta clave para entender los genomas de los animales, y es el tema central de un nuevo proyecto a gran escala en EEUU denominado 4DNucleome. Cuando se culmino uno de los proyectos científicos mas importantes del siglo pasado, la secuenciación del genoma humano, se evidencio que conocer la secuencia lineal del genoma no nos ayudaba entender como funcionaba. De la lectura de dicha secuencia solo podíamos entender pequeños párrafos, no mas del 5%, que contenían la información necesaria para generar las proteínas, lo que se denomina ADN codificante o genes. ¿Que información había en la gran mayoría del resto del genoma?. El desconocimiento nos llevo a llamarlo ADN basura. Sin embargo, el trabajo de numerosos grupos de investigación, y sobre todo, de un nuevo proyecto a gran escala financiado por el gobierno de EEUU, el proyecto ENCODE, ha demostrado que es ese ADN No codificante, se encuentran todas las regiones reguladoras, instrucciones o interruptores, que encienden de una forma muy precisa, en el espacio y en el tiempo, los diferentes genes del genoma. Estos interruptores, activos o apagados en diferentes células, encienden unos u otros genes, generando los diferentes tejidos de un organismo. Es mas, puesto que la secuenciación de multitud de otros genomas de animales ha demostrado que los genes están altamente conservados en todos los vertebrados, hoy en día esta claro que lo que nos hace a los distintos vertebrados diferentes, en gran medida, es el conjunto especifico de regiones reguladoras que tenemos cada uno y que encienden de forma diferencial a los mismos genes en distintas especies. Aunque la mayoría de estas regiones reguladoras son diferentes en distintas especies, la comparación de los genomas de vertebrados revelo la existencia de un subconjunto de regiones comunes a todas las especies. Estas instrucciones son necesarias para activar a los mismos genes en los mismos momentos y lugares durante la embriogénesis, lo que permite generar el plan corporal común a todos los vertebrados. A partir de este punto de convergencia morfológica, que define un tipo de estructura animal, vertebrado en este caso, tiene lugar una mayor diferencia de expresión de genes entre distintas especies que genera las diferencias morfológicas que vemos entre diferentes animales.

¿Que más podemos aprender de la comparación de genomas?
En los últimos años, en estudios principalmente en mamíferos, se ha visto que la gran cantidad de información reguladora del genoma se organiza segmentos cromosómicos de unos 0.5-2 millones de pares de bases (Megabases) que forman especies de madejas donde distintas regiones interacciones frecuentemente unas con otras, permitiendo que los promotores de los genes puedan interaccionar con todas sus regiones reguladoras incluso a grandes distancias. Estas regiones se llaman TADs, acrónimo de Topological associating domains (dominios de asociación topológica). La interacción entre regiones genómicas de TADs vecinos es mínima, lo que permite aislar la información reguladora de cada TAD para que solo afecte al o los genes dentro de este y no los del TAD vecino, o lo que es los mismo, que los paisajes reguladores (lo que ve cada gen) sean diferentes para genes vecinos en el ADN lineal. En este trabajo hemos comparado como se organiza la información reguladora en esos TADs a lo largo de la evolución alrededor de los genes Six, unos genes que están asociados físicamente unos a otros en el ADN formando complejos génicos, que son esenciales para la construcción de todos los animales y que están afectados en mutaciones humanas. En nuestro estudio hemos visto que en no solo en vertebrados, sino también en erizo de mar, un animal con un origen evolutivo mas ancestral que los vertebrados, los complejos de genes Six están formados por dos TADs que permiten que las regiones reguladoras flanqueando a los genes Six a cada lado del complejo interaccionen específicamente con unos y no con otros genes. Por tanto, a lo largo de la evolución de los deuterostomos (el grupo que abarca, erizos y vertebrados) estos TADs han facilitado que los genes Six, muy próximos en el genoma, interacciones con grupos distintos de elementos reguladores y se enciendan, en el espacio y en el tiempo de forma muy diferente, o lo que es lo mismo, tengan paisajes reguladores diferentes, participando en la generación de diferentes órganos y tejidos. Además, hemos podido comprobar que cuando eliminamos la región del genoma que contiene la intersección entre los dos TADs, la información reguladora de un TAD afecta al gen del TAD vecino indicando que esta zona hace de barrera que divide el genoma en dos zonas reguladoras independientes. Por ultimo, mediante una comparación evolutiva las secuencias de esta zona donde esta la barrera entre los dos TADs, en humanos, ratón, peces y erizos, hemos visto que la proteína CTCF, que se une a ADN y permite la interacción física entre dos regiones del genoma distantes, posiblemente juega un papel fundamental, conservado evolutivamente, en el establecimiento de dichas barreras. Una vez más, la comparación evolutiva, en este caso de los paisajes reguladores de genes relevantes para la construcción de los animales , ha sido esencial para comprender como se organiza la cromatina en el espacio tridimensional del núcleo



Evolutionary comparison reveals that diverging CTCF sites are signatures of ancestral topological associating domains borders. Carlos Gómez-Marína, Juan J. Tena, Rafael D. Acemel, Macarena López-Mayorga, Silvia Naranjo, Elisa de la Calle-Mustienes, Ignacio Maeso, Leonardo Beccari, Ivy Aneas, Erika Vielmas, Paola Bovolenta, Marcelo A. Nobrega, Jaime Carvajal and José Luis Gómez-Skarmeta. PNAS June 1, 2015 DOI: 10.1073/pnas.1505463112




Identificado el epigenoma de las células precursoras de páncreas humano
27/04/2015

-Un estudio con participación del CABD identifica el epigenoma de las células precursoras de páncreas humanos

-Los hallazgos validados en organismos vivos usando peces cebra abren nuevas vías para el desarrollo de la medicina regenerativa

-Este trabajo potenciará el uso de células de páncreas generadas en el laboratorio a partir de células madre humanas





Un equipo internacional de investigadores con participación del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD) ha identificado los interruptores del genoma que encienden a los genes necesarios para generar células precursoras de páncreas humanos. Este estudio, publicado en la revista Nature Cell Biology, permite identificar nuevas moléculas implicadas en la proliferación de estas células y abre nuevas vías para el desarrollo de la medicina regenerativa.

“El páncreas es un órgano productor de enzimas y hormonas con un papel esencial para la vida, ya que controla la digestión de los alimentos y los niveles de azúcar en sangre”, explica José Luis Gómez-Skarmeta, co-responsable del trabajo en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (centro mixto del CSIC y la Universidad Pablo de Olavide, en Sevilla). Un fallo en el funcionamiento del páncreas puede causar enfermedades como la diabetes e incluso la muerte.

Por estos motivos, la regeneración del páncreas a partir de células madre es una línea de intensa investigación en la medicina regenerativa. “Sin embargo, para poder regenerar el páncreas hay que entender primero cómo se construye durante la embriogénesis”, indica Jorge Ferrer, uno de los responsables del trabajo e investigador del Imperial College de Londres y del Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer, de Barcelona.

A pesar de tener todas el mismo genoma, las diferentes células del organismo se generan mediante la activación específica en cada una de ellas de un determinado número de genes. “Esta activación depende de instrucciones distribuidas por el genoma que encienden o apagan los genes de forma selectiva en determinados tejidos y en momentos precisos del desarrollo embrionario, lo que se llama el epigenoma”, explica Gómez-Skarmeta.

“En este trabajo hemos identificado el epigenoma de las células precursoras de páncreas humanos, que son aquellas células que generarán todos los componentes celulares del páncreas. Además hemos comparado el epigenoma de células de páncreas de embriones humanos con el de células del mismo tipo generadas en el laboratorio a partir de células madre humanas, y hemos demostrado su gran parecido. Esto potenciará el uso de las células generadas en laboratorio en estudios futuros, comenta Ferrer.

“Además, el estudio de dichas instrucciones nos han permitido demostrar que la vía de Hippo, una vía de señalización celular implicada en el control del tamaño de los órganos, y que cuando se desregula provoca varios tipos de cáncer, es esencial para el correcto crecimiento de los precursores pancreáticos”, añade Ferrer.

“El uso de pez cebra nos ha permitido demostrar que las instrucciones identificadas actúan realmente como interruptores que encienden los genes en el páncreas, además de permitirnos observar en un animal modelo el impacto de reducir la actividad de la vía Hippo en el desarrollo del páncreas”, señala Gómez-Skarmeta.

“Este estudio será de gran utilidad para comprender cómo se construye un páncreas humano y servirá como base para el desarrollo de células pancreáticas a partir de células madre en medicina regenerativa”, concluye Ferrer.

Inês Cebola, Santiago A. Rodríguez-Seguí, Candy H-H. Cho, José Bessa, Meritxell Rovira, Mario Luengo, Mariya Chhatriwala, Andrew Berry, Joan Ponsa-Cobas, Miguel AngelMaestro, Rachel E. Jennings, Lorenzo Pasquali, IgnasiMorán, Natalia Castro, Neil A. Hanley, Jose Luis Gomez-Skarmeta, Ludovic Vallier y Jorge Ferrer. TEAD and YAP regulate the enhancer network of human embryonic pancreatic progenitors. Nature Cell Biology. DOI: 10.1038/ncb3160

La identificación de nuevas funciones de la proteína de la envoltura nuclear LEMD2 sugiere posibles vínculos con enfermedades raras
02/05/2015

La envoltura nuclear es una estructura fundamental en las células de hongos, plantas y animales. Regula la organización espacial de los cromosomas dentro del núcleo, así como la comunicación entre el núcleo y el citoplasma que le rodea. Además, la envoltura nuclear, compuesta por cientos de diferentes proteínas y lípidos, es esencial para el posicionamiento correcto del núcleo dentro de la célula. Para entender la función individual de las proteínas de la envoltura nuclear, el grupo del Dr. Askjaer en el CABD ha investigado la distribución de emerina y LEMD2. Ambas proteínas están presente en todos los animales, incluso el nematodo Caenorhabditis elegans, usado como sistema modelo en el grupo del Dr. Askjaer. Emerina y LEMD2 se han encontrado en todos los tejidos, pero sorprendentemente a diferentes concentraciones, lo que sugiere que ambas proteínas tienen funciones específicas en determinados tejidos. Además, durante el ensamblaje de la envoltura nuclear, que tiene lugar al final de cada división celular, LEMD2 es reclutada más rápidamente que emerina, y participa en la organización estructural del núcleo y en el anclaje de éste dentro de la célula. Aunque las células pueden dividirse y sobrevivir en ausencia de LEMD2, se hacen hipersensitivas a otras perturbaciones de la envoltura nuclear, y el ritmo de división celular se enlentece.
En humanos, las mutaciones en las proteínas de la envoltura nuclear, incluida emerina, causan enfermedades raras conocidas como laminopatías. Estas enfermedades afectan la organización nuclear en múltiples tejidos, y se manifiestan como distrofias musculares, neuropatías y envejecimiento prematuro. La investigación en organismos modelo es importante para entender cómo las diferentes mutaciones inducen enfermedades específicas, y este trabajo realizado por el grupo del Dr. Askjaer sugiere que mutaciones en LEMD2 podrían contribuir a un mal funcionamiento del tejido.

Inner nuclear membrane protein LEM-2 is required for proper nuclear separation and morphology. Adela Morales-Martínez, Agnieszka Dobrzynska, Peter Askjaer Journal of Cell Science Advance Online Article February 4, 2015 doi: 10.1242/jcs.164202








Concurso de Vídeos Científicos 2014


3er Premio: “Mouse CT scan"
Micro Computerized Tomography (µCT) scan of wild type mouse embryo at 14.5 days of gestation. Authors: Macarena López-Mayorga (1), Lydia Teboul (2) and Jaime J. Carvajal(1). [1.- CABD; 2.- MRC Harwell, UK]





2do Premio: "Intrusos en casa"
Time-lapse recording showing transplanted macrophages (in green) invading a Drosophila melanogaster embryo. Host embryo macrophages are marked in red. Author: Besaid Sanchéz. [CABD]





1er Premio: "Bailar pegados"

Time-lapse recording showing random migration of macrophages (in green) in a stage 15 Drosophila melanogaster embryo. Author: Besaid Sanchéz. [CABD]






Manteniendo el equilibrio entre sexos: una nueva función de la envoltura nuclear
02/12/2014

En especies con diferentes sexos, la expresión de genes del cromosoma determinante del sexo supone un particular reto. En muchas especies, incluidos los humanos, las hembras contienen dos cromosomas X , mientras que los machos tienen una sola copia. Debido a que muchos genes esenciales están presentes en el cromosoma X, se requieren mecanismos que aseguren que dichos genes sean expresados por igual en ambos sexos. Sin embargo, la regulación precisa de este fenómeno, también conocido como compensación de dosis génica, apenas se conoce. En el nematodo Caenorhabditis elegans, la compensación de dosis génica se consigue por una doble desregulación de la expresión génica de ambos cromosomas X en los especímenes hermafroditas. El laboratorio del Dr. Askjaer en el CABD ha participado en un estudio en donde se observa que en machos, el único cromosoma X interacciona con proteínas de la envoltura nuclear, mientras que en hermafroditas, un grupo de proteínas conocido como complejo de compensación de dosis génica dificulta esta interacción y altera la localización de X.

Rahul Sharma, Daniel Jost, Jop Kind, Georgina Gómez-Saldivar, Bas van Steensel, Peter Askjaer, Cédric Vaillant, and Peter Meister. Differential spatial and structural organization of the X chromosome underlies dosage compensation in C. elegans. Genes Dev. December 1, 2014 28: 2591-2596; doi:10.1101/gad.248864.114





Composición y procedimiento para preservar y estabilizar células apoptóticas
01/09/2014

El grupo de investigación de José A Sánchez Alcázar ha patentado una composición y procedimiento para preservar y estabilizar células apoptóticas (PT 0049/2013).
La apoptosis es un proceso de muerte controlado y fisiológicamente ventajosos ya que las células apoptóticas son eliminadas por fagocitosis antes de que se permeabilicen y liberen el contenido celular, y de esta forma previenen el daño a las células vecinas y la inducción de una respuesta inflamatoria. En el supuesto de no ser fagocitadas las células apoptóticas sufren un proceso de necrosis secundaria con liberación de los componentes intracelulares citotóxicos y pro-inflamatorios.
En la presente invención presentamos una metodología para conseguir la estabilización de células apoptóticas que garantizan su integridad temporal evitando que pasen a necrosis secundaria.
La estabilización y preservación de células apoptóticas tiene gran interés en diferentes aplicaciones:

• La cuantificación de las células apoptóticas mediante kits diagnósticos es una técnica muy utilizada para evaluar los efectos citotóxicos de diferentes compuestos. Esta determinación de células en apoptosis se ve a menudo afectada porque en el proceso de manipulación de las células muchas de ellas entran en necrosis secundaria y por lo tanto las cuantificaciones no son exactas. La utilización de la tecnología propuesta en esta invención permitirá estabilizar las células apoptóticas y de esta forma realizar una medida más fiable y exacta del número de células apoptóticas.
• La estabilización de las células apoptoticas y el retraso en su entrada en necrosis secundaria también es importante para evitar los fenómenos tóxicos y pro-inflamatorios inducidos por la muerte celular. De esta forma la estabilización de las células apoptóticas puede ser un mecanismo protector para minimizar los efectos secundarios derivados de tratamientos que busquen la muerte celular (terapia anticancerosa).
• Las células apoptóticas son utilizadas para diversas formas de terapia, fundamentalmente con el objetivo de desarrollar inmunotolerancia en los individuos receptores. La estabilización de las células apoptóticas mediante la presente invención garantiza que las células apoptóticas inoculadas retengan sus típicas características hasta ser fagocitadas por los macrófagos.
• Las células apoptóticas estabilizadas pueden ser también utilizadas para el transporte de sustancias terapéuticas como proteínas con el objetivo de inducir inmunototerancia o terapia de reemplazo proteico.
• Hay formas de muerte (tóxicos, frío, etc.) que por sus características dificultan la formación de la red de microtúbulos apoptóticos (AMN, Apoptotic Microtubule Network) imposibilitando que las células apoptóticas tengan sus características esenciales y provocando graves efectos secundarios. La estabilización de las células apoptóticas mediante la presente invención puede permitir el desarrollo de terapias que ayuden a una correcta formación y estabilización de la AMN y por lo tanto, a la inducción de un tipo de muerte más fisiológico y controlado por el organismo.

El trabajo de investigación que ha originado la patente ha sido publicado en Cell Death and Disease, 2014, 5, e1369: Stabilization of apoptotic cells: generation of zombie cells.

Envejecimiento y estructura nuclear: juntos pero no revueltos.
31/03/2014

Entender por qué y cómo los organismos envejecen ha sido y sigue siendo uno de los grandes retos que tiene la biología y la biomedicina. A medida que envejecemos muchas funciones de nuestro cuerpo se alteran y deterioran, incrementándose el riesgo de sufrir enfermedades como la diabetes, cáncer o Alzheimer. Los mecanismos moleculares propuestos para explicar este proceso han sido muy variados, entre ellos la acumulación de daños por estrés oxidativo en diferentes componentes celulares, una disminución en la capacidad de reparación de nuestro DNA o disfunciones de las mitocondrias que controlan el metabolismo celular. No hace mucho que se descubrió que mutaciones en el gen LMNA, que forma parte de la envoltura nuclear, es la causa de una enfermedad rara denominada progeria. Este síndrome se manifiesta con síntomas similares al envejecimiento en niños de 1 a 2 años y va acompañada de un deterioro de la morfología y organización del núcleo de las células. Esta relación entre deterioro de la morfología nuclear y envejecimiento también se ha observado en personas mayores sanas. En el nematodo Caenorhabditis elegans se han realizado observaciones similares, animales que son más longevos tienen reducida la velocidad a la que el núcleo se deteriora y por otro lado en animales que envejecen antes, la velocidad de deterioro es mayor. Esta observación junto con los datos en humanos ha permitido sugerir un efecto causal: el deterioro de los núcleos es la causa del proceso de envejecimiento en individuos sanos y en pacientes de progeria. Los grupos de Peter Askjaer y Manuel Muñoz han analizado un amplio grupo de cepas que están afectadas en su longevidad, algunas son mas longevas y otras los son menos y aunque en la mayoría de los casos existe una correlación como la descrita anteriormente, no siempre ocurre de esa manera. En cepas con reducida actividad del gen homologo al receptor de la IGF/insulina humano, aun siendo longevas, la velocidad de deterioro es similar a la de una cepa no longeva, lo que indica que estos cambios en la morfología nuclear no necesariamente provocan una reducción de la vida media del individuo. El trabajo ha sido publicado en Biogerontology: Pérez-Jiménez MM, Rodríguez-Palero MJ, Ródenas E, Askjaer P, Muñoz MJ. (2014) Age-dependent changes of nuclear morphology are uncoupled from longevity in Caenorhabditis elegans IGF/insulin receptor daf-2 mutants. Biogerontology, doi: 10.1007/s10522-014-9497-0.

La actividad de genes neuronales y musculares depende de la proteína emerina para organizar adecuadamente el genoma.
04/02/2014

Todas las células de nuestro organismo, con unas pocas excepciones, contienen la misma información genética en su núcleo, sin embargo, en función del órgano al que pertenecen, las células se diferencian en la forma en que utilizan dicha información. Así pues, las células intestinales expresan genes que codifican la producción de enzimas necesarias para la adecuada digestión y absorción de nutrientes, mientras que las neuronas expresan genes que generan las moléculas señalizadoras que permiten la comunicación entre neuronas y desde las neuronas a los músculos. Estos son sólo dos ejemplos, sin embargo, la expresión de genes tejido-específica es un hecho universal a lo largo de toda la vida de plantas y animales. Los mecanismos implicados en el establecimiento de la expresión génica tejido-específica son variados. Uno de ellos depende de la posición de los genes dentro del núcleo. En general, los genes que se localizan en la periferia nuclear se expresan en menor medida que los genes situados a mayor distancia de la periferia. Además, parece ser que la unión de los genes a proteínas ancladas en la periferia nuclear influye en su actividad. Investigadores del CABD han analizado como dos proteínas de la periferia nuclear, lamina y emerina, están implicadas en la organización espacial de los genes. Cristina González-Aguilera y sus colaboradores han usado el popular sistema modelo Caenorhabditis elegans, aunque ambas proteínas están altamente conservadas en el reino animal. De hecho, la elección de estas dos proteínas se basó en que mutaciones de las mismas en humanos ocasionan un amplio rango de enfermedades entre las que se incluyen distrofia muscular, neuropatías y envejecimiento prematuro. Los investigadores del CABD, en colaboración con científicos de la University of North Carolina at Chapel Hill y el Centro de Investigaciones Biomédicas de La Rioja han observado que lamina y emerina interaccionan con un gran número de genes comunes, y que estas interacciones están altamente conservadas a lo largo del desarrollo animal. Además, González-Aguilera y coautores también descubrieron que genes expresados en las neuronas y en los músculos se unen más frecuentemente a emerina que a lamina. Posteriormente, los investigadores analizaron animales deficientes en emerina, similar a la situación de pacientes con distrofia muscular Emery-Dreifuss. Estas observaciones indicaron que la ausencia de emerina origina tanto la relocalización como la desregulación de genes neuronales y musculares. De manera importante, González-Aguilera y coautores también encontraron que la comunicación entre neuronas y músculos es anormal en animales que carecen de emerina, lo que sugiere que la fijación de los genes a la emerina en la periferia nuclear de estos tipos de células es crítica para su adecuada función. La confirmación de estas observaciones en células humanas en próximos experimentos podrían indicar que el desarrollo de la distrofia muscular de Emery-Dreifuss conlleva una alteración de la arquitectura nuclear y la expresión génica, especialmente en músculos y neuronas. El trabajo ha sido publicado en Genome Biology: González-Aguilera et al.: Genome-wide analysis links emerin to neuromuscular junction activity in Caenorhabditis elegans. Genome Biology 2014 15:R21.

Descubren uno de los casos más extremos de evolución divergente descritos hasta la fecha.
06/01/2014

Durante la evolución animal las distintas partes del cuerpo se modifican, adaptándose para cumplir nuevas funciones. En los vertebrados, por ejemplo, esto ha hecho que las extremidades anteriores se hayan adaptado para formar alas, aletas o patas como adaptación a distintos modos de vida. Lo mismo ocurre en los invertebrados, donde observamos modificaciones en la forma de las patas adaptadas para la caza, como en la Mantis religiosa; o para el salto, como en langostas y saltamontes. En estos ejemplos los cambios evolutivos son relativamente pequeños y las variaciones morfológicas no impiden reconocer el órgano del que se originaron las nuevas estructuras. Sin embargo durante la evolución, a medida que las diferencias entre los órganos se acumulan, llega un momento en que es prácticamente imposible reconocer el origen de estos nuevos órganos. Estudiando los genes que controlan el desarrollo de la mosca de la fruta, científicos del CSIC trabajando en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo en la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla describen en el último número de la prestigiosa revista Current Biology uno de los casos mas extremos de evolución conocidos hasta la fecha. Su trabajo muestra que los órganos respiratorios y las glándulas que controlan la metamorfosis de los insectos, a pesar de su extrema diferencia morfológica y funcional, se originaron a partir de estructuras idénticas. Los insectos carecen de un sistema circulatorio sanguíneo cerrado y el oxígeno llega a las células gracias a que las tráqueas forman un sistema de túbulos que se ramifican para llevar directamente el oxígeno desde el exterior. Las glándulas endocrinas que controlan la metamorfosis de la mosca no forman túbulos sino agregados de células que forman un anillo rodeando la apertura de la aorta, donde vierten sus hormonas. A pesar de su distinta forma y función, estos investigadores encuentran que, en ciertas condiciones mutantes, las glándulas pueden formar tráqueas y las tráqueas pueden formar glándulas, descubriendo el “parentesco” común de estos órganos que ha quedado escondido tras millones de años de evolución divergente. El origen común entre estos órganos también se evidencia en la utilización de genes similares para la construcción de ambos órganos y por el idéntico desarrollo embrionario temprano de las tráqueas y las glándulas. Ambas se forman a partir de grupos de células epidérmicas presentes en la misma posición de cada segmento. Estas células se internalizan en el cuerpo, y mientras que las células del tórax y el abdomen mantienen unidas al exterior dando lugar a los tubos traqueales; las células cefálicas pierden la organización epitelial, se independizan de la epidérmis externa y migran hacia la aorta donde se reagrupan formando las características glándulas en forma de anillo. Es especialmente interesante el descubrimiento de que la migración y la perdida de características epiteliales se deben a que las glándulas han reclutado un gen, snail, que en vertebrados está implicado en la migración invasiva de células tumorales. Este nuevo modelo de investigación es interesante no solo por sus implicaciones evolutivas, si no porque puede ayudar a entender porqué unas células epidérmicas, normalmente integradas en un tejido, pierden la cohesión y se convierten en migradoras; y porqué mientras que durante el desarrollo normal éstas células eventualmente dejan de migrar, en casos patológicos la capacidad migratoria se mantiene y las células invaden múltiples órganos.

Sánchez-Higueras, C., Sotillos, S. and Castelli-Gair Hombría J. (2014). Common origin of insect trachea and endocrine organs from a segmentally repeated precursor. Current Biology. 24, 76-81

1st CABD Workshop: Applied Technologies for Aquatic Vertebrates
01/04/2013

Venue: Aquatic Vertebrate Platform
Centro Andaluz de Biología del Desarrollo-CSIC-UPO
Registration Opens Date: Monday, April 1, 2013
Registration Deadline: Monday, April 22, 2013
Acceptance Notification Date: Wednesday, April 24, 2013
Participation: Limited number of participants.
Date: 27 May to 6 June

Contact: Ana Fernández Miñán
e-mail: amfermin(at)upo(dot)es
Tel: +34 954 977445
web: Aquatic Vertebrates Platform 

More information here:
-Flyer CABD Workshop AVP
-Workshop AVP Info
-Workshop AVP Preliminary Programme
-Workshop AVP Registration

Die, but die responsibly
9/03/2013

Cell death happens all the time: during normal development to shape brains or fingers, or to remove the surplus of lymphocytes after a won battle, and often also during disease. Therefore cell death cannot be used too liberally. If a dying cell were just simply to die and release its content, many active enzymes could then chemically attack the healthy neighbors. It might also call for immune cells to mount an inflammatory response against the normally confined content of the expiring cell causing unnecessary havoc. However, physiological cell death occurs in a regulated, step-wise manner called apoptosis. During this process, the designated apoptotic cell triggers a cascade of proteolytic events that chops into pieces its components. These “death proteases” are called caspases, and are extremely voracious. So, then, how come that they do not devour the many proteins that help holding together the plasma membrane, causing the spilling out of the cell’s content –including the caspases themselves? The Sánchez-Alcázar lab, at the CABD, has discovered that in order to prevent caspase access to the membrane, the dying cells build a protecting shield just underneath the membrane made of microtubules –a sort of impermeable scaffolding. So, while the cell is swiftly disposing of its proteins and DNA, the membrane remains functional. This might help the removal of the apoptotic cell by macrophages and avoid what experts call necrosis –the uncontrolled and potentially pathogenic cell death. For more information, please check: Apoptotic microtubules delimit an active caspase free area in the cellular cortex during the execution phase of apoptosis. Cell Death and Disease (2013) 4, e527- (FC, CABD News).

A new patent describes a method for assessing drugs as new therapeutics for MELAS.[“Method for screening / assessment of the effectiveness of drugs for treatment of MELAS syndrome and mitochondrial diseases. PT 0036/2012”]
9/03/2013

MELAS (mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis and stroke-like episodes) syndrome is a mitochondrial disease most usually caused by point mutations in mitochondrial tRNA (MTT) genes. In this invention, the Sánchez-Alcázar lab proposes to consecutively use three cellular MELAS models (yeasts, fibroblast and cybrids) for the screening and evaluation of the effectiveness of new drug treatments for the disease. A pilot study of this methodology has been recently published: Screening of effective pharmacological treatments for MELAS syndrome using yeasts, fibroblasts and cybrids models of the disease. 
British Journal of Pharmacology, 2012, 167(6):1311-28.

Making sense of a chemical map.
11/12/2012

Cells in a developing tissue are like small computers, capable of processing the information coming from local neighbors and distant hormone-producing organs. One specially important is positional information: it allows cells to adopt particular fates in the right place within an organ. Positional information is conveyed by chemical signals, often called morphogens. These chemicals are produced by specialized groups of cells which, like beacons, are used as positional references. Hedgehog (Hh) molecules act as such signals. Hh molecules, which are conserved in evolution, play innumerous roles during development, from the generation of neuronal diversity across the neural tube, through the identity of fingers in a hand to the patterning of a fly retina. And often tumors show aberrant Hh signaling. However, it still poorly understood how the chemical gradient of Hh molecules is processed by cells to acquire different fates according to their position within this flow of Hh.
By using a simple and genetically tractable organ system, the simple eyes (or ocelli) of the fruitfly, Aguilar-Hidalgo, Domínguez-Cejudo and co-workers obtain a first answer to this problem: the architecture of the gene network of the cells is such that a continuous Hh gradient is translated into a binary cell fate choice: either to become photoreceptor, or ectodermal cell. This choice is made so that not only the two fates are realized, but the right number of each cell type is produced. Mathematical modeling reveals potential properties of such a system. First, it is resilient to noise (that is, biochemical fluctuations should be buffered, so that even if they existed, the final ocellar structure would not be perturbed). Second, after a massive parameter space exploration, the modeling suggests that continuous variations in reactions constants (as expected by slow, cumulative mutations during evolution) can give rise to discontinuous variations in morphologies –a bit like a jumping morphological evolution. In addition, the system described by the authors shows some tantalizing parallels with the Hh-controlled system that generates motorneuron diversity in the spinal cord of vertebrates. Therefore, the paper opens a number of questions that relate to the function of Hh morphogens in specifying cell types and the role played by the responding cellular networks in the stability and evolution of the organs these morphogens control.
More information can be found in: A Hh-driven gene network controls specification, pattern and size of the Drosophila simple eyes. Aguilar-Hidalgo D, Domínguez-Cejudo MA, Amore G, Brockmann A, Lemos MC, Córdoba A, Casares F. Development. 2013 Jan;140(1):82-92. doi: 10.1242/dev.082172. Epub 2012 Nov 15.

Gimme a hand
11/12/2012

During the Devonian, and for a period that lasted some 10 million years, some fish-like creatures were lurking in murky, shallow waters. Some would make it out of the water, colonizing the land, back then a real land of (ecological) opportunities. These land-colonizers were our ancestors. Their evolutionary journey entailed numerous morphological and physiological adaptations, including using lungs for breathing or modifying their skin to prevent dessication. But one of the key innovations was the development of stronger limbs capable of sustaining their weight outside the water, allowing them to move around. This required the elaboration of the distal fin of these ancestral animals, an elaboration that, as eons passed, generated the hands and feet of extant tetrapods, with their great variety of forms and adaptations, including the human hand –perhaps the most sophisticated mechanical tool produced by evolution. How did this distal elaboration begin? Developmental Biology went in Paleontology´s aid. First, the hand in extant tetrapods requires a burst in expression of a set of Hox genes, including Hoxd13, in the tip of the developing limb bud. In the absence of this transcription factor, the hand/foot region (the so-called autopod) is missing. And this burst is tetrapod specific. Second, this tetrapod-specific Hoxd13 burst required tetrapod-specific DNA control regions (or CREs). Therefore, the hypothesis was that the acquisition of novel CREs might have increased hoxd13 expression in the tip of the fin bud of one of those ancestors, leading to the generation of new bone material. These new bones would have been useful to its bearer, leading to the further elaboration of the distal fin into a proto-hand and beyond through further variation and selection. But what about the functional proof? As going back to the Devonian is out of the question, Renata Freitas and co-workers used an evolutionary reasoning: if a character is present in two animal groups, it must have been present in the last common ancestor of both groups. In the fish-to-limb issue, this translates as: if an extant fish were able to generate an autopod like structure under certain condition, like a tetrapod, this capacity must have existed already in the last common ancestor of fish and tetrapods –our shallow water dweller ancestor. So Renata set to test this in the “handy “ zebrafish. First, she mimicked a burst of hoxd13 expression in the developing tip of a zebrafish fin. The resulting fins showed higher growth and the formation of new cartilage (that preceded bone) with distal (i.e. tip) identity, as shown by a number of molecular markers, very much like a developing mouse limb bud would do. This transformation ran parallel to the thinning of the ectodermal component of the fin (that gives rise to the radials in fish fins), recapitulating what paleontologists have observed in the fossil record. Second, one tetrapod-specific CRE, with known tip activity in the mouse limb, was introduced in the fish. This CRE controls the expression of the fluorescent protein GFP and the transgenic fish showed a green glow at the tip of their fins, again very much like this mouse CRE does in its normal context –the mouse limb. Therefore, even after so many years of evolution, an extant fish genome “knows” how to activate a tetrapod specific CRE in the right place and to orchestrate a response downstream of Hoxd13 to generate the “right” type of tissue. Quite something for a humble fish. But the key thing is that evolutionary reasoning: if today’s fishes can do it, our last common ancestor could do it too. So here you have the functional proof to the hypothesis, coarsely rerunning a 10 million years tape in a 2 day experiment!
For further information: Hoxd13 Contribution to the Evolution of Vertebrate Appendages. Renata Freitas, Carlos Gómez-Marín, Jonathan Mark Wilson, Fernando Casares, José Luis Gómez-Skarmeta. Developmental Cell. 11 December, 2012 Volume 23, Issue 6


Mechanisms controlling the cells’ grip to their substratum explains the origami of eye morphogenesis.
08/10/2012

The eye balls derive from the lateral outpocketting of the embryonic anterior neural tube. However, this sac must fold to form a cup before becoming a real eye. Its inner surface will develop into the light-sensing retina and will hold inside the forming lens, very much like a baseball glove catching a ball. This act of epithelial origami is essential, as the shape of the eye determines its optical properties–and its function thereof. The gene ojoplano (Opo, “flateye” in its Spanish translation) was known to be required for the retinal folding. The work published now by the Martínez-Morales lab (CABD, Sevilla) throws light into the mechanisms controlled by Opo. Tissue movement often relies on the ability of the tissue to exert forces onto the extracellular matrix. Its grip is mediated by integrins, which link cells to their substrate matrix. Opo regulates the dynamics of attachment/detachment to the matrix by regulating the availability of integrins on the cells surface. The paper reveals that Opo regulates the activity Numb and Numbl which results into the slowing down of integrin removal from the cells’ basal surface, which takes place within specialized vesicles coated with the protein clathrin. This preferential action on the basal, versus apical cell sides is critical, as it generates asymmetric tensions within the epithelium which, ultimately, leads to its shaping into a cup, prefiguring the shape of the final, functional eye. The experiments were carried out in the Medaka fish (which, very conveniently, has enormous, bulging embryonic eyes) and in collaboration with groups at the CABIMER (Sevilla) and the University of Heidelberg. The paper is now published (on-line version) in Developmental Cell (Numb/Numbl-Opo Antagonism Controls Retinal Epithelium Morphogenesis by Regulating Integrin Endocytosis, by Ozren Bogdanović, Mariana Delfino-Machín, María Nicolás-Pérez, María P. Gavilán, Inês Gago-Rodrigues, Ana Fernández-Miñán, Concepción Lillo, Rosa M. Ríos, Joachim Wittbrodt and Juan R. Martínez-Morales).

Link between chromatin dance and gene expression control unveiled.
14/09/2012

The DNA in the genome is wrapped in spirals around globules of proteins called histones. This spiraling allows the packing of a meter-long genome to fit within the tiny nucleus of each cell. Its degree can vary, though: regions with lose packing are “open for business” –that is, these DNA segments can be copied and thus genes can be expressed. However, other regions are very compact and remain silent. Since cell function requires a perfectly regulated gene expression control, any alteration in DNA packing can lead to abnormal gene expression and thus to disease. Interestingly, the active and inactive chromatin bits are segregated to different regions within the nucleus: active chromatin goes to the center, while the inactive or silent chromatin locates at the periphery, attached to the nucleus’ envelope. Compaction of the chromatin into silent DNA requires the chemical modification of the H3 histone on a key aminoacid residue into the H3K9me3 form. The Gasser (Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research, Switzerland) and Askjaer (CABD, Spain) teams have identified two enzymes, MET-2 and SET-25, acting in successive steps, as the ones responsible for the modification of histone H3 at the nuclear envelop in the worm C. elegans. Thereby, these enzymes muzzle some regions of the genome and lock them in the nuclear envelop. These two processes are reversible, allowing for dynamic gene regulation. This study appears in the 31 August 2012 issue of the journal Cell. Step-wise methylation of histone H3K9 positions heterochromatin at the nuclear periphery. Towbin BD, González-Aguilera C, Sack R, Gaidatzis D, Kalck V, Meister P, Askjaer P, Gasser SM. (2012). Cell, 150, 934-47.

New CABD director.


From May 2011 Dr Eduardo Santero Santurino is our new director. He has become the fourth CABD director in substitution of Dr Acaimo González-Reyes that successfully lead the centre since 2007.