Componentes
Members
Arroyo García, Rosa Adela Investigador OPIs
Carrasco Gata, David Auxiliar Invest.
Fernández Delgado, Raúl Tit. Med. Act.Téc. Prof.
Contacto: [email protected]
D e p a r t a m e n t o d e B i o t e c n o l o g í a
estudio nos hemos encontrado con variantes alé- licas nuevas no descritas anteriormente en varie- dades cultivadas.
La explotación óptima de la variación genética de cualquier especie requiere la previa cuantifi- cación y caracterización de la diversidad genéti- ca existente. Durante el año 2008 hemos caracterizado la diversidad genética de dos especies: el lúpulo (Humus lupulus L.) y la tara (Caesalpinia spinosa). En el lúpulo, hemos analiza- do la influencia del germoplasma silvestre euro- peo y americano en cultivares de lúpulo utilizando microsatélites cloroplásticos. Los resultados mostraban una mayor influencia del germoplasma silvestre europeo en los cultivares de lúpulo. Por otro lado, hemos estudiado la tara, una especie endémica de los bosques de lomas en Perú. Los análisis de diversidad genéti- ca de esta especie mostraron una falta total de diversidad, lo que tiene grandes implicaciones en la restauración ecológica de estas áreas de bio- diversidad únicas.
The genetic diversity of wild grapes around the Mediterranean basin using nuclear microsatellites allows us to know the genetic structure of the nat- ural populations. The results showed three genetic populations, one population from Turkey, the diver- sity centre of the species and northern and south- ern populations from Iberian Peninsula. Also we have found that the wild populations have new alleles not present in cultivated grapevine. Taking into account that genetic structure, there have been developed allelic nuclear collections which contain a minimum number of individuals that represent the maximum allelic diversity. In addition, that nuclear collection has been used to analyse the presence of a “Gret 1” retrotransposon, whose insertion in the promoter of VvMybA1 transcriptional factor has been associated with lack of colour in grape berries and, as a consequence, related with the lack of anthocyanin synthesis. Preliminary results show the presence in wild accessions of allelic variant of that retrotransposon, which have not been encountered in cultivated varieties.
The exploitation of the genetic variation in one species required the previous characterization of the genetic diversity of that species. During 2008 we have characterized the genetic diversity of two species: hop (Humus lupulus L.) and tara (Caesalpinia spinosa). In hop, we have analyzed the influence of the European and American wild germplasm in hop cultivars using chloroplast microsatellites. A major influence of the European germplasm was detected in the haplotypes detect- ed among hop cultivars. On the other hand, we have studied Tara that is an endemic species in the lomas ecosystem in Peru. The genetic diversity analysis showed lack of the genetic differentiation which will require the implementation of sustain- able practices in the restoration of this unique area of biodiversity.
Proyectos en convocatorias
competitivas
Competitive funding projects
CGL2205-06821-C02-01 (2005-2008). Análisis de la diversidad genética en el proceso de domesticación en la vid (Vitis vinifera L.).
RTA2008-00032-C02-01 (2008-2011). Evalua- ción de caracteres de calidad en poblaciones naturales de vid (Vitis vinifera ssp silvestris) mediante estrategias genómicas.
PET2007-0443-02 (2008-2010). Caracterización agronómica y evaluación comercial de la variabi- lidad genética de tomate inducida mediante un programa de mutagénesis.
Artículos científicos
Scientific papers
Peredo EL, Arroyo-García R, Reed B, Revilla MA (2008). “Genetic and epigenetic stability of cryoconserved and cold stored hops (Humulus
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Objetivos
Objectives
El grupo está interesado en la disección de mecanismos moleculares que regulan transicio- nes de fase del desarrollo vegetal con potencial biotecnológico, especialmente la dormición-ger- minación de la semilla y la transición floral. Estamos analizando el papel de factores de trans- cripción y de mecanismos epigenéticos implica- dos en el control de dichos procesos de desarrollo. Otro objetivo es la obtención de nue- vas variantes alélicas de tomate que afecten a caracteres agronómicos de interés.
Palabras clave:
dormición-germinación de semi- llas, transición floral, remodelación de cromatina, factores de transcripción.The group is interested in the dissection of molecu- lar mechanisms that regulate plant developmental transitions with biotechnological potential, in partic- ular, seed dormancy/germination and the floral transition.We are analyzing the role of transcription factors and epigenetic regulatory mechanisms involved in the control of those developmental processes. Another target is the identification of new allelic variants that affect agronomic traits in tomato.
Key words:
seed dormancy/germination, floral tran- sition, chromatin remodeling, transcription factors.Proyectos en convocatorias
competitivas
Competitive funding projects
BIO2007-61215 (2007-2010). Papel de la cro- matina en la regulación de transiciones de fase del desarrollo de plantas.
CSD2007-00057 (2007-2012). Función y poten- cial biotecnológico de los factores de transcrip- ción de las plantas.
PET2007-0443-02 (2008-2010). Caracterización agronómica y evaluación comercial de la variabi- lidad genética de tomate inducida mediante un programa de mutagénesis.
Actividades de I+D
R&D activities
La dinámica estructural de la cromatina es cen- tral en el establecimiento y mantenimiento de patrones de expresión génica que controlan el desarrollo vegetal. El grupo está caracterizando el papel del locus shl en la regulación del desa- rrollo en Arabidopsis. Este gen codifica una pro- teína con idéntica arquitectura modular y alto
4. Control genético de transiciones de fase del desarrollo
vegetal / Genetic control of plant developmental transitions
Componentes
Members
Piñeiro Galvín, Manuel Investigador OPIs
Miguel Casado, Eugenio José Colaborador I+D+i
Sáez de las Heras, David Ayudante Invest.
Sandra Ruiz Montejano Téc. Sup. Act.Téc. Prof. López González, Leticia Becaria
Narro Diego, Laura Becaria
D e p a r t a m e n t o d e B i o t e c n o l o g í a
nivel de homología con ebs, otra proteína pre- viamente caracterizada en el laboratorio. Ambas poseen dominios característicos de factores remodeladores de cromatina y participan en la represión de la floración. El análisis genético y molecular de mutantes shl y dobles mutantes ebs shl nos ha permitido comprobar que shl tiene funciones parcialmente redundantes y también independientes de ebs en el control de los genes integradores florales FT y SOC1. En cambio, en la regulación de otros procesos de desarrollo como la dormición de la semilla, shl tiene un papel redundante con ebs. Los resulta- dos obtenidos han permitido demostrar que ambas proteínas se unen específicamente a ver- siones modificadas de la histona H3, y que ebs es necesario para mantener la cromatina del locus FT en un estado transcripcionalmente inactivo. Asimismo, hemos contribuido a la caracteriza- ción del locus AtSWC6, ortólogo de un compo- nente del complejo SWR1 de levadura implicado en remodelación de cromatina mediante el intercambio de la histona H2A.Z; SWC6 es necesario para la expresión del repre- sor floral FLC de Arabidopsis.
Por otro lado, en el marco de un proyecto Consolider para la caracterización funcional de factores de transcripción de Arabidopsis, el grupo contribuye a la generación de una colección de plantas que sobrexpresen de forma condicional 1.000 de estos reguladores transcripcionales. Finalmente, hemos iniciado una búsqueda de mutantes de tomate con una respuesta alterada a la luz. Puesto que los componentes de las rutas de transducción de señales de la luz influencian el contenido de pigmentos, esta estrategia nos per- mitirá desarrollar herramientas para modular las propiedades nutricionales de frutos de tomate.
Chromatin remodeling is central in the establish- ment and maintenance of gene expression pat- terns that control plant development. The group is characterizing the role of the shl locus in the regu-
lation of Arabidopsis development. This gene encodes a protein with the same modular archi- tecture and high homology with ebs, another pro- tein we have analyzed previously. Both proteins contain domains present in chromatin remodeling factors and are involved in the repression of flow- ering. Molecular and genetic analyses of shl mutants and ebs shl double mutants show that shl has partially redundant functions with ebs and also independent roles in the control of the floral inte- grator genes FT and SOC1. In contrast, shl is redun- dant with ebs in the regulation of other develop- mental processes such as seed dormancy. The results obtained show that both proteins can bind specifically modified versions of histone H3, and that ebs is required to maintain the chromatin of FT in a transcriptionally inactive status. Moreover, we have contributed to the characterization of AtSWC6 locus, an orthologue of a component of the yeast SWR1 complex, involved in chromatin remodeling by the exchange of histone H2A.Z; SWC6 is required for the expression of the
Arabidopsis floral repressor FLC.
On the other hand, within a Consolider project focused on the functional characterization of
Arabidopsis transcription factors, we are generat-
ing a collection of plants that conditionally overex- press 1.000 of these transcriptional regulators. Finally, we have initiated a screening of tomato mutants with altered responses to light. Since com- ponents of light signal transduction pathways can affect pigments biosynthesis, this strategy will facili- tate the development of tools to manipulate nutri- tional properties of tomato fruits.
Artículos científicos
Scientific papers
Jarillo JA, Del Olmo I, Gómez-Zambrano A, Lázaro A, López-González L, Miguel E, Narro- Diego L, Sáez D, Piñeiro M (2008). “Photope- riodic control of flowering time”. Spanish Journal
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Objetivos
Objectives
Los objetivos generales del grupo son el estudio de la ruta de la ubiquitina y la identificación de proteínas diana que se degradan por ubiquitina- ción en plantas. Otro objetivo que se persigue en el laboratorio es el estudio de la formación del sistema radicular. Pretendemos estudiar cómo se controla el número y la posición de las raíces laterales en la raíz principal. Para ello, estamos uti- lizando estrategias genéticas y genómicas.
Palabras clave:
ubiquitina, raíces laterales, ciclo celular, SCF.The main objectives of the group are the study of the ubiquitin pathway in plants and the identification of target proteins that are regulated by ubiquitination.
In addition, we are studying how the root system is established.We want to study how plants control the number and the position of lateral roots. To do this, we are taking genetic and genomic approaches.
Key words:
ubiquitin, lateral root, cell cycle, SCF.Proyectos en convocatorias
competitivas
Competitive funding projects
S-GEN-0191-2006-1 (2007-2010). Estudio pro- teómico de la ruta de la ubiquitina para la mejo- ra de plantas de interés agroalimentario.
BIO2007-61257 (2007-2008). Análisis funcional y proteómico de la ruta de la ubiquitina durante el desarrollo de las raíces laterales en plantas. CSD2007-00057 (2007-2012). Transplanta: fun- ción y potencial biotecnológico de los factores de transcripción de las plantas.
CON06-039 (2008-2009). Clonación y expre- sión de celulasas en plantas de tabaco mediante tecnologías basadas en la introducción de genes en el cloroplasto.
Actividades de I+D
R&D activities
Recientemente, hemos realizado estudios de la actividad bioquímica de SKP2A, una E3 ligasa de ubiquitina, y su regulación mediante degradación vía la ruta de la ubiquitina/26S. Nuestro grupo ha demostrado que SKP2A forma parte de un com- plejo SCF in vivo y que tiene actividad ligasa de ubiquitina, siendo la primera vez que se demues- tra que un complejo SCF de plantas es capaz de ligar ubiquitina. Asimismo, hemos demostrado el papel de SKP2A en la degradación de DPb y E2Fc in vivo, así como que SKP2A regula la for- mación de raíces laterales amplificando la res-
5. Ruta de la ubiquitina y control de la proliferación en
plantas / Ubiquitin pathway and cell proliferation in plants
Componentes
Members
Del Pozo Benito, Juan Carlos Investigador OPIs
Abraham Padrón, Zamira Juan de la Cierva
Navarro Neila, Sara Auxiliar Invest. Del Prete Pole, Julieta Tit. Sup. Act.Téc. Prof. Fernández Morales,Victoria Tit. Sup. Act.Téc. Prof. López Torrejón, Gema Tit. Sup. Act.Téc. Prof. Jurado Sánchez, Silvia Becaria
Manzano Fernández, Concepción Becaria
D e p a r t a m e n t o d e B i o t e c n o l o g í a
puesta a las auxinas. Es interesante remarcar que la proteína SKP2A también se degrada a través del proteasoma 26S en respuesta a las auxinas. Dentro de la colaboración que mantenemos con el Dr. Estelle, hemos publicado un artículo en el que se muestra que el inhibidor de división celular KRP1 es degradado por dos tipos dife- rentes de E3 ligasas de ubiquitina, SKP2B y RPK. KRP1 es un inhibidor de ciclinas que regulan directamente la división celular y la sobreexpre- sión de KRP1 reduce de forma muy significativa el número de raíces laterales formadas, alteran- do el sistema radicular. Por ello, creemos que SKP2B tiene un papel relevante en la formación de las raíces laterales.
En plantas la ruta de la ubiquitina juega un papel muy importante en el control del desarrollo y en las diferentes respuestas al medio ambiente. A pesar del elevado número de ligasas de ubi- quitina anotados en los genomas de plantas, se han identificado muy pocas dianas de esta ruta. En un intento de identificar masivamente dianas de esta ruta, nuestro grupo ha desarrollado una aproximación proteómica, con la que se han identificado 200 proteínas que son posibles dia- nas de ubiquitinación y que pertenecen a muy diversas categorías funcionales, desde metabolis- mo, defensa o factores de transcripción.
Recently, we have analyzed the biochemical activi- ty of the SKP2A protein, which encodes for an F-box protein. We have shown that SKP2A forms a SCF complex in vivo that has ubiquitin E3 ligase activi- ty. Likewise, we have shown that SKP2A partici- pates in the degradation of E2FC and DPB, two transcription factors that repress cell division, in vivo. SKP2A positively regulates the formation of lateral root primordia. Overexpression of SKP2A increased the number of LR primordia in more than 30%. We have found that this increment is due to an ampli- fication of the auxin response in the root. In addi- tion, SKP2A is degraded through the ubiquitin/pro- teasome-26S system in response to auxin.
We also have an active collaboration with Dr. Mark Estelle´s group to study the stability of the CDK
inhibitor KRP1. Recently we have shown that KRP1, a CDK inhibitor that negatively regulates cell division, is targeted for degradation by two different E3 ligas- es of Ubiquitin, SKP2B and RPK. Over-expression of KRP1 blocked cell division and dramatically reduced the number of lateral roots formed, altering the root system. Therefore, we think that SKP2B has a role during the formation of lateral roots.
In plants the ubiquitin pathway plays a key role in the control of the programmed development and during the responses to different external stimuli. Despite the large number of E3 ligases annotated in the plant genomes so far, few target proteins modified with ubiquitin have been identified. To solve this, we have undertaken a new proteomic approach aimed to identify proteins modified with ubiquitin. We have identified 200 proteins that are likely targets of ubiquitin and that belong to differ- ent functional categories, ranging from metabolism to gene transcription.
Artículos científicos
Scientific papers
Ren H, Santner A, del Pozo JC, Murray JAH, Estelle M (2008). “Degradation of the cyclin- dependent kinase inhibitor KRP1 is regulated by two different ubiquitin E3 ligases”. The Plant
Journal 53, 705-716.
Jurado S, Díaz-Triviño S, Abraham Z, Manzano C, Gutiérrez C, del Pozo C (2008).“SKP2A pro- tein, an F-box that regulates cell division, is degraded via the ubiquitin pathway”. The Plant
Journal 53, 828-841.
Jurado S, Díaz-Triviño S, Abraham Z, Manzano C, Gutiérrez C, del Pozo C(2008).“SKP2A pro- tein, an F-box that regulates cell division, is degraded via the ubiquitin pathway”. Plant
Signaling and Behavior 3, 810-812.
Manzano C,Abraham Z, López-Torrejón G, del Pozo C (2008). “Identification of ubiquitinated proteins in Arabidopsis”. Plant Molecular Biology
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D e p a r t a m e n t o d e B i o t e c n o l o g í a
Objetivos
Objectives
Los objetivos contemplan dos aspectos diferen- ciados: estudio del efecto de dos proteínas, la PB1-F2 viral y la MX del huésped, en la patoge- nicidad de la infección con el virus influenza y, en segundo lugar, aplicación de determinados materiales híbridos, de escala nanométrica, en el desarrollo de vacunas y biosensores para la identificación de moléculas o microorganismos utilizando el virus gripal como modelo experi- mental.
Palabras clave:
influenza, patogenia, biosensores, vacunas.The objectives contemplate two differentiated aspects: study of the effect of two proteins, the viral PB1-F2 and the MX of the guest, in the patho- genicity of the infection with the virus influenza and, secondly, application of certain hybrid materials, on a nanometric scale, in the development of vaccines and biosensors for the identification of molecules or microorganisms using the influenza virus as exper- imental model.
Key words:
influenza, pathogenicity, biosensors, vac- cinesProyectos en convocatorias
competitivas
Competitive funding projects
AGL 2007-60274/GAN (2008-2010). Etiopato- genia de la influenza porcina.
PIF08-018 (2008-2010). Nuevos sistemas biohí- bridos aplicables a vacunas y a biosensores virales. CSD2006-00007 (2010). PORCIVIR, subpro- yecto vacunas frente a influenza.
FOOD-CT-2006-016236 (2006-11). EPIZONE, subproyecto vaccine technologies to influenza.
Actividades de I+D
R&D activities
El curso y las consecuencias patológicas de la infección gripal son muy variables en función de las características del virus responsable y de algunos determinantes específicos del huésped. Nuestro grupo está estudiando algunos de estos factores utilizando un conjunto de cepas de campo de influenza porcina que muestran una amplia variabilidad genética, antigénica y clínica. Uno de estos factores es la proteína PB1-F2, inductora de apoptosis en las células infectadas, que presenta distintas formas truncadas y muta- das en las diferentes cepas virales. Desde el punto de vista del huésped, estamos estudiando el efecto del gen Mx1 que interviene en la res- puesta inmune innata frente al virus y que mues- tra polimorfismos en el cerdo que permitirían la selección de individuos con alelos que determi- nan resistencia a la infección gripal.
Los “bio-nanocomposites” son materiales híbri- dos que resultan de combinar compuestos inorgánicos, de escala nanométrica, con biopolí- meros que permiten la asociación de estructu- ras biológicas complejas tales como partículas