Drosophila - Severo Ochoa - Universidad Autónoma de Madrid

Memoria Científica 05-06 • Scientific Report 05-06 • Centro de biología molecular Severo Ochoa
Centro de Biología Molecular
Severo Ochoa
Centro de Biología Molecular Severo Ochoa
Universidad Autónoma de Madrid.
28049 Madrid
Tel.: (+34) 91 497 5070
Fax: (+34) 91 497 4799
http://www.cbm.uam.es
Memoria Científica
2005-2006
Scientific Report
2005-2006

Centro de Biología Molecular
Severo Ochoa
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
y Universidad Autónoma de Madrid (UAM)
Universidad Autónoma de Madrid.
28049 Madrid
Tel.: (+34) 91 497 5070
Fax: (+34) 91 497 4799
http://www.cbm.uam.es
Memoria Científica
2005-2006
Scientific Report
2005-2006

Índice Index
Comentarios del director
Introductory remarks 4
Personal
Personnel 8
A1 Regulación epigenética de la
expresión génica en Drosophila
Epigenetic regulation of gene
expression in Drosophila
Ana Busturia 18
A2 Especificación de regiones
corporales y formación
de patrón en Drosophila
Territorial specification and
pattern formation in Drosophila
Sonsoles Campuzano Corrales 20
A3 Rutas de señalización en el
desarrollo del ala y en la formación
del patrón de venas en Drosophila
Signalling pathways directing wing
development and vein pattern
formation in Drosophila
José Félix de Celis Ibeas 22
A4 Análisis de mecanismos
morfogenéticos en Drosophila
Analysis of morphogenetic
mechanisms in Drosophila
Antonio García-Bellido 24
A5 Mecanismos de señalización
en el desarrollo
Signalling mechanisms
in development
Isabel Guerrero 26
A6 Comunicación intercelular
en el desarrollo
Cell-cell signalling in development
Fernando Jiménez
Díaz-Benjumea 28
A7 Biología Molecular del Desarrollo
Molecular Biology of Development
Juan Modolell 30
A8 Crecimiento y proliferación celular
en Drosophila
Growth and cell proliferation
in Drosophila
Ginés Morata 32
A9 Análisis genético y funcional
de la miogénesis en Drosophila
Genetic and functional analysis
of myogenesis in Drosophila
Mar Ruiz-Gómez 34
A10 Especificación segmental
y formación de patrón en Drosophila
Segmental specification and
pattern formation in Drosophila
Ernesto Sánchez-Herrero 36
Biología del Desarrollo Developmental Biology
B1 Biogénesis y dinámica
de la mitocondria en patología
Biogenesis and dynamics
of mitochondria in pathology
José M. Cuezva 40
B2 Citoesqueleto y nucleoesqueleto
Cytoskeleton and nucleoskeleton
Isabel Correas 42
B3 Terapia génica experimental
Experimental gene therapy
Marta Izquierdo 44
B4 Agregación de tau y su
implicación en la enfermedad
de Alzheimer
Assembly of tau protein and its
implications in Alzheimer´s disease
Francisco J. Moreno 46
B5 Señalización Celular y Función
Biológica in vivo de las PKC Atípicas
y sus Moduladores
Cell Signaling and in vivo Biological
Function of the Atypical PKCs and
their Modulators
Jorge Moscat
y María Teresa Díaz-Meco 48
B6 Tráfico de proteínas
Protein Traffic
Ignacio Sandoval 50
B7 Química de proteínas
y proteómica
Protein Chemistry and Proteomics
Jesús Vázquez 52
Biología Celular Cell Biology
C1 Transmision de señales a través
del receptor para el antígeno
de células T
Signal transduction through
the T cell antigen receptor
Balbino Alarcón 56
C2 Bases moleculares de la patogenia
y del potencial anti-cáncer viral
Molecular bases of viral pathogenesis
and anti-cancer potential
José M. Almendral 58
C3 Bases moleculares
de la citopatologia viral y fúngica
Molecular bases of viral and fugal
citopathology
Luis Carrasco 60
C4 Variabilidad genética de virus RNA
Genetic variability of RNA viruses
Esteban Domingo Solans 62
C5 Activación del sistema inmune
Activation of the immune system
Manuel Fresno 64
C6 Estabilidad e ingeniería
de proteínas víricas
Stability and Engineering of Viral
Proteins
Mauricio García Mateu 66
C7 Replicación del DNA y ciclo celular
DNA replication and cell cycle
Crisanto Gutiérrez 68
C8 Mecanismo de asociación de
HLA-B27 con espondiloartritis
Mechanismo of associaton of HLA-
B27 with spondyloarthropathies
José A. López de Castro 70
C9 Retrotranscriptasa del virus
de la inmunodeficiencia humana
y terapia antirretroviral
Human inmunodeficiency virus reverse
transcriptase and antiretroviral therapy
Luis Menéndez Arias 72
C10 Regulación de la expresión
génica en endotelio vascular
Regulation of Gene Expression
in Vascular Endothelium
Juan Miguel Redondo Moya 74
C11 Desarrollo hematopoyético
en el embrión de ratón post-gastrulación
Hematopoietic development in the
post-gastrulation mouse embryo
Miguel A Rodríguez Marcos 76
C12 Virus de la peste porcina africana
African swine fever virus
María Luisa Salas 78
C13 Replicación y transcripción
del DNA del fago ø29
Replication and transcription
of phage ø29 DNA
Margarita Salas 80
C14 Desarrollo de nuevas estrategias
para el control y prevención
de enfermedades virales: el virus
de la fiebre aftosa como modelo
New strategies for prevention and
control of viral diseases: foot-and-mouth
disease virus as a model
Francisco Sobrino 82
C15 Desarrollo del sistema
linfohematopoyético humano
Development of the human
lymphohematopoietic system
María Luisa Toribio García 84
Inmunología y Virología Inmunology and Virology
D1 Neurotransportadores de glicina:
estructura molecular, biogénesis
y regulación
Glycine nuerotransporters: molecular
structure, biogenesis and regulation
Carmen Aragón 88
D2 Función de las proteínas
microtubulares en neuronas
Function of microtubular proteins
in neurons
Jesús Ávila de Grado 90
D3 Reparación neuronal y terapia
molecular en neurodegeneración.
Ataxias espinocerebelosas
Neuronal repair and molecular
therapy in neurodegeneration.
Spinocerebellar ataxias
Javier Díaz Nido 92
D4 Bases moleculares
de la plasticidad neuronal
Molecular bases of neuronal plasticity
F. Javier Díez Guerra 94
D5 Biología molecular de transportadores
de sinapsis glutamatérgicas
Molecular biology of the transporters
in glutamatergic synapses
Cecilio Giménez 96
D6 Enfermedad de Huntington
y otras enfermedades
neurodegenerativas
Huntington’s disease and other
neurodegenerative disorders
José Javier Lucas 98
D7 Biología de células troncales
neurales humanas. Potencial para
reposición celular y terapia génica
en neurodegeneración
Biology of human neural stem cells.
Potential for cell and gene therapy
in neurodegeneration
Alberto Martínez Serrano 100
D8 Mecanismos de señalización y
regulación de receptores acoplados
a proteínas G
G protein-coupled receptors signaling
and regulatory mechanisms
Federico Mayor 102
D9 Neurotransmisión y desarrollo
Neutransmission and development
Galo Ramírez 104
D10 Señalización mitocrondrial
del calcio y señalización de
insulina/leptina en envejecimiento
Calcium signalling in mitrochondria
and insulin/leptin signalling
during ageing
Jorgina Satrústegui 106
D11 Patología molecular
de la enfermedad de Alzheimer
Molecular pathology
of Alzheimer’s disease
Fernando Valdivieso 108
D12 Mecanismos moleculares de
neurodegeneración y regeneración
Molecular mechanism of
neurodegeneration and regeneration
Francisco Wandosell 110
Neurobiología Neurobiology
E1 Expresión génica en linfocitos T
Gene expression in T lymphocytes
Miguel A. Alonso 114
E2 Parasitología molecular
Molecular parasitology
Carlos Alonso Bedate 116
E3 Biología molecular de extremófilos
Molecular biology of extremophylic
microorganisms
Ricardo Amils 118
E4 División celular bacteriana
y resistencia a antibióticos
Bacterial cell division and antibiotics
resistance
Juan Alfonso Ayala Serrano 120
E5 Biotecnología y genética
de bacterias termófilas extremas
Biothechnology and genetic
of extreme thermophilic bacteria
José Berenguer 122
E6 Mantenimiento y variabilidad
del genoma: enzimología de la
replicación y reparación del DNA
Genome maintenance and variability:
enzymology of DNA replication
and repair
Luis Blanco Dávila 124
E7 Síntesis de proteínas
y su regulación en eucariontes
Protein synthesis and its regulation
in eukaryotes
César de Haro 126
E8 Envolturas celulares
Cell envelopes
Miguel Ángel de Pedro Montalbán 128
E9 Expresión génica en
Streptomyces y levaduras
Gene expresión in Streptomyces
and yeast
María Fernández Lobato 130
E10 Estructura y función del ribosoma
Ribosome structure and function
Juan Pedro García Ballesta
Miguel Remacha Moreno 132
E11 Expresion génica en
Streptomyces y levaduras
Gene expression in Streptomyces
and yeasts
Antonio Jiménez Martínez 134
E12 Iniciación interna de la traducción
en mRNAS eucarioticos
Internal translation initiation
in eukaryotic mRNAS
Encarnación Martínez-Salas 136
E13 Regulación de la expresión
génica por hormonas
Regulation of gene expression
by hormones
Antonio Nieto
J. Predestinación García Ruiz 138
E14 Regulación de la expresión
génica en Leishmania
Regulation of gene expression
in Leishmania
José María Requena Rolanía 140
E15 Bases moleculares de la regulación
post-transcripcional en eucariotas
Molecular bases of post-transcriptional
regulation eukaryotes
José Manuel Sierra 142
E16 Bases moleculares de las
enfermedades metabólicas hereditarias
Molecular basis of inherited
metabolic diseases
Magdalena Ugarte 144
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Unidad de bioinformática
Bioinformatics Units
Ángel Ramírez Ortiz 148
Cultura y divulgación científica
Scientific Culture
José Antonio López Guerrero 152
Seminarios
Seminars
Seminarios “Severo Ochoa”
Avances en Biología Molecular
Seminars “Severo Ochoa”
Advances in Molecular Biology 156
Seminarios del Centro
Centers Seminars 158
Servicios Técnicos de Apoyo
a la Investigación
Research and Support Facilities 162
Lecciones conmemorativas
Memorial Lectures 166
A
B
C
D
E

Comentarios del Director
El logro de la secuencia completa del genoma humano y,
posteriormente, la de un número creciente de otros genomas ha
supuesto una transición en la investigación biomédica de la era pregenómica
a la post-genómica. En contraste con lo que en un principio
se esperaba, el número de genes en la mayoría de las especies no es
muy elevado, unos 25.000-30.000 genes en humanos, lo que hace
factible en un futuro no muy lejano la identificación de cada una de las
proteínas codificadas, su caracterización funcional y el estudio de sus
interrelaciones. A diferencia de los proyectos de secuenciación de
genomas en los que ha sido fundamental la utilización de tecnologías
basadas en equipamientos poderosos para la obtención masiva de
secuencias de ADN y para su posterior ensamblaje bioinformático, la
era post-genómica necesita de otro tipo de infraestructuras y de un
enfoque mucho más multidisciplinar que comprende, además del uso
de herramientas proteómicas, bioinformáticas y estructurales, la
observación minuciosa no sólo de la célula aislada, sino también de
sistemas multicelulares definidos.
Desde los inicios del Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa”
(CBMSO), una de sus fortalezas ha sido precisamente su carácter
multidisciplinar. El CBMSO incluye a expertos en biología del desarrollo,
regulación y dinámica de los genomas, proteómica, bioinformática,
biología celular, neurobiología, inmunología, virología y microbiología. A
finales de 2006, el CBMSO contaba con una plantilla total de 670
personas. De éstas, 460 correspondían a personal científico y el resto a
personal de apoyo. Del personal científico funcionario, 51 pertenecen a
las escalas investigadoras del Consejo Superior de Investigaciones
Científicas y 45 a los cuerpos docentes e investigadores de la
Universidad Autónoma de Madrid. Además, en el CBMSO desarrollan su
labor investigadora 114 doctores con distintas modalidades de contrato
temporal o indefinido y 250 becarios predoctorales.
En este periodo hemos tenido que lamentar el fallecimiento de nuestros
compañeros del departamento técnico, D. Mariano Bautista y D.
Antonio Zazo, a los que siempre echaremos de menos.
Durante 2006 se han desarrollado 87 proyectos de investigación
subvencionados por el Plan Nacional de I+D del Ministerio de
Educación y Ciencia, 17 por el Fondo de Investigaciones Sanitarias, 8
por la Comunidad de Madrid, 15 por la Unión Europea y 49 convenios
de I+D con empresas. Como resultado de este esfuerzo, en el CBMSO
se han generado más de 360 publicaciones en revistas internacionales
con un índice de impacto medio próximo a 6 en estos dos últimos años.
Mi agradecimiento más sincero a todo el personal del Centro que con su trabajo ha hecho posible estos logros. Agradezco
también a la Fundación Ramón Areces y al Banco Santander su ayuda económica para el mejor funcionamiento del Centro.
Los seminarios científicos institucionales han mantenido su alto nivel y se ha incrementado su número. Además de los
Seminarios de Centro o “Seminarios Banco Santarder”, se han realizado los ciclos VII y VIII de los Seminarios “Avances en
Biología Molecular” y se han celebrado las Lecciones Conmemorativas “Severo Ochoa” y “Eladio Viñuela” correspondientes
a 2005 y 2006. Como novedad, en 2006 se han iniciado las Lecciones Conmemorativas “David Vázquez” para celebrar las
valiosas aportaciones de este científico como miembro fundador del CBMSO y creador de una numerosa escuela de
investigadores, y por su brillante trayectoria científica dedicada a la caracterización del mecanismo de acción de los
antibióticos. El CBMSO se sumó a la serie de actos celebrados en 2006 con motivo del centenario de la concesión del
Premio Nobel a D. Santiago Ramón y Cajal mediante la participación de investigadores de nuestro Centro en muchos de los
eventos organizados con tal fin y con la celebración de una Lección específica en el CBMSO. Además, dentro del capítulo
de actividades científicas, querría destacar también el homenaje ofrecido al Dr. Antonio García-Bellido, miembro fundador
del CBMSO y pionero de la Biología del Desarrollo a nivel internacional. Dicho homenaje consistió en una reunión que contó
con la participación de destacados especialistas en la Biología del Desarrollo.
Este año se cumplirán 32 años de la inauguración del CBMSO como centro mixto del CSIC y de la Universidad Autónoma
de Madrid (UAM). Su creación por iniciativa de D. Severo Ochoa fue un acontecimiento sin precedentes en el escenario
científico de nuestro país, y su existencia ha contribuido de forma fundamental a expandir y consolidar la investigación
biomédica en España. A pesar de la personalidad excepcional de D. Severo Ochoa, la creación del Centro no fue un
proceso exento de problemas. Las negociaciones finalizaron con la construcción de un edificio en la Facultad de Ciencias
de tamaño menor y con una ubicación distinta a los previstos inicialmente para el CBMSO. Esto no ha evitado que desde
su fundación, el número de grupos de investigación del Centro haya ido creciendo de forma paulatina haciendo necesaria
la anexión sucesiva de espacios. En los últimos años el CBMSO ha estado repartido en tres edificios diferentes con los
consiguientes problemas de organización científica, administrativa y de recursos. Estos motivos hicieron que, después de
la última anexión ocurrida en 1993, surgiera desde la Dirección del CBMSO la iniciativa de conseguir un nuevo edificio
independiente y con el tamaño adecuado para constituirse en su sede única. Este edificio, con una superficie total de 17.500
m 2 , es hoy una realidad que va permitir poder disponer en breve de nuevas infraestructuras científicas, atraer grupos de
prestigio y realizar una reorganización científica que nos permita subir el listón de calidad de nuestra investigación y seguir
ocupando una posición privilegiada en la investigación biomédica española. Con el nuevo edificio se saldará la “deuda
histórica” que las autoridades españolas todavía tenían pendiente para con la figura de D. Severo Ochoa. Mi agradecimiento
a los directores anteriores por su esfuerzo e ilusión en este empeño y a todas las personas y entidades que han creído en
el proyecto y lo han apoyado con entusiasmo.
En estos dos últimos años se han ido fraguando cambios importantes en uno de nuestros patronos, el CSIC, que pronto
cristalizarán en un nuevo Estatuto y en su transformación en Agencia Estatal. Estos cambios han venido acompañados por una
mejor planificación de la investigación y de la utilización de los nuevos recursos económicos y personales tal y como se recogen
en el Plan Estratégico 2005-2009 elaborado entre todos los centros del CSIC. Este instrumento, la colaboración de nuestros dos
patronos, CSIC y UAM, y la posibilidad de dotar al nuevo edificio con infraestructuras más modernas va a proporcionar sin duda
una oportunidad única para que afrontemos con optimismo los retos científicos que plantea la era post-genómica.
Miguel Ángel Alonso Lebrero
Director
CBM 2005/2006
4
5

CBM 2005/2006
6
Director´s Comments
The landmark represented by the sequencing of the complete human
genome, and, subsequently, of an increasing number of other
genomes, has signaled the transition from the pre-genomic to the postgenomic
era of biomedical research. In contrast to original
expectations, the number of genes possessed by the majority of
species has proved to be not especially high: the human genome, for
example, consists of approximately 25,000-30,000 genes. This
relatively low number makes it feasible that, in the near future, each of
the encoded products will be identified, their function characterized,
and their interactions analyzed. Unlike genome sequencing projects
that rely on the use of state-of-the-art equipment to yield and
manipulate massive amounts of DNA sequence data, the post-genomic
era requires a different infrastructure and a much more multidisciplinary
approach that includes, in addition to proteomics, bioinformatics and
structural tools, the meticulous and detailed observation not only of
isolated cells, but also of particular multicellular systems.
Since its inception, one of the strengths of the Centro de Biología
Molecular “Severo Ochoa” (CBMSO) has been its multidisciplinary
approach to research. The CBMSO boasts experts in the fields of
Developmental Biology, Neurobiology, Immunology, Virology,
Microbiology, Cell Biology, Genome Dynamics, Proteomics, and
Bioinformatics. At the end of 2006, the CBMSO employed a total of 670
people, of whom 460 were scientific personnel and the remainder
worked in support roles. Of the scientists, 51 are members of the
research staff of the Consejo Superior de Investigaciones Científicas
(Spanish Research Council, CSIC) and 45 are part of the research and
teaching bodies of the Universidad Autónoma de Madrid (Autonomous
University of Madrid, UAM). In addition, there are 114 postdoctoral
researchers employed on various types of temporary or open contracts
and 250 graduate students carrying out research.
We note with sadness the death of two of the members of our Technical
Department, D. Mariano Bautista and D. Antonio Zazo, during this
period. We shall continue to miss them greatly.
The following projects and contracts were carried out in the CBMSO in
2006: 87 projects funded by the National Plan for R&D of the Spanish
Ministry of Education and Science, 17 projects funded by the Institute
of Health “Carlos III” of the Spanish Ministry of Health and Consumer
Affairs, 15 projects financed by the Sixth Framework Program of the
European Union, 8 projects granted by the Madrid Regional
Government, and 49 projects supported through collaborations with the
private sector. As a result of this effort, the research laboratories at the CBMSO published more than 360 articles in
international journals with an average impact factor of approximately 6 in the last two years. I would like to express my
appreciation to the entire personnel of the Center for making all these achievements possible. I am also grateful to the Ramón
Areces Foundation and the Santander Bank for their economic institutional support to ensure the optimal functioning of our
Center.
Our scientific seminars have maintained their high level and increased in number. In addition to the “Banco Santander
Seminar Program”, the 7th and 8th cycles of the Severo Ochoa Seminar Program in “Advances in Molecular Biology” and the
2005 and 2006 “Severo Ochoa” and “Eladio Viñuela” Memorial Lectures have taken place with the participation of leading
international scientists. As a new departure in 2006, we established the “David Vázquez” Memorial Lecture to celebrate not
only the valuable contribution of this scientist as one of the founders of the CBMSO and initiator of a broad school of
researchers, but also his brilliant scientific career, which was largely dedicated to the characterization of the mechanisms of
action of antibiotics. The CBMSO took part in the series of institutional acts held in 2006 to commemorate the first centenary
of the Nobel Prize awarded to Dr. Santiago Ramón y Cajal, through the participation of our researchers in many of the events
and in a specific Lecture. Another of our most notable scientific activities was the international meeting in homage to Dr.
Antonio García-Bellido, founder member of the CBMSO and pioneer of Developmental Biology at an international level, in
which the Center brought together the leading specialists in this field.
Almost 32 years have elapsed since the creation of the CBMSO as a joint center of the CSIC and the UAM. Its creation on
the initiative of Professor Severo Ochoa was an unprecedented event in Spanish science. Without doubt, the existence of the
CBMSO has contributed decisively to the expansion and consolidation of biomedical research in Spain. Nevertheless,
despite the exceptional personality of Severo Ochoa, the creation of the CBMSO was not a process without its difficulties.
The initial agreement was to construct a large independent building for the CBMSO on the University campus. However, this
was only partially accomplished since a serious funding cut at that time meant that it was only possible to establish a much
smaller building within the Science Faculty. Fortunately, this has not prevented the steady growth in the number of research
groups since its foundation, although it has inevitably led to the successive annexation of research space. In the last 14 years
the CBMSO has been housed in three buildings with the consequent effects on its efficient running. After the last annexation
of space in 1993, the Steering Committee of the CBMSO took the initiative of looking for a way to establish a new,
independent building of suitable size to become the headquarters of the CBMSO. This building, with a total area of 17,500
m 2 , is expected to be ready for occupancy in the second half of 2007. This will provide us with a substantial increase in
research space with state-of-the-art infrastructure, and will allow us to recruit internationally prestigious groups and to carry
out a scientific reorganization that will guarantee the CBMSO’s position at the forefront of biomedical research in Spain. With
the new building, the Spanish authorities’ “historical debt” to Professor Severo Ochoa will finally be repaid. I express my most
sincere gratitude to the previous Directors of the CBMSO for their effort and commitment to this task, and to all the people
and organizations that have believed in and enthusiastically supported the project for the new building.
In the last two years, one of our patrons, the CSIC, has undergone some important changes. These will soon give rise to a
new Statute and the transformation of the CSIC into a State Agency. We all hope that this process will facilitate better research
planning and the availability of new economic and human resources, as set out in the Strategic Plan 2005-2009 that was
drawn up by all the CSIC’s institutes. This instrument, the close collaboration between our two patrons, the CSIC and the
UAM, and the novel, cutting-edge facilities in the new building will present us with a unique opportunity to address with
confidence the scientific challenges of the post-genomic era.
Miguel Ángel Alonso Lebrero
Director
7

CBM 2005/2006
Personal Personnel
8
Dirección / Management Board
Director del CBMSO
Alonso Lebrero, Miguel Ángel
Vicedirector del CBMSO
Berenguer Carlos, José
Directora del Instituto de Biología Molecular
"Eladio Viñuela" del (CSIC)
Campuzano Corrales, Sonsoles
Directora del Instituto Universitario de
Biología Molecular (UAM)
Aragón Rueda, Carmen
Gerente
Marquez González de Rueda, José Ramón
Secretaría de Dirección
Condes Cano, Antonia
Secretaría de Gerencia
Llaguno Pérez, Reyes
Soto González, Mª. Antonia
Secretaría General
Horrillo Muñoz, Lucía
Navarro Martínez, Carmen
Relaciones institucionales:
Huete Pereda, Mercedes
Personal de apoyo
García Cantarero, Montserrat
Personal Científico /
Scientific Staff
CONSEJO SUPERIOR DE
INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS
Profesores de investigación /
Research professors
Alarcón Sánchez, Balbino
Alonso Bedate, Carlos
Alonso Lebrero, Miguel Ángel
Avila de Grado, Jesús
Domingo Soláns, Esteban
García Ballesta, Juan Pedro
García-Bellido y Gª de Diego, Antonio
Guerrero Vega, Isabel
Gutiérrez Armenta, Crisanto
Jiménez Martínez, Antonio
López de Castro, José Antonio
Modolell Mainou, Juan
Morata Pérez, Ginés
Moscat Guillén, Jorge
Palacián Gil, Enrique
Ramírez Ortiz, Galo
Ripoll Quintas, Pedro M.
Salas Falgueras, Margarita
Toribio García, Maria Luisa
Vicente-Sandoval Rodríguez, Ignacio
Investigadores científicos /
Research scientists
Alcamí Pertejo, Antonio
Blanco Dávila, Luis
Campuzano Corrales, Sonsoles
Díaz-Meco Conde, Mª Teresa
Haro Castella, César Jesús, de
Lucas Lozano, José Javier
Martínez Salas, Encarnación
Menéndez Arias, Luis
Nieto López, Antonio
Pedro Montalbán, Miguel Ángel, de
Ramírez Ortiz, Ángel
Redondo Moya , Juan Miguel
Rodríguez Marcos, Miguel A.
Salas Falgueras, María Luisa
Salas Falgueras, José
Sánchez-Herrero Arbide, Ernesto
Sobrino Castello, Francisco
Vázquez Cobos, Jesús
Wandosell Jurado, Francisco
Cientificos titulares / Tenured scientists
Antón Canto, Luis Carlos
Ayala Serrano, Juan Alfonso
Busturia Jimeno, Ana María
Celis Ibeas, José Félix de
Cuenda Méndez, Ana
Escarmís Homs, Cristina
Gómez Puertas, Paulino
Jiménez Díaz-Benjumea, Fernando
López Carrascosa, Ángel L.
Meijer, Wilfred J.
Pulido Vega, Diego
Revilla Novella, Yolanda
Ruiz Gómez, Mar
Talavera Díaz, Antonio
Tercero Orduña, José Antonio
Val Latorre, Margarita del
Villasante Atienza, Alfredo
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA
DE MADRID
Catedráticos / Professors
Amils Pibernat, Ricardo
Aragón Rueda, Carmen
Berenguer de Carlos, José
Carrasco Llamas, Luis
Correas Hornero, Isabel
Cuezva Marcos, José Manuel
Fresno Escudero, Manuel
Giménez Martín, Cecilio
Hermoso Núñez, José Miguel
Mayor Menéndez, Federico
Moreno Muñoz, Francisco
Satrústegui Gil-Delgado, Jorgina
Sierra Pérez, José Manuel
Ugarte Pérez, Magdalena
Valdivieso Amate, Fernando
Profesores titulares /
Associate professors
Abad Lorenzo, José Pascual
Almendral del Río, José Mª
Armas Portela, Rosario
Bogónez Pelaez, Elena
Bonay Miarons, Pedro
Carrascosa Baeza, José Mª
Catalán Tobar, Edgardo
Correas Hornero, Isabel
Díaz Nido, Javier
Díez-Guerra, Fco. Javier
Fernández Lobato, María
Fernández Santarén, Juan Antonio
García Mateu, Mauricio
García Ruiz, Predestinación
Hernández Sánchez, Francisco
Izquierdo Rojo, Marta
Jiménez Martínez, Juan Salvador
López Corcuera, Beatriz
López Guerrero, José Antonio
Manso Martínez, Rafael
Marín Palma, Irma
Martínez Serrano, Alberto
Montejo de Garcini Guedas,
Esteban
Remacha Moreno, Miguel
Requena Rolania, José Mª
Ruiz Gómez, Ana
Santamaría Pérez, Francisco
Sanz Martín, José Luis
Zafra Gómez, Francisco
Personal científico contratado /
Scientific staff
Aguado Orea, Begoña
Aldudo Soto, Jesús
Alfranca González , Arantzazu
Álvarez Díaz, Ruth
Antón Canto, Luís Carlos
Antón Gutiérrez, Inés
Arco Martínez, del, Araceli
Azpiazu Torres, Natalia
Baonza Cuenca, Antonio
Batista Barcón, Alicia
Bastolla, Ugo
Benítez, María José
Berlanga Chiquero, Juan José
Bilioni, Aphodite
Borroto Revuelta, Aldo Jorge
Bravo García, Alicia
Burgos Muñoz, Javier
Bullido Gómez-Heras, Mª Jesús
Calleja Requena, Manuel
Callejo de Prado, Ainhoa
Camacho Pedrero, Ana
Cano López, Eva
Carrascosa Gómez, Mª José
Carrión Herrero, Fco. Javier
Cortegano Jimeno, Isabel
Cuesta Rubio, Natalia
Culí Espigul, Joaquín
Delgado Cañaveras, Pilar
De Marco Recuenco, Mª del
Carmen
Desvoyes, Bénédicte
De Vega José, Miguel
Díaz Hernández, Miguel
Engel, Tobías
Fernández, Mª Rosario
Fernández Malavé, Edgar
Fuentes Villarejo, Patricia
García de Yébenes, Virginia
García Gravalos, Dolores
García Muñoz, Mª José
García Peydró, Marina
Garijo, Patricia
Garrido Jurado, Juan José
Giraldo Carbajo, Patricia
Gironés Pujol, Nuria
Gómez Sebastián, Silvia
González Barrera, Sergio
González Varela, Adriana
Grande Pérez, Ana
Gutiérrez Rivas, Mónica
Hernández Pérez, Félix
Hidalgo Huertas, Aurelio
Iñiguez Peña, Miguel Ángel
Izquierdo Juárez, José María
Jiménez Mateos, Eva Mª
Jiménez Martínez, Juan S.
Lalioti, Vassiliki
Lim, Filip
López Bueno, Alberto
López de Saro, Francisco
López Maderuelo, Dolores
Madrid Rodríguez, Ricardo
Martín Fernández, Pilar
Martín García, Verónica
Martínez Azorín, Francisco
Mauritz, Christina
Mendieta Gómez, Jesús
Merinero Cortés, Begoña
Millán Astray, Jaime
Moreno Flores, Mª Teresa
Morreale de León, Antonio Jesús
Murga Montesinos, Cristina
Palacios Argandeña, Beatriz
Pardo Merino, Beatriz
Penela Márquez, Petronila
Pérez Ferreiro, Carmen María
Pérez González, Belén
Pérez Luz, Sara
Pérez Martín, Concepción
Pérez Martín, José Manuel
Pérez Martínez, Mª del Mar
Pérez-Cerdá, Celia
Quijada Arteaga, Luis
Ramírez Parra, Elena
Reigadas, Sandrine
Ribas Núñez, Catalina
Richartd Rodríguez, Eva Mª
Rodríguez Enriquez, Isabel
Rodríguez Márquez, Antonio
Rodríguez Martínez, Javier Mª
Rodríguez Pombo, Pilar
Rodríguez Ramiro, Almudena
Rodríguez Torres, Ángelina
Rosas Kuz, Mª Flora
Ruiz Desviat, Lourdes
Ruiz Pérez, José
Sáiz Salabardo, Margarita
San José Martínez, Esther
Sánchez Jiménez, Mª de la Paz
Sánchez Martínez, Cristina
9

Personal Personnel
CBM 2005/2006
10
Santos Tejedor, Cruz
Sesma Aguirre, Laura
Sevilla Hidalgo, Noemí
Sotillos Martín, Mª del Sol
Soto Álvarez, Manuel
Suzanne, Magali
Tsuchiya, Yo
Uzcanga, Graciela
Van Santen, Hisse M.
Vázquez García, Miriam Noemí
Ventoso Bande, Iván
Vergara Jáuregui, Silvia
Villa Cuesta, Mª Eugenia
Zapata Hernández, Juan M.
Postdoctorales / Postdoctoral Fellows
Alcaide Alonso, Pilar
Acebo País, Paloma
Aldaz Casanova, Silvia
Aldudo Soto, Jesús
Alfaro Sánchez, Juan Mª
Alfranca González, Aranzazu
Algarba García, Alicia
Arias Esteban, Armando
Blanco-Rivero, Amaya
Burgos Muñoz, Javier
Callejo de Prado, Ainhoa
Canellada, Andrea
Carrasco Rando, Marta
Carrascosa Gómez, Mª. José
Cases González, Clara E.
Cerrato Rivera, Celia
Chico Calero, Isabel
Cobelens, Pieter
Cobas Pupo, Guillermo
Costas Iglesias, Celina
Cubelos Alvarez, Beatriz
Cuesta Rubio, Natalia
Del Arco Martínez, Araceli
Delgado Cañaveras, Mª del Pilar
Del Molnar -d’Arkos Muro, Cristina
Díaz Gallardo, Martha Yadira
Díaz Hernández, Miguel
Durán Cascales, Consuelo
Engel, Tobías
Epifanio, Carolina
Escudero Cuadrado, Luis María
Fernández Miragall, Raquel
Fornes, Amparo
Galocha Iraguen, Begoña
García Arriaza, Juan Fco.
García García, Miguel Ángel
Glavic Mure, Álvaro
Gómez -Casero Esteban, Elena
Gómez Ramos, Alberto
Gómez Sebastián, Silvia
González Barrera, Sergio
González Huici, Víctor
González López, Claudia
González Varela, Adriana
Gorfinkiel Hain, Nicole
Guillon, Emanuelle
Ham, Rongsheng
Herranz Muñoz, Héctor
Hidalgo Esteve, Alicia
Illana Calero, Belén
Jiménez, Eva María
Jiménez-cassina Sendón, Alfredo
Lamas López, José Ramón
Letizia, Annalisa
Linares Rodríguez, Juan Fco.
Liste Noya, Isabel
López Bueno, Alberto
López Matas, Mª. Ángeles
López Pérez, Ricardo
Llorca Blanco, Oscar Antonio
Madam Renes, Mª Vanesa
Malki, Monstafé
Marco, Esther
Maroto López, Beatriz
Martín Castro, Francisco A.
Martín García, Verónica
Martínez , Sara
Mateo Fernández, Roberto
Mauritz, Cristina
Molina Arranz, Susana
Morato López, Esperanza
Muñoz Espín, Daniel
Muñoz Risueño, Ruth
Navarro Galve, Beatriz
Ortega Pérez, Inmaculada
Palacios-Bras, Cristina
Paradela Elizalde, Alberto
Parody de la Fuente, Nuria
Pastrana Izquierdo, Erika
Perales Viejo, Celia
Pérez-Ferreiro, Carmen María
Pérez Garijo, Ainhoa
Pérez Martínez, Mª del Mar
Pozueta Larios, Julio
Ramírez Moreno, Carlos
Ramos Gómez, Milagros
Ramos Martín, Mª Carmen
Recuero Vicente, María
Reigadas, Sandrine
Rodríguez-Learte, Anabel
Rodríguez Torres, Ángelina
Rojo Berciano, Susana
Ruiz Pérez, José
Saavedra Molina, Verónica
Sáiz Zalabardo, Margarita
Sánchez Jiménez, M. de la Paz
Sánchez Martínez, Cristina
Sánchez Valdepeñas, Carmen
Serrano de las Heras, Gemma
Sesma Aguirre, Laura
Sotillos Martín, Sol
Suzanne, Magali
Tomás Zapico, Cristina
Tsuchiya, Yo
Uzcanga, Graciela
Valdivieso Ugarte, Magdalena
Vega Mendoza, Daniel
Vila del Sol, Virginia
Villa Cuesta, María Eugenia
Villar, Margarita
Predoctorales / Graduate Students
Abia Holgado, David
Acosta, Federico
Adán Padrón, Alexander
Aguado, Cristina
Agudo Torres, Rubén
Alcalde, Patricia
Alcazar Benjumea, Isabela
Alcorlo Pagés, Martín
Alonso González, Isabela
Alonso Lorenzo, Jana
Alonso Martínez, María
Alonso Torres, Pablo
Andrés Delgado, Laura
Antón Hurtado, Olga
Aranda Gómez, Juan Fco.
Alvarado, Raúl
Amigo de la Huerga, Ignacio
Andrade Vivero, Paula
Aparicio Crespo, Ricardo
Arrizabalaga de Mingo, Onetsine
Baena López, Luis Alberto
Ballesteros, David
Bañón Rodríguez, Inmaculada
Barrado Guerrero, Patricia
Barranz, Alejandro
Barrios López, Natalia
Batista Barcón, Alicia
Bellido Hurtado, Miriam
Bello-Morales Arroyo, Raquel
Benítez García, Elvira
Benito, Miguel Álvaro
Blanco Fuentes, Raquel
Blas Galindo, Emilio
Briceño, Verónica
Bocanegra Rojo, Rebeca
Bueno López, Carlos
Caballero Mateo, Nuria
Cacheiro Llaguno, Cristina
Calvanese, Vicenzo
Calleja, Enrique
Campos, Pedro
Cárdenas Sanjur, David
Caro Azoy, Eddy
Caro Bernat, Elena
Carrasco Rando, Marta
Carreira Moreno, Aura
Carrillo Terán , Wilman
Carrión Herrero, Javier
Castellano Forero, Milagros
Casteló Fernández, Enrique
Castelló, Alfredo
Castilla Llorente, Virginia
Castillejo Pons , Pablo
Cava Valenciano, Luis Felipe
Cavero Martínez, Santiago
Ceballos Hernández, Rosalia
Ainhoa
Chahlafi, Zahra
Clavero Villarrubia, Sonia
Cobreros Requena, Laura
Contreras Balsa, Laura
Courtois, Elisa TC
Cragmolimi Gomar, Juan José
Crespo Alonso, Miguel
Cruz Adalia, Aránzazu
Cruz Rubio, Cristina
Cuervo Grajal, Henar
De Abren Felipe, Miguel
Del Alamo Camuñas, Marta
Del Moral, Pablo
Díaz García, Sandra
Díaz Muñoz, Manuel
Díez Nuño, Héctor
Díez Pérez, Javier
Díaz Triviño, Sara
Domínguez González, Irene
Domínguez Hernández, Verónica
Durán Molina, Mª Ángeles
Escandón Velasco, Cristina
Escolano Artiga, Amelia
Escudero González, Beatriz
Fernández González, Nuria
Fernández Labat, Helena
Fernández Organista, María
Fernández Sánchez, Enrique
Fernández Sánchez, Noemí
Ferreras, Eloy
Folgueira Fernández, Cristina
Foronda Alvaro, David
Francisco Velilla, Mª Rosario
Franco Villanueva, Ana
García Medel, Noel
García Tardón, Noemí
García Díaz, Miguel
García Escudero, Vega
García García, Elisa
García Gómez, Patricia
García Hoz, Carlota
García Lievana, Job
García Marcos, Alberto
García Moyano, Antonio J.
Gargini, Ricardo
Gil, Jon
Gómez de Barreda, Elena
Gómez Molina, Carmen Patricia
Gómez Sintes, Raquel
González García, Inmaculada
González García, Sara
González Granja, Aitor
González Pérez, Esther
González Ruiz, Domingo
González Seiz, Emma
Goñi Oliver, Paloma
Grueso Hierro, Mª. Esther
Gurzov Amarelo, Esteban
Gutiérrez, Mónica
Gutiérrez Alonso, Patricia
Guzmán Sánchez, Fernando
Hernández Tiedra , Sonia
Herrera Quintana, Mónica
Holguín Asensio, Helena
Hurtado Marcos, Carolina
Iborra Martín, Salvador
Isidoro Pacheco, Antonio
Jiménez Martínez, Juan José
Jorge, Ana
Juan de Solís, Alain
Juanas Melero, David
Jurado Pueyo, María
11

Personal Personnel
CBM 2005/2006
12
Kisic Aguirre, Mónica
Köchling, Thorsten
Kumar, Rashmi
Latorre Muñoz, Eduardo
Leo Macías, Alejandra
Longas Torne, Elisa
López Garaulet, Daniel
López Ferrer, Daniel
López Viñas, Eduardo
Lospitao Ruiz, Eva P.
Luide López, Dolores
Luna García, Eva
Llorente Folch, Irene
Maganto García, Elena
Manjon Castro, Cristina
Marcilla Goldaracena, Miguel
Marín Alberdi, Dolores
Marín Palma, Enrique
Martín Montero, María
Martín Acebes, Miguel Ángel
Martín Cofreces, Noa
Martín Gayo, Enrique
Martín Pereira, Mª José
Martín Villasevil, Eugenia
Martínez Martín, Nuria
Martínez, Pablo
Martínez Díez, Marta
Martínez García, Ángeles
Martínez-García, Vanesa
Martínez-Bartolomé, Salvador
Matamoros Grande, Tania
Méndez Lago, María
Menéndez González, Javier
Merino Rodríguez, Elena
Molina Ortiz, Patricia
Molloy Galiana, Brian
Montserrat, Verónica
Montoya Lorenzana, Lilia
Moreno Albiger, Renata
Moya Alcón, Iván
Muñoz Galdeano, Teresa
Muñoz González, Rubén
Muñoz Risueño, Ruth
Muñoz Santos, Diego
Muruais Martínez , Gemma
Navarro Álvarez, Pedro
Navarro Galve, Beatriz
Navarro Lobato, Mª de las Nieves
Navas Fernández, Luis Fernando, de
Navascués Melero, Joaquín de
Nunes Correia, Isabel Mª
Ojosnegros Martos, Samuel
Ortega López, Paula
Ortega Llorente, Zaira
Ortega Moreno, Álvaro
Ortiz, Almudena
Pacheco García, Almudena
Pacheco Santos, Maria
Palacios Jurado, Lucía
Palomo Carrasco, Gloria Mª
Parra Peralbo, Esmeralda
Pascual, Alberto
Pastor Pareja, José Carlos
Pérez Arnaiz, Patricia
Pérez García, Laura
Pérez Siles, Gonzalo
Pérez Lago, Laura
Pérez Menéndez, Daniel
Pérez Sanjuán, Beatriz
Pico de Coaña
Picher Serantes, Ángel Joaquín
Pineda Lezamit, Miguel Ángel
Postigo Fernández, Raúl
Pozueta Larios, Julio
Prieto Sánchez, Silvia
Pulgar Montoro, Manuel
Raho, Nicolás
Ramos-Fernández, Antonio
Ramos Rodrigo, Marta
Redrejo Rodríguez, Modesto
Resnik Docampo, Martín Diego
Revilla de los Reyes, Ana M.
Revuelta Cervantes, Jesús María
Rey Martín, Marta
Reyes Manzanares, Raquel
Riolobos Santamaría, Laura
Rivero Guedez, Damaríz
Rodríguez García, Irene
Rodríguez González, Irene
Rodríguez González, Nuria
Rodríguez Mateos, Maria
Rodríguez Sequel, Elisa
Rojas Rudilla, Vanesa
Romero Prado, Marina
Rosas, María Flora
Rosales Nieves, Alicia
Ruano Solana, Irene
Rubio Amador, Ruth
Rubio Garrido, Alicia
Rincón Forero, Verónica
Ruiz, Abanades
Ruiz Sáez, Ana
Sabina, Mª del Prado
Saïd, Taïmani
Sala, Sandra
Salcedo, Marta
Salcedo de Haro, Alicia
Salvado Duro, Dolores
Sánchez Aparicio, Mª Teresa
Sánchez Aragó, María
Sánchez Borrego, Sonia
Sánchez Cano, Carlos
Sánchez Díaz, Raquel
Sánchez Martínez, Blanca
Sánchez Sánchez, Arancha
Sanoja, Cristina
Santa María Pérez, Ismael
Santana Martínez, Soraya
Sanz-Ramos Rojo, Marta
Serrano, Miguel Ángel
Serrano Carballal, Elena
Serrano Pérez-Nievas, Paula
Serrano Rivera, Horacio
Serrano Saíz, Esther
Serrano Sánchez, Ángel
Sheukov, Eugeny
Sierra García, Macarena
Sierra Istúniz, Javier
Simón López-Villalta, Julián
Simón Sanz, Diana
Sreeramkumar, Vinatha
Suárez García, Cristina
Taiman, Said
Tena Aguilar, Juan Jesús
Tenorio Vela, Raquel
Terrados Aguado, Gloria María
Terriente Félix, Javier
Terriente Félix, Ana María
Tortosa Binacua, Elena
Traba Domínguez, Javier
Urso, Katia
Vázquez, Cristina
Vázquez Sarrion, Victoria
Valle Benítez, Noelia
Varea Abad, Olga
Vega Blanco, Beatriz
Vega Mendoza, Daniel Edgar
Veses Alcobendas, Ana Mª
Villate, Olatz
Vicente Cenzano, Mª. Carmen
Vigioli, Carlotta
Weldowska, Ewelina
Zaldivar Notario, Irene
Zetther, Eric
Personal de apoyo
en líneas de investigación /
Technical Assistance
Alcalde García, José
Alcamí Sánchez, Juan
Alonso Barba, Carmen
Arellano Rojo, Irene
Arroyo, Carmen
Barat Cascante, Ana
Briones Llaguno, María
Bustos Sánchez, Mª José
Calvo, Piedad
Caminero Jiménez, Eva
Cantarero Mateo, Angélica
Carrillo Fernández, Rosario
Casado García, Mª. del Mar
Castro Reguera, Margarita
Cazorla Plaza, María
Cerrato Gómez, Antonia
Cisneros González, Nerea
Cuadros Catalán, Raquel
Chamorro Bello, Margarita
Dávila Cerrato, Mª Mercedes
De Ávila Lucas, Ana I.
De Chorro y de Villa-Ceballos, Mª
de los Ángeles
Ecay Crespo, Mª Jesús
Díaz Blázquez, Ana
Fernández Moyano, Mª Carmen
Ferrer López, Isaac
Frías Clemente, Salvador
Fuertes Villadangos, Miguel A.
Fuertes Yebra, Esther
Gallego Menacho, Lilian
García Arribas, Olga
García García, Esther
García García, Carlos
García Mira, José Luis
García Muñoz, Fernando
Garriga Fuentes, César
Gil Redondo, Rubén
Gómez Buendía, Teresa
Gómez Mariano, Gemma
Gómez Medina, Sergio
González Herrera, Rosa María
González Magaldi, Mónica
Gonzálvez, Altea
Gutiérrez Aranda, Julia
Hermoso Crispín, Carmen
Hernández Baeza, María del
Rosario
Hernando Bellido, Almudena
Hernando Rodrigo, Mario
Ibáñez Pérez, Carmen
Jiménez García, Alberto
Jiménez Mahillo, María Victoria
Langa Gabriel, Elena
Lázaro Bolos, José Mª
Lazcano Duque, Juan José
Leal Pérez, Mª Fátima
López , Juan Manuel
López Moderuelo, Dolores
López Olañeta, Marina
López Varea, Ana
13

CBM 2005/2006
Personal Personnel
14
March, Rubens
Martín Bermejo, Mª Jesús
Martín Fernández, Mª Paloma
Martín Redondo, Mª Asunción
Martínez Villarraso, Ángeles
Mora-Gil Cobo, Mª Victoria
Muñoz González, Rubén
Navarrete López de Soria, Rosa María
Nogal Paris, María Luisa
Núñez Balbuena, Enrique
Pablos Pérez, Beatriz de
Palacios Argandoña, Beatriz
Palmeiro, Gema
Palomares Núñez, Fátima
Peralta Cañadas, Nuria
Pisa García, Diana
Punzón Galvez, Carmen
Ramajo Alonso, Jorge
Ramos Fernández, Antonio
Ramos Gómez, Marta
Reguera Vidaechea, Juan Javier
Reina Alba, Isabel
Rodenstein , Lara
Rojo Berciano, Susana
Ruiz García, Desire
Ruiz Saenz, Ana
Ruiz Sala, Pedro
Saíz Delgado, Eva María
Salgado Muñoz, Hugo
Sánchez, Julio
Sánchez de la Chica, Ascensión
Sánchez Moreno, Antonio
Sanz Fernández, Miguel Ángel
Sanz Mercado, Pablo
Sanz Rebollo, Paloma
Sastre Merlín, Isabel
Sesé Cobos, Bárbara
Soto-Largo Dimitrieff, Santiago
Vera Sanz, Cristina
Villar García, Laurentino
Were Eduardo, Felipe
Departamento Técnico /
Technical Department
Administración / Administration
Jefe / Head: García Martín-Delgado, Jaime
Del Castillo Tamayo, Milagros
Escribano Sánchez, Gloria
Gutiérrez García, Natividad
Herrador Morales, Mercedes
Nogal Paris, Pilar
Pallarés Vargas, Regina
Pérez Pulido, Miguel
Plaza Diago, Loreto
Rueda Cubero, Esteban
Villar Pérez, Belén
Animalario / Animal Facility
Jefe / Head: Palacín Urquijo, Javier
Ballestero Zambrano, José María
Blázquez Pérez, Laura Mª
Bordallo Martín-Fontecha, Miguel A.
Cobeña Chivato, Miguel A.
Francisco López, de, Alexandra
García Martínez, Verónica
García Muñoz, Fernando
González Mella, Marta
Hernándo Rodrigo, Mario
Lopez Corcobado, Rubén
Moreno Rodríguez, Jesús Bienvenido
Muñoz González, Irene
Núñez Agredano, Dolores
Pérez Yagüe, Sonia
Prieto Puntero, Irene
Ródenas Modia, Judit
Rodríguez Fernández, Elena
Ruiz Uceda, Esther
Sanz Ballesteros, Pedro
Sedano Torres, José Mª
Segovia Hijarrubia, Ignacio
Vera Meneses, Mª. Eugenia
Biblioteca / Library
Jefe / Head: Gutiérrez García, Rosario
Sanz Frias, Ángeles
Bioinformática / Bioinformatics
Jefe / Head: Ángel Ramírez Ortiz
David Abia
Citometría de flujo / Flow Cytometry
Jefe / Head: Toribio García , Mª Luisa
García de Yébenes Mena, Virginia
Compras y almacén /
Purchase department
Jefe / Head: Rico Ruiz, Mª.Carmen
Celestén Martín, José Miguel
Corral Díaz, Margarita
Cuevas García, Eva
Fernández Martín, Mª José
Hernández Sánchez, Lorenzo
Madrid del Alamo, Remedios
Maiz Delgado, Jesús Alfonso
Pedraza Caro, Teodoro
Pedraza Fernández, Teodoro
Cultivos celulares / Cell Culture
Blanco Ferreras, Mª Ángeles
Bustos Sánchez, Juana
Gutiérrez García, Alfonso
Martín Moreira, Rebeca
Piquero Bueno, Gloria
Rebelles Vicente, Juan Antonio
Diseño gráfico / Graphic Design
Aganzo Mateo, Pedro
Belio López, José Ignacio
Galán González, José Mª
Fotografía / Photography
Jefe / Head: Bautista Torres, Mariano
Pérez Gracia, José Antonio
Genómica / Genomics
Jefe / Head: Carrasco Ramiro,
Fernando
Sánchez Fernández, Aitor
Informática / Computing
Jefe / Head: Pemau Alonso, Pedro
Aguado Camacho, Carlos
Berdonces Laguna, Juan Ignacio
Díaz Rodilla, Diego
Díaz Rodríguez, Fidel
Pérez García, Maria Peña
Instrumentación /
Instruments and equipment
Jefe / Head: Seguido de la Fuente,
Lorenzo
Arenas Martínez, Santiago
Golpe de la Fuente, Juan Ignacio
González Galán, Jesús
Gutiérrez de la Cruz, Francisco
Mejías Pozuelo, José Luis
Muñoz Maqueda, Fernando
Pozuelo Torrijos, Jesús
Zazo Chapinal, Antonio
Lavado y esterilización /
Washing and Sterilization
Blanco Ferreras, Valentina
Cobeña Chivato, Concepción
Gil Pinto, África
Mantenimiento / Maintenance
Jefe / Head: Muñoz Díez, José
Antonio
Cordón Polanco, Pedro Pablo
Fernández Arias, Alfonso
García Alarcón, Juan Luis
García Gómez, Diego
García Jiménez, Alfonso
González Díaz, Miguel
Martos Valladares, César
Montero Minguez, Emilio
Romero Celada, Juan Miguel
Zúñiga Parra, Ceferino
Microscopia electrónica /
Electron Microscopy
Jefe / Head: Rejas Marco, Mª
Teresa
Guerra Rodríguez, Milagros
Ocaña Romero, Francisca
Microscopia óptica y confocal /
Optical and Confocal Microscopy
Jefe / Head: Diez Guerra,
Francisco Javier
Muñoz Alcalá, Mª Ángeles
Sánchez Martín, Carlos
Villalba Villacorta, Teresa
Cultivos y medios de Drosophila /
Preparation and Cuture
Jefe / Head: Alonso Hernández, Pilar
Carrascal Blanco, Isabel
Escribano Molina, Josefina
Martín Bermejo, Mª Nieves
Pérez Colmenar, Ana Mª
Proteómica / Protein Chemistry
Jefe / Head: Marina Ramírez, Ana
Isabel
Barahona Nieto, Fernando
Jorge García, Alberto
Morato Pérez, Esperanza
Núñez Moreno, Yolanda
Recepción / Reception
Cabrerizo Las Heras, Luis
Gil Marinas, Mª Jesús
Staszkiewicz Notario, Gilbert
Yarza Yarza, David
Seguridad biológica /
Biological Security
Jefe / Head: Sánchez Sánchez,
Ángeles
Caparrós de la Jara, Gema
Rascón Pérez, Josefina
Valladares Bartolomé, Mª Cruz
Seguridad y salud laboral /
Security and Labor Health
Jefe / Head: Antonio Sánchez
Moreno
Programa CSIC - INEM
García Sánchez, Mª del Carmen
March Gumiel , Rubén
Martín Prieto, Berta
Morato Cerro, Ana Isabel
Sánchez Burgos, Francisco Miguel
15

ABiología del Desarrollo
Developmental Biology
Mosca deconstruida generada con imágenes de larvas y adultos a la manera de las "cabezas
compuestas" de Arcimboldo.
Deconstructed fly generated with larva and adult images in the way of Arcimboldo´s "composite heads".
A1 / 18
A2 / 20
A3 / 22
A4 / 24
A5 / 26
A6 / 28
A7 / 30
A8 / 32
A9 / 34
A10 / 36
Regulación epigenética de la expresión génica en Drosophila
Epigenetic regulation of gene expression in Drosophila
Ana Busturia
Especificación de regiones corporales y formación de patrón en Drosophila
Territorial specification and pattern formation in Drosophila
Sonsoles Campuzano Corrales
Rutas de señalización en el desarrollo del ala y en la formación del patrón de venas en Drosophila
Signalling pathways directing wing development and vein pattern formation in Drosophila
José Félix de Celis Ibeas
Análisis de mecanismos morfogenéticos en Drosophila
Analysis of morphogenetic mechanisms in Drosophila
Antonio García-Bellido
Mecanismos de señalización en el desarrollo
Signalling mechanisms in development
Isabel Guerrero
Comunicación intercelular en el desarrollo
Cell-cell signalling in development
Fernando Jiménez Díaz-Benjumea
Biología Molecular del Desarrollo
Molecular Biology of Development
Juan Modolell
Crecimiento y proliferación celular en Drosophila
Growth and cell proliferation in Drosophila
Ginés Morata
Análisis genético y funcional de la miogénesis en Drosophila
Genetic and functional analysis of myogenesis in Drosophila
Mar Ruiz-Gómez
Especificación segmental y formación de patrón en Drosophila
Segmental specification and pattern formation in Drosophila
Ernesto Sánchez-Herrero

Jefe de Grupo /
Group Leader:
Ana Busturia
Regulación epigenética de la
expresión génica en Drosophila:
Función de los genes de los grupos
Polycomb y trithorax
Resumen de investigación
Epigenetic regulation of gene
expression in Drosophila: Role of
the Polycomb and trithorax groups
of genes.
Research summary
A1
Publicaciones
Publications
Bejarano, F., González, I., Vidal, M. and Busturia, A. (2005). The
dRYBP gene functions as a Polycomb dependent transcriptional
repressor. Mech. Dev. 112, 1118-1129.
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Inmaculada González
Ricardo Aparicio
Estudiantes /
Undergraduates students:
Rocío Simón
Biología del Desarrollo Developmental Biology
La formación del patrón morfológico de los animales
requiere la regulación controlada espacial y temporalmente
de la expresión génica. Una vez establecidos los estados
transcripcionales génicos activos o reprimidos, su
mantenimiento durante la proliferación celular es crucial
para el desarrollo normal del organismo. Los grupos de
proteínas Polycomb (PcG) y trithorax (trxG) juegan un papel
importante en la regulación, a nivel cromatínico, de este
proceso. Los genes PcG se requieren para el
mantenimiento del estado reprimido, mientras que los
genes trxG se necesitan para el mantenimiento del estado
activado. Los genes PcG y trxG se descubrieron
Inicialmente en la mosca Drosophila melanogaster debido a
su papel en la morfogénesis ya que regulan el
mantenimiento de la expresión de los genes homeóticos,
Sin embargo, actualmente se conoce que los genes PcG y
trxG tienen además papeles importantes en los procesos de
hematopoyesis, en el mantenimiento de la pluripotencialidad
de las células troncales, en el control de la proliferación
celular y en la tumorogénesis.
Los mecanismos de memoria transcripcional involucran tres
etapas diferenciadas: 1) El reconocimiento, por parte de la
proteínas PcG/trxG del estado transcripcional de sus genes
diana. 2) El reclutamiento y la formación de complejos
proteicos multiméricos represores o activadores y 3) La
propagación estable del estado transcripcional durante la
proliferación celular.
Nuestro objetivo es entender los mecanismos de
mantenimiento transcripcional mediados por la proteínas
PcG y trxG. Primero, nos proponemos la identificación
y caracterización de las secuencias PREs (Polycomb
Response Elements) y TREs (Trithorax Response Elements)
en los genes diana. Segundo, establecer la jerarquía de
reclutamiento y la composición de los complejos PcG
y trxG, y tercero, el aislamiento de nuevos factores, tanto
proteicos como RNA no codificantes, implicados en
este proceso.
La conservación evolutiva de las proteínas PcG y trxG y de
los mecanismos de memoria transcripcional, permitirá que
los resultados obtenidos de este trabajo tengan relevancia
no sólo en el entendimiento del desarrollo de los animales
sino también en el desciframiento de la etiología de la
enfermedades humanas.
Pattern formation during animal development requires the
controlled spatial and temporal regulation of gene
expression. Once gene transcriptional states have been
established, their maintenance during cellular proliferation is
crucial for the normal development of the organism. The
Polycomb (PcG) and the trithorax (trxG) groups of genes
play a pivotal role in this process. The PcG genes are
required for the maintenance of the repressed state while
the trxG are needed for the maintenance of the active state.
The PcG and trxG genes were first identified in the fly
Drosophila melanogaster, due to their role in morphogenesis
as regulators of the maintenance of homeotic gene
expression. However, it is now clear that the PcG and trxG
genes have also relevant roles in other biological processes
like haematopoiesis, stem cell renewal, control of cell
proliferation and tumorigenesis.
The mechanisms of transcriptional memory involve three
distinct steps 1) recognition of the target genes
transcriptional states by the PcG/trxG proteins 2)
recruitment and formation of the multimeric protein
complexes and 3) stable propagation of the transcriptional
state during cell proliferation.
Our goal is to understand the mechanisms of maintenance
mediated by the PcG/trxG. Our first aim is to identify the
PREs (Polycomb Response Elements) and TREs (Trithorax
Response Elements) sequences in the target genes.
Second, to establish the hierarchical recruitment and
composition of the PcG/trxG protein complexes, and third to
isolate novel factors, proteins and non coding RNAs
involved in this process.
The evolutionary conservation of the PcG/trxG genes and of
the maintenance of gene expression mechanisms means that
the results of these studies will have relevance not only in the
understanding of the process of animal development but also
in the understanding of the etiology of human diseases.
CBM 2005/2006
18
Figura 1. dRYBP, un nuevo gen del grupo Polycomb. A) Expresión de la proteína dRYBP (rojo) y β-tubulina
(verde) en las divisiones nucleares del embrión sincitial. B) Expresión de dRYBP (rojo) y β-tubulina (verde) en
embriones sincitiales mutantes para dRYBP. Los patrones de división están severamente afectados.
C) Notum de mosca silvestre. D) Notum de mosca mostrando la aparición de un ala ectópica
debido a los altos niveles de la proteína dRYBP.
Figure 1. dRYBP, a novel Polycomb group gene. A) dRYBP (red) and B-tubulin (green) expression during the
nuclear divisions in the syncytial embryo. B) dRYBP (red) and B-tubulin expression in dRYBP mutant syncytial
embryo. The pattern of nuclear divisions is severely disrupted. C) Notum of a wild type fly.
D) Notum of a fly showing the appearance of an ectopic wing due to high levels of dRYBP protein expression.
19

Jefe de Línea /
Group Leader:
Sonsoles Campuzano Corrales
Especificación de regiones
corporales y formación de patrón
en Drosophila
Territorial specification and pattern
formation in Drosophila
A2
Publicaciones
Publications
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Annalisa Letizia
Anabel Rodríguez-Learte
Sol Sotillos Martín
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Esther González Pérez
Natalia Barrios López
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Nerea Cisneros González
Biología del Desarrollo Developmental Biology
Resumen de investigación
Utilizamos los discos imaginales de Drosophila como
sistema modelo para intentar entender cómo la información
genética especifica las diferentes regiones corporales y
cómo dentro de ellas se establecen distintos patrones
morfológicos. Los genes del complejo Iroquois (Iro-C) se
requieren para la especificación del futuro notum en el disco
de ala y del compartimento dorsal en el disco de ojo. Por
ello, para comprender el desarrollo de estos territorios
estamos analizando cómo se controla la expresión del Iro-
C. Hemos identificado cinco enhancers del Iro-C que
promueven la expresión génica en el disco de ala y
demostrado la capacidad de dos de ellos de integrar la
regulación por las vías de señalización de EGFR y Dpp,
mediadas por los factores de transcripción Pnt (vía del
EGFR) y Pannier, U-shaped y Mad (vía de Dpp).
El Iro-C contiene tres genes (araucan, caupolican y mirror)
que codifican homeoproteínas altamente relacionadas.
Esto, unido a sus patrones de expresión solapantes, sugiere
que actúan de forma redundante en diversos procesos
biológicos. Para investigar esta cuestión hemos generado
nuevas deleciones Iro-C y estamos realizando experimentos
de sobreexpresión y rescate fenotípico. El análisis de estos
alelos indica que el Iro-C interviene también en el desarrollo
del palpo maxilar.
Las vías de señalización de EGFR, Dpp, Notch, Wingless y
Hedgehog controlan especificación de territorios, formación
de patrón y crecimiento en los discos imaginales. Como las
células de los discos imaginales están polarizadas en el eje
ápico-basal, estamos estudiando la relación de la polaridad
celular con estos procesos de señalización intercelular.
También estamos interesados en determinar las relaciones
funcionales que pueden existir en el epitelio de los discos
imaginales entre los complejos apicales (los complejos
Bazooka y Crumbs) y los determinantes basolaterales de
polaridad (Dlg, Scrib y Lgl), requeridos para el
establecimiento y mantenimiento de la polaridad ápicobasal
en el epitelio embrionario.
Research summary
We are using Drosophila imaginal discs as a model system
to help clarify how genetic information specifies the different
body regions of an organism and how these regions are
patterned. The genes of the Iroquois complex (Iro-C) are
required for the specification of the prospective notum in the
wing disc and the dorsal compartment in the eye disc. Thus,
to understand the development of these territories we are
analyzing how expression of Iro-C is controlled. We have
identified five Iro-C enhancers that promote gene expression
in the wing disc and demonstrated the ability of two of them
to integrate the regulation by the EGFR and Dpp signalling
pathways, mediated by the transcription factors Pnt (EGFR
pathway) and Pannier, U-shaped and Mad (Dpp pathway).
The Iro-C harbours three genes (araucan, caupolican and
mirror) that encode highly related homeoproteins. This, in
addition to their overlapping expression patterns, suggests
they may play redundant roles in several developmental
processes. To address this question, we have generated
novel Iro-C deletions and we are using overexpression and
phenotypic rescue approaches. Analysis of the novel Iro-C
mutants indicates its involvement in the development of the
maxillary palp.
Territorial specification, pattern formation and cell
proliferation in the imaginal discs are under the control of the
EGFR, Dpp, Notch, Wingless and Hedgehog signalling
pathways. Since the imaginal disc cells are polarized in the
apico-basal axis, we are studying the relationship between
cell polarity and intercellular signalling. We are also
interested in determining the functional relationships in the
imaginal disc epithelium between the apical complexes
(Bazooka and Crumbs complexes) and the basolateral
polarity determinants (Dlg, Scrib y Lgl), which are required
for the establishment and maintenance of embryonic polarity.
De la Calle-Mustienes, E., Feijoo, C. G., Manzanares, M., Tena, J. J.,
Rodriguez-Seguel, E., Letizia, A., Allende, M. L. and Gómez-Skarmeta,
J. L. (2005). A functional survey of the enhancer activity of conserved
non-coding sequences from vertebrate Iroquois cluster gene deserts.
Genome Res. 15, 1061-1072.
Moscat, J., Diaz-Meco, M. T., Albert, A. and Campuzano, S. (2006).
Cell signaling and fuction organized by PB1 domain interactions.
Mol Cell. 23, 631- 640. Fecha: 2006.
Capítulos de libros / Book chapters:
S. Sotillos and Campuzano, S. (2005). Role of the achaete-scute
complex genes in the development of the adult peripheral nervous
system of Drosophila melanogaster. In: Marí-Beffa, M and Knight,J
(ed). Key Experiments in Practical Developmental Biology.
Cambridge University Press, UK, pp. 296-309.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Annalisa Letizia. (2005) Caracterización de elementos reguladores en
cis del Complejo Iroquois de Drosophila melanogaster:
Control transcripcional por las vías de comunicación intercelular
de Dpp y EGFR. Universidad Autónoma de Madrid.
Sobresaliente cum laude.
CBM 2005/2006
20
Figura 1. Control de la expresión de araucan/caupolican en la presumptiva región de notum
del disco de ala. Los enhancers Iro-RE 2 (A) e Iro-RE 1 (B) integran la regulación por las vías
de EGFR y Dpp y dan cuenta de la mayoría de la expresión de Iro-C en el notum.
Figure 1. Control of the expression of araucan/caupolican in the prospective notum region of the wing
disc. The Iro-C enhancers Iro-RE 2 (A) and Iro-RE 1 (B) integrate regulation by the EGFR and Dpp pathways
and account for most of the expression of Iro-C in the notum (C).
21

Jefe de Línea /
Group Leader:
José Félix de Celis Ibeas
Rutas de señalización en el
desarrollo del ala y en la formación
del patrón de venas en Drosophila
Signalling pathways directing wing
development and vein pattern
formation in Drosophila
A3
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Sotillos, S. and de Celis, J.F. (2005). Interactions between the Notch,
Der and Decapentaplegic signaling pathways regulate vein
differentiation during Drosophila pupal wing development.
Dev. Dyn. 232, 738-752.
CBM 2005/2006
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Cristina Molnar-d’Arkos Muro
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Cristina Cruz Rubio
Ana Terriente Félix
Martín Resnik Docampo
María Fernández Organista
22
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Mar Casado García
Biología del Desarrollo Developmental Biology
Los mecanismos genéticos y celulares que regulan el
crecimiento, organización y diferenciación del ala de
Drosophila están conservados en vertebrados. El objetivo
de nuestra línea es identificar y caracterizar nuevos genes
implicados en señalización celular que tengan funciones
relevantes en el desarrollo del ala. Para ello, hemos
realizado experimentos de búsqueda genética mediante
mutagénesis de falta y exceso de función. La búsqueda por
sobre-expresión consistió en seleccionar inserciones P-UAS
que en combinación con líneas Gal4 expresadas durante el
desarrollo del disco de ala ó durante la diferenciación de las
venas afecten a estos procesos. Después de generar y
analizar unas 20.000 nuevas inserciones, hemos definido el
sitio de inserción de las 550 inserciones PUAS que resultan
en fenotipos, y que corresponden a 320 genes. Estamos
estudiando la función y relaciones con las rutas de
señalización conocidas de los genes MKP3, btk29A, yurt,
LanB, gmd, Dski y osa. En cada caso generamos
condiciones de falta de función mediante mutagénesis
química y ARN interferente, y estudiamos sus patrones de
expresión mediante hibridación in situ. Las búsquedas por
falta de función consisten en generar mutaciones en el
brazo cromosómico 2L, y estudiar su fenotipo en clones de
recombinación mitótica observados en el ala adulta.
Después de analizar unos 4000 cromosomas
mutagenizados hemos seleccionado 130 mutantes, los
hemos agrupado en grupos de complementación y estamos
realizando su mapeo citológico utilizando colecciones de
deficiencias del brazo 2L. En definitiva, y utilizando como
modelo experimental el desarrollo de un epitelio, estamos
identificando y analizando genes implicados en
señalización celular, cuyo análisis en Drosophila debería
permitir su estudio en otros organismos donde sus
funciones podrían estar relacionadas con el desarrollo
normal y la aparición de enfermedades de origen genético.
Figura 1. Ala pupal de Drosophila. Las intervenas están marcadas por la
expresión de Blistered (rojo) y las venas con GFP (verde).
Figure 1. Pupal Drosophila wing. Interveins are labelled by Blistered
expression (red) and veins with GFP (green).
The genetic and cellular mechanisms regulating the growth,
patterning and differentiation of the Drosophila wing disc are
conserved in vertebrates. The main focus of our work is to
identify and characterise novel genes involved in cell
signalling with relevant functions in the regulation of wing
development. We have undertaken loss- and gain-offunction
genetic screens aiming to identify genes controlling
the development of the wing. The gain-of-function screen
consisted on the selection of P-UAS insertions that, in
combination with Gal4 lines expressed during wing disc
development or during vein differentiation, affect these
processes. We have generated about 20.000 novel
insertions and identified the insertion site of 550 P-UAS
insertions that result in phenotype, corresponding to 320
genes. We have chosen the genes MKP3, btk29A, yurt,
LanB, gmd, Dski and osa to study in detail their roles and
relationships with the known signalling pathways. To this end
we have generated loss-of-function conditions using
chemical mutagenesis and interference RNA, and analysed
their expression patterns using in situ hybridisation. Loss-offunction
screens consisted on the generation of mutations in
the 2L chromosomal arm and analysis of their phenotype in
mitotic recombination clones visualized in the adult wing.
After analysis of 4000 mutagenized chromosomes, we have
selected 130 mutants, grouped them in complementation
groups and we are performing their cytological mapping
using a collection of 2L arm deficiencies. Thus, using the
development of an epithelium as experimental system, we
are identifying and analyzing genes involved in cell
signalling. The analysis in Drosophila will allow the study of
homologous genes in other organisms, where their activities
might be related with both normal development and the
outcome of genetic diseases.
Ruiz-Gómez, A., López-Varea, A., Molnar, C., de la Calle-Mustienes,
E., Ruiz-Gómez, M., Gómez-Skarmeta, J.L. and de Celis, J.F. (2005).
Conserved cross-interactions between Ras/MAPK signalling and the
dual-specificity phosphatase MKP3. Dev. Dyn. 232, 695-708.
Sotillos, S. and y de Celis., J.F. (2006). Regulation of decapentaplegic
expression during Drosophila wing veins pupal development.
Mech. Dev. 123, 241-251.
Molnar, C. and de Celis, J.F. (2006). Independent roles of Drosophila
Moesin in imaginal disc morphogenesis and hedgehog signalling.
Mech. Dev. 123, 337-351.
Molnar, C., López-Varea, A., Hernández, R. and de Celis, J.F. (2006).
A gain of function screen in the Drosophila wing veins.
Genetics. 174, 1635-1659.
Molnar, C., Cruz, C., Terriente, A and de Celis, J.F. (2006). Drosophila
as a model organism in genetic research.
Recent Research Developments in Entomology. 5, 69-94.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Cristina Molnar Muro (2005) Identificación de nuevos genes
implicados en la formación de las venas del ala de Drosophila
melanogaster y caracterización funcional de Moesina, Laminina B1
y CG9506. Universidad Autónoma de Madrid.
Sobresaliente cum laude.
Figura 2: Arriba: Disco imaginal de ala teñido con Armadillo (verde)
y LamininA (rojo). Abajo: Sección de un ala pupal teñida con
LamininA (rojo) e Integrina β (verde).
Figure 2. Above: Wing imaginal disc stained with Armadillo (green)
and LamininA (red). Below: Transversal section of a pupal wing stained
with LamininA (red) and Integrin β (green).
23

Jefe de Línea /
Group Leader:
Antonio García-Bellido
Análisis de mecanismos
morfogenéticos en Drosophila
Analysis of morphogenetic
mechanisms in Drosophila
A4
Publicaciones
Publications
Personal Científico /
Scientific Staff:
Juan Fenández Santarén
Antonio Baonza Cuenca
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Alvaro Glavic
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Luis Alberto Baena López,
Cristina Cruz Rubio
Jana Alonso Lorenzo
Beatriz Pérez Sanjuan
Sandra Díaz García
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Almudena Hernando Bellido
Ana López Varea
Rosario Hernández Baeza
Carmen Alonso Barba
Biología del Desarrollo Developmental Biology
Resumen de investigación
El tamaño final y la forma de un órgano dependen de la
proliferación, diferenciación y ordenación espacial de las
células que lo forman. Nuestro objetivo es analizar cómo se
regulan genética y molecularmente estos procesos celulares.
Para ello utilizamos como sistema modelo el desarrollo de
los discos imaginales de Drosophila melanogaster.
Hemos iniciado un “screening” genético encaminado a la
identificación de genes que participan en el control de la
proliferación celular del disco de ala y ojo. Planteamos
continuar con este “screening” y comenzar con el análisis
monográficos de algunos de los genes ya identificados.
A pesar de importancia de las señales extracelulares en el
control de la proliferación celular, poco se sabe de cómo
estas señales regulan el ciclo celular. La ruta de Notch es
una de las rutas de señalización que están controlando la
proliferación. Nuestros resultados preliminares sugieren que
parte de esta regulación podría estar mediada por
represores transcripcionales de la familia de las HLH.
Nuestros objetivos son: analizar cómo estos genes son
regulados por la ruta de Notch, caracterizar molecularmente
cómo estas proteínas regulan la proliferación celular, e
identificar genes regulados por ellas.
La definición de la forma de un órgano lleva implícita la
distribución ordenada en el espacio de las células
resultantes de cada división. Otro de nuestro objetivos es
estudiar en detalle cómo ocurre este proceso durante el
crecimiento de los discos.
La disponibilidad de técnicas de espectrometría de masas
nos ha permitido abordar la identificación de proteínas del
banco de datos de Drosophila con grandes niveles de
sensibilidad. Así, ha sido posible la identificación de
aproximadamente 200 polipéptidos en el disco imaginal de
ala e iniciar la construcción de diferentes subproteomas, de
los cuales el mitocondrial y el ribosomal ya están
finalizados. También se ha seguido con el análisis de
proteínas de interés implicadas en proliferación y desarrollo,
destacando la caracterización de una de las proteínas de
choque térmico (hsp23) a la que hemos podido relacionar
con el desarrollo proneural.
Research summary
The definition of the final size and shape of an organ largely
depends on processes such as cell proliferation and
differentiation. Our goal is to understand the genetic and
molecular mechanisms by which these processes are
regulated. Our work will focus on the development of
Drosophila melanogaster imaginal discs. We have initiated a
genetic screening aimed to identify genes that participate in
the control of wing and eye growth. We plan to continue with
this screening, and at the same time to start with the
functional analysis of the genes already identified.
Althought, it is clear that cell proliferation is determined by
intercellular signals, little is known about how these signals
regulated cell cycle progression. Some of our preliminary
results suggest that part of the function of Notch signalling
controlling cell proliferation could be through the regulation
of the transcriptional repressors of the Helix-loop-Helix
(HLH) family .
We propose: to analyse if these repressors are directly
regulated by Notch signalling, to define the functions of
these genes in the regulation of the cell cycle and to identify
new target proteins of these transcriptional repressors.
The final shape of an organ largely depends on the orderly
arrangement of the cells during its development. Although
this is a central problem in developmental biology, little is
known about how this process is regulated. We plan to study
the contribution of mitotic spindles orientation in the
definition of the shape of an organ.
The use of mass spectrometry techniques has enabled us
the identification of proteins of the Drosophila database with
a high level of sensitivity. In this way we have identified
around 200 polypeptides from wing imaginal discs and
initiated the construction of different subproteomes. Two of
them, the mitochondrial and the ribosomal subproteomes
are already finished. We have also progressed with the
analysis of proteins of interest involved in proliferation and
development. Worth of mention is the characterization of
one of the small heat shock proteins (hsp23), a protein that
we have shown that it is involved in proneural development.
Baonza, A. (2005). Extramacrochaetae an example of a gene
required for control of cell proliferation and cell differentiation during
wing morphogenesis. In: Marí-Beffa, M and Knight,J (ed) Key
Experiments in Practical Developmental Biology.
Cambridge University Press, UK, pp. 178-189.
Baonza, A and Freeman, M. (2005). Control of cell proliferation in the
Drosophila eye by Notch signaling. Dev. Cell 8, 1-11.
Baena-López, L.A., Baonza, A. and García-Bellido, A. (2005). The
orientation of cell divisions determines the shape of Drosophila
organs. Curr. Biol. 15, 1640-1644.
Baena-López, L.A. and García-Bellido, A. (2006). Control of growth
and positional information by the graded Vestigial expression pattern
in the wing of Drosophila melanogaster.
Proc. Natl. Acad. Sci. 103, 13734-13739.
Pastor Pareja, J.C., Martín-Blanco, E. y García-Bellido, A. (2006).
Eversión y cierre de los discos imaginales.
Investigación y Ciencia, Enero, 72-81.
Charroux, B., Freeman, M., Kerridge, S. and Baonza, A. (2006).
Atrophin contributes to the negative regulation of epidermal growth
factor receptor signaling in Drosophila.
Dev Biol. 291, 278-290.
Brown, K. E., Baonza, A. and Freeman, M. (2006). Epithelial cell
adhesion in the developing Drosophila retina is regulated by Atonal
and the EGF receptor pathway. Dev Biol. 300, 710-721.
Alonso, J. and Santaren, J. F. (2005). Proteomic análisis of wing
imaginal discs of Drosophila melanogsater. Proteomics. 5, 474-489.
Alonso, J., Rodríguez, J.M., Baena-López, L.A., Alonso, M.T. and
Santaren, J.F. (2005). Constitutive expresión of heat shock protein p23
correlates with proneural territories in imaginal discs of Drosophila
melanogsater. Proteomics. 5, 3604-3613.
Alonso, J., Rodríguez, J. M., Baena-López, L. A. andn Santarén, J. F.
(2005). Characterization of the Drosophila melanogaster mitochondrial
proteome. J. Proteome Res. 4, 1636-1645.
Alonso, J and Santarén, J. F. (2006). Characterization
of the Drosophila melanogaster ribosomal proteome.
J. Proteome Res. 5, 2025-2032.
Otras actividades y reconocimientos
cientificos relevantes / Others
Antonio García Bellido:
Encomienda con Placa de la Orden Civil de Alfonso X el Sabio, 2005.
Miembro Honorario de la Vavilov Society of Russian Geneticists, 2006.
Homenaje Institucional a Antonio García-Bellido “Advances and
Perspectives in Developmental Biology”. Organizado por el Centro de
Biología Molecular "Severo Ochoa" y CosmoCaixa. 28 de Abril de 2006.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Luis Alberto Baena-López. (2006) Caracterización Funcional del Gen
Vestigial de Drosophila melanogaster .
Director de Tesis. Antonio García-Bellido.
Universidad: Autónoma de Madrid. Sobresaliente Cum laude.
CBM 2005/2006
24
Figura 1. Patrón de división en un disco de ojo control (izquierda) comparado con un disco de ojo en el que se ha sobre-expresado
un represor transcripcional de la familia de las HLH (derecha). Las mitosis están marcadas en rojo utilizando un anticuerpo contra
la Fosfo-Histona 3 humana. En azul se distingue el patrón de diferenciación neuronal marcado con anti-Elav.
Figure 1. Pattern of cell division in a control eye disc (left) compared to an eye disc where a transcriptional repressor belonging to
the family of the HLH proteins is ectopically expressed. Mitosis are marked in red the using an antibody against Human Phospho-
Histone 3. In blue, the photoreceptors are stained using an antibody against Elav.
25

Jefe de Línea /
Group Leader:
Isabel Guerrero
Mecanismos de señalización
en el desarrollo
Signaling mechanisms
in development
A5
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Sánchez, L., Gorfinkiel, N. and Guerrero, I. (2005). Sex Determination
and the Development of the Genital Disc. In: Gilbert, L: I:, Iatrou, K
and Gil, S. S. (eds). Comprehensive Molecular Insect Science.
Elsevier BVR. Vol I. Chapter I.
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Isabel Rodríguez
Luis Quijada
Ainhoa Callejo
Aphrodite Bilioni
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Javier Sierra
Elvira Benítez
Alicia Rosales
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Carmen Ibáñez
Estudiantes de licenciatura /
Undergraduated Students:
Mª Jesús Delgado
Biología del Desarrollo Developmental Biology
Una cuestión fundamental en biología del desarrollo es
cómo las células precursoras de un tejido u órgano pueden
recibir e interpretar la información posicional que
determinará su destino celular. Las moléculas de secreción
perteneciente a las familias de TGF-beta, Wnt y Hedgehog
(Hh) actúan como morfógenos en muchos contextos
celulares, es decir, emanan desde focos localizados y
forman gradientes extracelulares que, a su vez, determinan
el destino celular de forma dependiente de la
concentración. Nuestro grupo está interesado en el estudio
de los mecanismos moleculares de señalización de estos
morfógenos. En los últimos años hemos dedicado una
mayor atención a Hh, debido a su gran importancia en
enfermedades humanas. Así, alteraciones en la
señalización de Hh dan lugar a varios tipos de
malformaciones en humanos, siendo causa también del
desarrollo de tumores, tales como los carcinomas de
células básales (BCC) y los meduloblastomas, jugando,
además, un papel importante en la progresión de otros tipos
de tumores y en los procesos regenerativos.
La proteína Hh, por ser una molécula altamente modificada
por lípidos, se encuentra normalmente asociada a
membranas; a pesar de ello, Hh es capaz de migrar y
programar a células muy alejadas de su fuente de
producción. En este contexto, recientemente nuestro grupo
ha identificado y caracterizado el gen shifted (shf) como un
nuevo gen que se requiere para la distribución de Hh fuera
de la célula. Shf es un factor de secreción que podría
conferir la especificad de los heparán sulfato
proteoglicanos de la matriz extracelular para la retención y
difusión de Hh. Además, hemos observado que las
modificaciones lipídicas de Hh se requieren para la
interacción de Hh con algunos componentes de la matriz
extracelular (como los Heparán Sulfato Proteoglicanos y
Shf) y para la correcta interacción de Hh con su receptor
Patched. Recientemente, hemos encontrado que Patched
actúa como no sólo como receptor de Hh sino como un
receptor de partículas lipoproteicas (LDLR). Actualmente,
estamos analizando por un lado la relación que tiene el
metabolismo energético con la vía de Hh y por otro el
mecanismo por el que Hh unido a lipoproteínas se secreta y
se mueve en el espacio extracelular.
A key issue in developmental biology is how cells in a
developing field acquire the positional information that will
determine their fate. Secreted signaling molecules of the
TGF-beta, Wnt, and Hedgehog (Hh) families have been
shown to play essential roles in cell fate specification during
development. In many developmental contexts, they act as
morphogens that emanate from localized sources and form
extracellular gradients, which differentially regulate cell fates
in a concentration-dependent manner. Our group is
interested to study the function of these three morphogens
in Drosophila development with higher input in the molecular
and cellular mechanisms of Hh signaling because its
implications in human diseases. Thus, Hh pathway, which
has been previously identified in Drosophila, is affected in
different congenital malformations and also plays a key role
in development and progression of various malignant
tumors and in the regenerative processes.
Hh is a molecule highly modified by lipids and despite being
associated with membranes, it is able to migrate and to
program cells far away from its site of production. To
investigate the Hh spreading mechanism, we characterized
Shifted (Shf) as a new component in the Drosophila Hh
pathway. We show that Shf is required for Hh stability and for
lipid-modified Hh spreading. Shf is a secreted factor, which
interacts both with Hh and the Heparan sulfate
proteoglycans (HSPG), leading us to suggest that Shf could
provide HSPG specific for Hh. In addition, we have
observed that lipid modifications on Hh are required for
proper interaction with the extracellular matrix components
for Hh spreading and for correct recognition of the Patched
receptor. More recently, we have found that Ptc is acting also
as a receptor of lipoprotein particles. Presently, we are
analyzing the relationship of the lipid metabolism with the Hh
pathway and also the implication of lipids and
Apolipoproteins in Hh secretion and spreading.
Quijada, L., Callejo, A., Torroja, C. and Guerrero, I. (2005). The
Patched receptor: switching on/off the Hedgehog signaling pathway.
In: Ruiz i Altaba, A (ed). Hedgehog-Gli Signaling and Human Disease.
Landes Bioscience publishers.
Gorfinkiel, N., Sierra, J., Callejo, A., Ibánez, C. and Guerrero I. (2005).
The Drosophilaortholog of the human Wnt inhibitor factor Shifted
controls the diffusion of lipid-modified Hedgehog. Dev Cell. 8, 241-253.
Torroja, C., Gorfinkiel, N. and Guerrero, I. (2005).
Mechanisms of Hedgehog gradientformation and interpretation.
J Neurobiol. 64, 334-356.
Callejo, A., Torroja, C., Quijada, L. and Guerrero, I. (2006).
Hedgehog lipid modifications are required for Hedgehog stabilization
in the extracellular matrix. Development. 133, 471-483.
Callejo, A., Quijada, L. and Guerrero, I. (2006). Immunocytochemistry
and detecting tagged Hedgehog components for functional analysis.
Methods in Cell Biology. The Humana Press, Inc., NJ, USA.
Patentes
Patents
Modelo animal, no humano, para la identificación de compuetos
farmaceúticos reguladores de la vía de Hedgehog. Solicitud de
Patente de Invención 200602497 (30 sep 2006). Oficina Española
de Patentes y marcas (CSIC-Ministerio de Educación y Ciencia).
Organizador de congresos
Meeting organizer
ELSO meeting, Molecular Biology in Development. September 1-4
(2005), Dresden, Germany. EMBO conference in Hedgehog-Gli
signaling in development and stem cells. September 30.
October 4 (2006), Rome, Italy.
CBM 2005/2006
26
Figura 1. Ptc como receptor de Lipoproteínas. La expresión temporal (14
horas) de Patched, el receptor de Hh, en el compartimento dorsal del disco
de ala induce la internalización de Lipophorinas (Lp) (apolipoproteinas de
Drosophila). Se puede observar una co-localización en vesículas
endocíticas de Ptc, Hh y Lp.
Figure 1. Ptc as a LDLR. Transient ectopic expression (14 hours) of
Patched, the Hh receptor, in the wing imaginal disc induces the
internalization of Lipophorins (Lp) (the Drosophila apolipoproteins). Ptc, Hh
and Lp are found in the same endocytic vesicles.
Figura 2. Modelo de formación del gradiente morfogenético de Hedgehog.Para la formación del gradiente morfogenético de Hh, Hh con sus
modificaciones lipídicas (Hh-Np) se empaqueta como partícula lipoproteica e interacciona con los componentes de la matriz extracelular,
Shifed/DmWIF y los Heparan sulfato proteoglycanos (HSPG). Hh sin sus modificaciones lipídicas (Hh-N) al no empaquetarse como partícula
lipoproteica y no interaccionar con los componentes de la matriz extracelular forma un gradiente mucho mas extendido. Tanto en mutantes para
Shf como para los HSPG, en los que se pierde la proteína Shf, Hh no puede difundir.
Figure 2. Diagram of Hh gradient formation. Lipid-modified Hh (Hh-Np) is packaged as a lipoprotein particle to spread through the extracellular
matrix. For a correct spreading, Hh interacts with the extracellular matrix components, Shifted/DmWIF and the HSPG. Hh without lipid
modifications (Hh-N) shows an extended gradient because Hh is not appropriated packaged as a lipoprotein particle and does not interact with
the extracellular matrix components. Hh spreading is blocked either in shf or in HSPG mutants, in which Shf/DmWIF protein is lost.
27

Jefe de Línea /
Group Leader:
Fernando Jiménez Díaz-Benjumea
Comunicación intercelular
en el desarrollo
Cell-cell signalling in development
A6
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Resumen de investigación
Research summary
Javier Terriente Félix. (2006). Análisis functional del gen nab
en el desarrollo de Drosophila melanogaster.
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Javier Terriente Félix
Daniel Perea Menéndez
Biología del Desarrollo Developmental Biology
En los organismos multicelulares la comunicación
intercelular determina el comportamiento de las células
durante el desarrollo. Esta comunicación está mediada por
un reducido número de rutas de señalización que se usa de
forma reiterada en diferentes estadios y tejidos. No obstante
su activación genera diferentes resultados según el
contexto celular. Nuestro objetivo es entender cómo estas
rutas de señalización controlan la proliferación celular y la
formación de patrones morfológicos durante el desarrollo y
cómo el contexto celular determina la respuesta de las
células. Se ha observado que los componentes de estas
rutas así como sus relaciones moleculares están muy
conservados en diferentes organismos desde artrópodos
hasta mamíferos. Ello sugiere que resultados obtenidos en el
análisis del desarrollo de sistemas experimentales sencillos
pueden tener validez en organismos más complejos.
Los apéndices son un sistema modelo para el estudio del
desarrollo. El análisis genético y molecular llevado a cabo
en diferentes organismos ha permitido establecer las reglas
básicas de cómo se controla el desarrollo de los apéndices
en artrópodos y en vertebrados. Aunque éstos no son
estructuras homólogas, su desarrollo presenta muchas
similitudes. El desarrollo del ala de Drosophila se lleva a
cabo mediante la acción integrada de dos centros
organizadores que controlan el desarrollo en los ejes A/P y
D/V. La actividad y la ubicación de estos centros
organizadores está mediada por las rutas de Hh, Dpp
(TGFβ), Notch y Wingless (Wg/WNT). Los mecanismos por
los que se controla el desarrollo en el eje Pr/D son menos
conocidos. Con este objetivo hemos abordado el análisis de
genes implicados en el desarrollo Pr/D del ala. El gen nab
es uno de ellos. Nuestros resultados indican que nab se
requiere para restringir la expresión de wg a un anillo de
células en la región proximal del apéndice, donde wg tiene
una función mitogénica. Nab actua como cofactor de
Rotund, un factor de transcripción requerido para la
activación de wg.
In multicellular organisms, cell-cell communication governs
cell behaviour in development. A reduced number of
signalling pathways are repeatedly used in development at
different times and tissues. Nevertheless their activation
gives rise to different cellular responses depending on the
cellular context. Our goal is to understand how these
signalling pathways work in controlling cell proliferation and
pattern formation during development and how the cellular
context determines the response of the cells. The
components of these pathways and their molecular
relationships are very conserved in different organisms,
ranging from arthropods to mammals. This suggests that the
conclusions obtained in the study of simpler experimental
models can be applied in more complex organisms.
Appendages are a model system for the study of
development. The genetic and molecular analyses carried
out in different organisms have allowed establishing the
basic rules that govern appendage development in both
vertebrates and arthropods. Although vertebrate limbs and
arthropod appendages are not homologous structures their
development present many similarities. The development of
the Drosophila wing is governed by the integrated action of
two organizing centres which control the development of the
wing in the A/P and D/V axes. The activity and the location
of these organizing centres are mediated by the Hh, Dpp
(TGFβ), Notch and Wingless (Wg/WNT) signalling pathways.
The mechanisms that drive the development in the Pr/D axis
of the wing are less known. We have carried out the analysis
of genes involved in the development of the Pr/D axis of the
wing. The gene nab is one of them. Our results suggest that
nab is required to delimit the expression of wg to a narrow
ring of cells in the wing hinge, where wg has a mitogenic
function. Nab acts as a cofactor of Rotund, a zinc-finger
transcription factor required for the activation of wg
expression in the wing hinge.
Figura 1. Disco imaginal de ala de Drosophila mostrando
los patrones de expresión de los genes tsh (rojo),
zfh2 (verde) y nab (azul).
Figure 1. A Drosophila wing imaginal disc showing tsh (red),
zfh2 (green) and nab (blue) expression patterns.
Figura 2. Vistas ventral y lateral de dos embriones de Drosophila
mostrando los patrones de expression de los genes nab (rojo)
y sqz (verde).
Figure 2. Ventral and lateral views of Drosophila embryos showing
nab (red) and sqz (green) expression patterns.
CBM 2005/2006
28
29

Jefe de Línea /
Group Leader:
Juan Modolell
Biología molecular del desarrollo
Molecular Biology of Development
A7
Publicaciones
Publications
Resúmen de Investigación
Research Summary
Escudero, L. M., Caminero, E., Schulze, K. L., Bellen, H. J. and
Modolell, J. (2005). Charlatan, a Zn-finger transcription factor,
establishes a novel level of regulation of the proneural achaete/scute
genes of Drosophila. Development. 132, 1211-1222.
Personal Científico /
Scientific Staff:
Joaquim Culí
Postdoctorales /
Postdoctoral:
María Eugenia Villa-Cuesta
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Joaquín de Navascués
Esmeralda Parra
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Eva Caminero
Nerea Cisneros
Biología del Desarrollo Developmental Biology
Especificación territorial. Durante el desarrollo, los epitelios
se subdividen en territorios para formar distintas
estructuras. Nos hemos centrado en la especificación del
mesotórax dorsal (notum) de Drosophila. Para ello, son
imprescindibles los genes iroquois, puesto que su falta de
función en células del territorio de notum, transforman a las
mismas en precursores de axila alar. Ahora demostramos
que tailup, un gen que codifica un factor de transcripción de
la familia LIM-HD, también participa en este proceso, ya
que su ausencia provoca transformaciones de notum a
axila. tailup e iroquois tienen efectos sinergísticos en la
especificación de notum. El primero es activado por la vía
de señalización de Dpp, mientras que el segundo lo es por
la del EGFR. Así pues, estas dos vías de señalización,
mediante tailup e iroquois, convergen y dirigen la
especificación del notum.
Subdivisión territorial. Los genes iroquois también participan
en mantener separadas las células del notum y de la axila
alar. Así, en el territorio de notum, las células que no
expresan iroquois tienden a reunirse y separarse de sus
vecinas. Esto apoya la existencia de una afinidad diferencial
entre las células del notum y las de la axila, que debería
ayudar a formar/mantener la frontera entre estos territorios.
También encontramos que la aposición de células que
expresan iroquois y las que no lo hacen induce una
contracción ápico-basal de las últimas, un efecto que
probablemente subyace la formación del pliegue que
separa los territorios de notum y axila en el disco de ala.
Finalmente, las células que sobrexpresan iroquois muestran
un fenotipo complejo consistente en formar una red
bidimensional que aisla a grandes grupos de células
silvestres.
Receptores de lipoproteínas. El Dr. Joaquim Culí usa
Drosophila como modelo animal para estudiar la familia de
Receptores de Lipoproteínas de Baja Densidad. Estas
proteínas altamente conservadas a nivel evolutivo regulan el
metabolismo lipídico y además participan en procesos de
señalización intercelular y desarrollo.
Territorial specification. During development, epithelia are
subdivided into territories that will form different structures.
We focus on the specification of the dorsal mesothorax
(notum) of Drosophila. Earlier work of our laboratory showed
that the iroquois genes are indispensible for this process,
since their lack of function in cells of the notum anlage
transforms them into wing hinge precursors. We now find
that tailup, a gene that encodes a LIM-HD transcription
factor, also participates in this process, since its loss
promotes notum to hinge transformations. tailup and
iroquois have synergistic effects in notum specification. The
former is activated by the Dpp signalling pathway, while the
latter is activated by that of EGFR. Hence, these two
signalling pathways, by means of tailup and iroquois,
converge and direct notum specification.
Territorial subdivision. In addition to their function in notum
specification, we find that the iroquois genes also
participate in keeping the notum and wing cell populations
separate. Indeed, within the notum anlage, cells not
expressing iroquois tend to join together and sort out from
their iroquois expressing neighbours, which supports the
existence of a differential adhesion between notum and wing
hinge cells that should help form/maintain the border
beween these territories. We also find that apposition of
iroquois expressing and non-expressing cells induces
apico-basal shortening of the latter. This effect probably
underlies formation of the fold that separates the notum and
wing hinge territories of the wing disc. In addition, cells
overexpressing iroquois present an unexpectedly complex
phenotype, as they tend to contact one another and form a
bidimensional lattice that surrounds and isolates large
groups of non-overexpressing cells.
Lipoprotein receptors. Dr. Joaquim Culí studies the Low
Density Lipoprotein Receptor family using Drosophila as
animal model. These highly conserved multifunctional
proteins regulate lipid homeostasis and play key roles in
signal transduction and development.
Wei, S. Y., Escudero, L. M., Yu, F., Chang, L. H., Chen, L. Y., Ho, Y. H.,
Lin, C. M., Chou, C. S., Chia, W., Modolell, J. and Hsu, J. C. (2005).
Echinoid is a component of adherens junctions that cooperates with
DE-Cadherin to mediate cell adhesion. Dev. Cell. 8, 493-504.
Villa-Cuesta, E. and Modolell, J. (2005). Mutual repression between
msh and Iro-C is an essential component of the boundary between
body wall and wing in Drosophila. Development. 132, 4087-4096.
Mann, R. S. and Culí, J. (2005). Developmental biology: morphogens
hitch a greasy ride. Nature. 435, 30-31.
Noro, B., Culí, J., McKay, D. J., Zhang, W. and Mann, R. S. (2006).
Distinct functions of homeodomain-containing and homeodomain-less
isoforms encoded by homothorax. Genes Dev. 20, 1636-1650.
Culí, J., Aroca, P., Modolell, J. and Mann, R. (2006). jing is required for
wing development and to establish the proximo-distal axis of the leg in
Drosophila melanogaster. Genetics. 173, 1-12.
Premios
Prizes
Juan Modolell. Premio Nacional de Investigación en Biología Santiago
Ramón y Cajal, 2006.
Figura 1. Arriba: la falta de función de tailup produce transformaciones de notum a axila, tal como lo indica la aparición de una tégula ectópica (punta de flecha) en el notum
lateral anterior. La tégula es una estructura típica de axila (comparar con la tégula normal, flecha). Abajo izquierda: transformaciones notum/axila visualizadas en el disco
imaginal. Un clon de células que carecen de tailup (ausencia de color verde, asterisco) pierde la expresión del marcador de notum eyegone (rojo) y adquiere la del marcador
de axila msh (azul). Abajo derecha: una mosca en la que se sobreexpresan tailup y araucan (un gen iroquois) carece de ala, pero el notum está fuertemente expandido. Ello
indica un sinergismo de las funciones "pronotum" de estos genes, puesto que sus sobrexpresiones individuales tienen poco o ningún efecto.
CBM 2005/2006
30
Figure 1.Top: loss of function of tailup causes transformation of notum to wing hinge, as shown by the presence of an ectopic tegula (arrowhead) on the anterior lateral notum.
The tegula is a typical hinge structure (compare with the extant tegula, arrow). Bottom left: notum/hinge transformations visualized in the imaginal disc. A clone of cells that
lack tailup (absence of green, asterisk) loses the expression of the notum marker eyegone (red) and gains that of the hinge marker msh (blue). Bottom right: a fly in which
tailup and araucan (an iroquois gene) are overexpressed together lacks the wing, but the notum is greatly expanded. This indicates a synergism between the "pronotum"
functions of these genes, since their individual overexpressions have weak or no effects.
31

Jefe de Línea /
Group Leader:
Ginés Morata
Crecimiento y proliferación celular
en Drosophila
Growth and cell proliferation
in Drosophila
A8
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Aldaz, S., Morata, G. and Azpiazu, N. (2005) Patterning Function of
homothorax/extradenticle in the Thorax of Drosophila.
Development. 132, 439-446.
Personal Científico /
Scientific Staff:
Natalia Azpiazu
Manuel Calleja
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Silvia Aldaz
Francisco A. Martín
Ainhoa Pérez Garijo
Verónica Saavedra
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
María Martín
Javier Menéndez
Evgeny Shlevkov
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Angélica Cantarero
Rosa González
Biología del Desarrollo Developmental Biology
El trabajo realizado en el laboratorio en los dos últimos años
se ha centrado fundamentalmente en dos aspectos
concretos, 1) el estudio de los mecanismos de control del
tamaño y proliferación celular en los discos imaginales y 2)
el análisis de las propiedades mitogénicas de las células
apoptóticas.
En lo que respecta al control de tamaño, hemos demostrado
de forma conclusiva que los discos imaginales poseen un
mecanismo autónomo que es capaz de reconocer cuando
el disco ha alcanzado el tamaño final apropiado. Hemos
diseñado un método que confiere a los discos imaginales
un mayor periodo de tiempo en la fase de crecimiento, lo
que les permitiría alcanzar un tamaño cuatro veces el
normal. Aún en estas condiciones el crecimiento cesa
cuando se alcanza el tamaño final standar. Este mecanismo
de control opera autónomamente en los compartimentos
anteriores y posteriores, que se comportan como unidades
independientes de crecimiento.
Dentro de este capítulo, hemos identificado un nuevo
elemento de la vía de la insulina (InR) llamado calderón, que
codifica para una proteína de la superfamilia de los
transportadores de azúcar. Este gen es una diana
transcripcional de la vía InR y su actividad se requiere para el
crecimiento y la división celular durante el desarrollo larvario.
Se ha continuado el estudio de las propiedades de las
células apoptóticas. Nuestro ensayo consiste en la
inducción experimental de apoptosis mediante Rayos X y al
mismo tiempo impedir la muerte celular con el inhibidor de
caspasa P35. En estas condiciones las células apoptóticas
viven indefinidamente. Hemos demostrado que estas
células son capaces de dar lugar a sobre-crecimientos y
tumores hiperplásicos. Si además contienen mutaciones
para genes de polaridad apico basal, estos tumores se
convierten en neoplásicos. Clones de este tipo de células
son capaces en 2 días de colonizar completamente un
disco imaginal.
Our work during the last two years has been focused on two
major lines, 1) the study of size and growth control
mechanisms, and 2) the study of the mitogenic properties of
the apoptotic cells
Regarding size control, we have conclusively demonstrated
that the imaginal discs possess an autonomous control
mechanism that is able to stop growth once the disc has
reached the final appropriate size. We have devised a
method that allows wild type imaginal discs additional
developmental time, enough to achieve a fourfold size
increase. Yet, even in these conditions, growth ceases when
the disc has reached the standard final size. This control
mechanism functions autonomously in anterior and posterior
compartments, which behave as independent growth units.
In another related work, we have identified a new
transcriptional target of the Insulin receptor pathway (InR).
This gene, termed calderon, encodes a protein with high
homology to Sugar transporters of the Major Facilitator
Superfamily, which is essential for growth and proliferation
during larval development.
We have continued the study of the properties of the
apoptotic cells. Our experimental assay consists of
experimentally inducing apoptosis (usually by X-rays) and at
the same time preventing cell death using the caspase
inhibitor P35. Under these conditions the apoptotic cells live
indefinitely. We have shown that they can produce
overgrowths and hyperplastic tumours. If in addition they are
genetically defective in apico-basal cell polarity these cells
give rise to aggressive neoplastic tumours. Clones of these
types of cells can completely colonise an entire disc in 2 days
Pérez-Garijo, A., Martín, F.A., Struhl, G. and Morata, G. (2005) Dpp
signalling and the induction of neoplastic tumours
by caspase-inhibited apoptotic cells in Drosophila. Proc.
Natl Acad. Sci. USA 102, 17664-17669.
Herranz, H., Morata, G. and Milan, M. (2006). Calderón, a Sugar
Transporter of the Major Facilitator Superfamily, is required for cell
growth in Drosophila tissues. Development 133; 2617-2625.
Martín, F. A. and Morata, G. (2006). Compartments and the control of
growth in the Drosophila wing imaginal disc.
Development 133, 4421-4426.
Morata, G. (2006). Q & A Interview. Curr. Biol 16, R976-R977.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Francisco A. Martín Castro (2005). Mecanismos de regulación de
tamaño de los discos imaginales de Drosophila.
Universidad Autónoma de Madrid.
Ainhoa Pérez Garijo (2005). Análisis experimental de la apoptosis en
el disco de ala de Drosophila melanogaster.
Universidad Autónoma de Madrid.
Premios y distinciones
Prizes and distinctions
Presidente de la Comisión de Investigación del Alto Consejo
Consultivo de la Generalitat Valenciana, desde 2006.
Presidente de la Comisión Evaluadora del Ámbito de Ciencias de la
Vida de la Agencia per la Qualitat del Sistema Universitari de
Catalunya 2006.
CBM 2005/2006
32
Figura 1. La figura muestra a la izquierda un disco imaginal de ala conteniendo varios clones tumorales (marcados en verde con GFP). Las
células de estos clones adquieren una forma diferente de las normales, como se puede apreciar comparando en la foto superior derecha el
contorno de las celulas tumorales con las epiteliales normales situadas debajo. Estas células estan teñidas para faloidina. Estos clones también
muestran células apoptóticas, como indica la tinción para la proteína pro-apoptótica Hid (en azul en la foto inferior derecha).
Figure1. The figure shows (left side of the panel) a wing imaginal disc containing several tumorous clones, labelled green with GFP. The cells of
these clones acquire an abnormal shape that can be observed (photo at the top of the right side of the panel, labelled white for phalloidin) by
comparing the cellular contour of the tumour cells with that of the normal ones located below.
These clones contain groups of apoptotic cells (labelled blue with anti-Hid, top photo to the right).
33

Jefe de Línea /
Group Leader:
Mar Ruiz-Gómez
Análisis genético y funcional de la
miogénesis en Drosophila
Genetic and functional analysis of
myogenesis in Drosophila
A9
Publicaciones
Publications
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Marta Carrasco Rando
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Silvia Prieto Sánchez
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Paloma Martín Fernández
Biología del Desarrollo Developmental Biology
Resumen de investigación
Los músculos de Drosophila y de vertebrados están
formados por células sincitiales que se originan por fusión
de mioblastos. En Drosophila la fusión ocurre entre dos
subtipos de mioblastos: los fundadores (MF) y los
competentes en fusión (MCF). Los MFs contienen
información relevante para la adquisición de la identidad
muscular y para ejecutar el programa de diferenciación
terminal, siendo capaces de completar miogénesis en
ausencia de fusión. Por el contrario, los MCFs en ausencia
de fusión no adquieren información acerca de su identidad
muscular y no completan su programa de diferenciación,
muriendo por apoptosis.
En nuestro laboratorio estamos interesados en la
caracterización molecular y funcional de los genes
implicados en implementar los programas de diferenciación
específicos de ambos subtipos de mioblastos.
Para ello, utilizamos rastreos genéticos de ganancia y
pérdida de función para identificar posibles candidatos y
una combinación de técnicas de Biología Molecular y
Celular para su posterior análisis funcional. Recientemente
hemos estudiado la función de un nuevo gen, musculus
morbidus (mumo), que codifica una proteína multi-modular
con actividad E3 Ubiquitín ligasa. Su patrón de expresión
restringido a MFs sugería un papel importante en la
especificación de este subtipo de mioblastos. El análisis
fenotípico de los alelos de falta de función generados,
indica que Mumo cumple múltiples funciones durante
miogénesis, como completar la fusión y mantener la
estabilidad de las fibras musculares. Así, en ausencia de
Mumo, los músculos contienen menos núcleos, pierden la
organización sarcomérica y se desprenden de su sitio de
anclaje al tendón (ver figura 1). Por lo tanto, mumo confiere
a los MFs una de sus propiedades únicas: la capacidad de
sintetizar sarcómeros estables.
Asimismo, hemos identificado otros genes candidatos a
regular distintas etapas de la miogénesis.
Research summary
Muscles in Drosophila and Vertebrates are syncytial fibres
formed by fusion of myoblasts. In Drosophila, fusion takes
place between two distinct populations of myoblasts,
namely founders (FM) and fusion competent myoblasts
(FCM). FMs contain the information required for the
acquisition of muscle identity and to execute the terminal
differentiation programme. Thus, they are able to complete
myogenesis in the absence of myoblast fusion. On the other
hand, FCMs require fusion to gain information about muscle
identity and to accomplish terminal differentiation and they
enter the cell death programme in the absence of fusion.
Our laboratory aim is to use a combination of genetic,
molecular and cellular techniques to identify and characterize
genes involved in the implementation of the differentiation
programmes specific of each myoblast population. Recently,
we have analysed the function of a novel gene musculus
morbidus (mumo). mumo encodes a multi-modular protein
with E3 ubiquitin ligase activity. Its embryonic pattern of
expression exclusive of FMs, suggested that Mumo could
regulate the specification of this sub-type of myoblasts. The
phenotypic analysis of the loss of function alleles generated
indicated that Mumo plays multiple roles during myogenesis,
including regulation of myoblast fusion and maintenance of
sarcomeric stability. Thus, in mumo mutants, muscles contain
fewer nuclei, lack sarcomeric organization and detach from
the apodema (Figure 1). Therefore, Mumo is required to
confer to FMs one of their unique characteristics, to
synthesize stable sarcomeres.
We have also identified other genes that are good candidates
to control distinct steps of the myogenic programme.
Ruiz-Gómez, A., López-Varea, A., Molnar, C., de la Calle-Mustienes,
E., Ruiz-Gómez, M., Gómez-Skarmeta, J. L. and de Celis, J. F. (2005).
Conserved cross-interactions in Drosophila and Xenopus between
Ras/MAPK signaling and the dual-specificity phosphatase MPK3.
Dev. Dyn. 232, 695-708.
Delholm, B., Brown, S., Ray, R.P., Ruiz-Gómez, M., Skaer, H. and
Castelli-Gair Hombría, J. (2005). crossveinless-c is a rhoGAP required
for actin reorganization during morphogenesis.
Development. 132, 2389-2400.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Marta Carrasco Rando (2006). Musculus morbidus una E3 ubiquitín
ligasa de Drosophila, genera Artrina y mantiene la integridad
del sarcómero.
Figura 1. El gen mumo se requiere para mantener la estabilidad sarcomérica. A, B, La estructura sarcomérica, revelada por la acumulación de
Ketina-GFP en la banda Z se pierde en músculos mutantes mumo (B, comparar con el tipo silvestre mostrado en A). C, D, Patrón muscular de
embriones silvestres (C) y mutantes mumo (D) revelado por la expresión de miosina-GFP. A final del desarrollo embrionario como resultado de la
inestabilidad sarcomérica, la mayoría de los músculos se han desprendido del tendón. E, Representación esquemática del patrón muscular
abdominal. El código de colores indica los músculos que se desprenden con mayor frecuencia (blanco, 100%, rojo, menos de 10% de los casos).
CBM 2005/2006
34
Figure 1. Drosophila mumo is required for sarcomeric stability. A, B, Sarcomeric structure revealed by the accumulation of Kettin-GFP in the Z
band is lost in mumo mutant muscles (B, compare to wild type in A). C, D, Muscle pattern of wild type (C) and mumo mutant (D) embryos
revealed by the expression of myosin-GFP. As a consequence of sarcomeric instability most of the muscles detach from the apodema at the
end of embryogenesis. E, The scheme represents the abdominal muscle pattern, and indicates by a colour code the detachment phenotype
(White indicates 100% detachment, red, less than 10% detachment).
35

Jefe de Línea /
Group Leader:
Ernesto Sánchez-Herrero
Especificación segmental y formación
de patrón en Drosophila
Segmental specification and pattern
formation in Drosophila
A10
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
De Navas, L., Suzanne, M., Foronda. D. and Sánchez-Herrero, E.
(2005). Segmental Specification in Drosophila melanogaster. In Key
techniques in Practical Developmental Biology (M. Marí-Beffa and J.
Knight, eds). Cambridge University Press, New York, pp 127-142.
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Magali Suzanne
Luis de Navas
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
David Foronda
Cristina Manjón
Daniel López
Estudiantes /
Undergraduate Students:
Jesús Rodríguez
Ana Guarner
Biología del Desarrollo Developmental Biology
Los genes Hox determinan distintas estructuras en el eje
anteroposterior de los animales. Durante los útlimos años
hemos estudiado la función de los genes Hox Ultrabithorax
(Ubx) y Abdominal-B (Abd-B) en Drosophila. Hemos
determinado la expresión y función de las dos isoformas
codificadas por el gen Abd-B y establecido las
interacciones entre estas dos proteínas, y las de ambas con
el gen Hox abdominal-A (abd-A), en el desarrollo de la
genitalia. Hemos encontrado que, al contrario de lo que
ocurre en el embrión, Abd-B mantiene la expresión de abd-
A, lo que contradice la regla general de que los genes Hox
que se expresan en regiones posteriores (como Abd-B)
reprimen la expresión de los genes más anteriores
(como abd-A).
Hemos descubierto asimismo que Ubx controla la vía de
señalización de Decapentaplegic (Dpp), un morfógeno
necesario para el crecimiento y formación del patrón en
distintos apéndices, en el desarrollo de los halterios
(apéndices metatorácicos homólogos a las alas pero mucho
más pequeños). Ubx realiza este control actuando sobre
esta vía a distintos niveles. Ubx reduce tanto la producción
como la movilidad del morfógeno Dpp y esto explica la
reducción del tamaño del halterio con respecto a la del ala.
Finalmente, hemos estudiado el desarrollo de las uniones
entre los distintos segmentos de la pata. La formación de
estas uniones requiere la apoptosis de algunás de sus
células, producida al formarse discontinuidades bruscas en
la actividad de Dpp. Esta proteína forma gradientes de
actividad en cada segmento distal de las patas, con niveles
de actividad mínimos en la parte más proximal de cada
segmento y máximos en la distal. La confrontación de
los niveles máximos de un segmento y mínimos del
siguiente origina que se mueran estas células adyacentes
con niveles de actividad de Dpp tan dispares y se formen
las uniones correctas.
The Hox genes determine the different structures along the
anteroposterior axis of the animals. During the past years we
have studied the function of the Ultrabithorax (Ubx) and
Abdominal-B (Abd-B) Hox genes in Drosophila. We have
determined the expression and function of the two isoforms
encoded by Abd-B in the formation of the genitalia and
established the interactions between these two proteins as
well as the interactions between any of them with the Hox
gene abdominal-A (abd-A). We have found that, contrary to
what happens in the embryo, Abd-B maintains abd-A
expression, what contradicts the rule that posteriorlyexpressed
Hox genes, like Abd-B, repress those expressed
more anteriorly, like abd-A.
We have also studied the regulation by Ubx of the
Decapentaplegic (Dpp) signaling pathway. Dpp is a
morphogen that controls size and pattern of the
appendages and we have found that Ubx controls the Dpp
pathway at different levels in the formation of the halteres,
appendages homologous to wings but much smaller. Ubx
does this by regulating Dpp expression and mobility, and
this control is responsible for the smaller size of the halteres
with respect to that of the wings.
Finally, we have studied the development of leg joints in the
distal leg segments. The development of these structures
requires apoptosis in some of their cells, caused by the
formation of sharp boundaries of different Dpp activity.
Gradients of Dpp activity are formed in each segment, with
higher levels in the distal part and lower levels in the
proximal one. The sharp discontinuities formed between
maximal and minimal levels at the distal part of each
segment are responsible for the death of adjacent cells and
for the correct formation of the joints.
Negre, B., Casillas, S., Suzanne, M., Sánchez-Herrero, E., Akam, M.,
Nefedov, M., Barbadilla, deJong, P. and Ruiz, A. (2005). Phylogenetic
inertia versus functional constraint in the split Drosophila Hox gene
complex. Genome Res. 15, 692-700.
Foronda, D., Estrada, B., de Navas, L. and Sánchez-Herrero, E.
(2006). Requirement of abdominal-A and Abdominal-B in the
developing genitalia of Drosophila breaks the posterior downregulation
rule. Development. 133, 117-127.
de Navas, L. F., Foronda, D., Suzanne, M. and Sánchez-Herrero, E.
(2006). A simple and efficient method to identify replacements of P-
lacZ by P-Gal4 lines allows obtaining Gal4 insertions in the bithorax
complex of Drosophila. Mech. Dev. 123, 860-867.
de Navas, L. F., Garaulet, D. L. and Sánchez-Herrero, E. (2006). The
Ultrabithorax Hox gene of Drosophila controls haltere size by
regulating de Dpp pathway. Development. 133, 4495-4506.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Luis de Navas Fernández. (2006) “Función del gen Ultrabithorax (Ubx)
en el desarrollo del halterio de Drosophila melanogaster”.
Figura 1. Hembra de Drosophila con una mutación homeótica
que produce cuatro alas y otra mutación que las curva.
Figure 1. Drosophila female with a homeotic mutation that makes
four wings and another one that curls them.
CBM 2005/2006
36
Figura 2. Genitalia interna de una hembra de Drosophila mostrando la expresión del gen abdominal-A (en azul).
Figure 2. Drosophila female internal genitalia showing abdominal-A expression (in blue).
37

BBiología Celular
Cell Biology
La oligomicina (oligo), un inhibidor de la actividad de la H+-ATP sintasa, previene la muerte celular (fragmentación
del DNA en azul) inducida por estaurosporina (St), independientemente de la desorganización del retículo mitocondrial (en verde).
Oligomycin (Oligo), an inhibitor of the activity of mitochondrial H+-ATP synthase, prevents cell death (fragmentation
of nuclear DNA in blue) induced by staurosporine (St), in a process that is independent from the disorganization
of the mitochondrial reticulum.
B1 / 40
B2 / 42
B3 / 44
B4 / 46
B5 / 48
B6 / 50
B7 / 52
Biogénesis y dinámica de la mitocondria en patología
Biogenesis and dynamics of mitochondria in pathology
José M. Cuezva
Citoesqueleto y nucleoesqueleto
Cytoskeleton and nucleoskeleton
Isabel Correas
Terapia génica experimental
Experimental gene therapy
Marta Izquierdo
Agregación de tau y su implicación en la enfermedad de Alzheimer
Assembly of tau protein and its implications in Alzheimer´s disease
Francisco J. Moreno
Señalización Celular y Función Biológica in vivo de las PKC Atípicas y sus Moduladores
Cell Signaling and in vivo Biological Function of the Atypical PKCs and their Modulators
Jorge Moscat - María Teresa Díaz-Meco
Tráfico de proteínas
Protein Traffic
Ignacio Sandoval
Química de proteínas y proteómica
Protein Chemistry and Proteomics
Jesús Vázquez

Jefe de línea /
Group Leader:
José M. Cuezva
Biogénesis y dinámica
de la mitocondria en patología
Biogenesis and dynamics
of mitochondria in pathology
B1
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Izquierdo, J.M. and Cuezva J.M. (2005). Epigenetic regulation of the
binding activity of translation inhibitory proteins that bind the 3'
untranslated region of β-F1-ATPase mRNA by adenine nucleotides and
the redox state. Arch. Biochem. Biophys. 433, 481-486.
CBM 2005/2006
40
Personal Científico /
Scientific Staff:
Juan M. Zapata
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Paloma Acebo
Amaya Blanco-Rivero
Emmanuelle Guillou
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Marta Martínez-Diez
Antonio Isidoro
Alvaro Ortega
María Sánchez-Aragó
Sandra Sala
Vanesa Martínez-García
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Margarita Chamorro
Piedad Calvo
Estudiantes /
Undergraduate Students:
Paula García Huerta
Biología Celular Cell Biology
El objetivo de esta línea de investigación es la
caracterización de los mecanismos celulares y moleculares
que regulan la biogénesis y función de las mitocondrias en
células de mamífero.
Por la implicación evidente que la mitocondria tiene en
múltiples manifestaciones de la patología humana hacemos
especial hincapié en el estudio de aquellos mecanismos
cuya alteración conduce a la expresión de un fenotipo
mitocondrial aberrante.
Nuestros estudios se centran en el complejo de la H + -ATP
sintasa, sistema enzimático cuello de botella de la generación
de energía biológica que también está implicado en la
ejecución del programa de apoptosis. En este contexto,
hemos demostrado que la alteración de la biogénesis
mitocondrial es una característica fenotípica de la mayoría de
los tumores humanos que aporta marcadores moleculares de
la prognosis y de la respuesta al tratamiento. Así mismo,
hemos demostrado que la H + -ATP sintasa participa en la
generación de una señal “temprana” de especies reactivas
de oxígeno que es necesaria para la ejecución eficiente de la
muerte celular. Este mecanismo no es operativo en células
tumorales glucolíticas. Por otro lado, hemos documentado la
dinámica de la mitocondria en los procesos de muerte y
proliferación celular, que es de especial relevancia para
comprender la funcionalidad del orgánulo, y hemos puesto
de manifiesto la relevancia del control de la traducción por el
3’UTR del mRNA de β-F1-ATPasa para la expresión de esta
proteína durante el ciclo celular.
En la actualidad, nuestros objetivos se centran en: (I) el
desarrollo de un kit para el análisis de la huella
bioenergética del cáncer de aplicación en clínica, (II) la
caracterización de los mecanismos de participación de la
actividad mitocondrial en progresión tumoral y en
enfermedades raras y (III) el análisis de la regulación de la
expresión de la H + -ATP sintasa en
cáncer y en enfermedades raras.
Además, otro objetivo de esta línea es
caracterizar la función de TRIM37, un
nuevo miembro de la familia de
proteínas TRAF.
Figura 1 . La huella bioenergética del cáncer
de mama: Se muestra el agrupamiento
jerárquico no supervisado del fenotipo
mitocondrial y glucolítico de biopsias normales
(N) y tumorales (T) de mama.
Figure 1 .The bioenergetic signature of cancer:
Graphical unsupervised hierarchical clustering
analysis of the mitochondrial and glycolytic
phenotype of breast normal (N)
and tumor (T) biopsies.
Our group is interested in the characterization of the cellular
and molecular mechanisms that regulate the biogenesis and
function of mitochondria in cells of mammals.
Because mitochondria are involved in many manifestations
of human pathology we pay special emphasis to the study
of those mechanisms that promote the expression of an
aberrant mitochondrial phenotype in the cell.
Our studies are centered on the H + -ATP synthase complex,
the enzyme system that is bottle-neck for the generation of
biological energy and that is also involved in the execution
of apoptosis. Within this context, we have recently
demonstrated that the alteration of the biogenesis of
mitochondria is a cellular hallmark of most human tumors
that provides molecular markers of prognosis and of the
response to treatment. Furthermore, we have demonstrated
that the H + -ATP synthase participates in the generation of
reactive oxygen species as an early death signal that is
required for the efficient execution of cell death. This
mechanism is not operative in glycolytic tumor cells. On the
other hand, we have documented the dynamics of the
mitochondrial reticulum during cellular proliferation and
apoptosis. Changes in mitochondrial morphology are very
important to understand organelle functionality. Moreover,
we have illustrated the relevance of the 3’UTR of β-F1-
ATPase mRNA for controlling the synthesis of the protein
during the cell cycle.
At present time our objectives are: (I) the development of a
kit assay for the analysis of the bioenergetic signature of
cancer in the clinical setting, (II) the characterization of the
mechanisms of participation of mitochondrial activity in
tumor progression and in rare diseases and, (III) the analysis
of the regulation of the expression of the H + -ATP synthase in
cancer and in rare diseases. Another objective of the group
is the characterization of the function of TRIM37, a member
of the TRAF family of proteins.
Figura 2 .La oligomicina (oligo), un inhibidor de la actividad de la H+-ATP sintasa, previene la
muerte celular (fragmentación del DNA en azul) inducida por estaurosporina (St),
independientemente de la desorganización del retículo mitocondrial (en verde).
Figure 2. Oligomycin (Oligo), an inhibitor of the activity of mitochondrial H+-ATP synthase,
prevents cell death (fragmentation of nuclear DNA in blue) induced by staurosporine (St), in a
process that is independent from the disorganization of the mitochondrial reticulum.
Govindarajan, B., Shah, A., Cohen, C., Arnold, R.S., Schechner, J.,
Chung, J., Mercurio, A.M., Alani, R., Ryu, B., Fan, C.Y., Cuezva, J.M.,
Martinez, M., Arbiser, J.L. (2005). Malignant transformation of human
cells by constitutive expression of platelet derived growth factor-BB
(PDGF-BB). J. Biol. Chem. 280, 13936-13943.
Isidoro, A., Casado, E., Redondo, A., Acebo, P., Espinosa, E., Alonso,
A.M., Cejas, P., Hardisson, D., Fresno-Vara, J.A., Belda-Iniesta, C.,
Gonzalez-Baron, M. and Cuezva J.M. (2005). Breast carcinomas fulfill
the Warburg hypothesis and provide metabolic markers of cancer
prognosis. Carcinogenesis. 26, 2095-2104.
Cuezva, J.M. (2005). La huella metabólica del cáncer. In: Pascual-
Leone, A.M. (ed.) Mecanismos moleculares y neuroendocrinos del
balance energético: Patologías. Real Academia Farmacia.
Madrid. pp. 363-383.
Ortega, A. D. and Cuezva, J.M. (2005). Mitochondria in Cancer
Biology .In: Villarroya, F. (ed.) New Frontiers in Mitochondrial
Biogenesis and Disease. Research Signpost, Kerala. pp. 111-139.
Santamaría, G., Martinez-Diez, M., Fabregat, I. and Cuezva, J.M.
(2006). Efficient execution of cell death in non-glycolytic cells requires
the generation of ROS controlled by the activity of mitochondrial
H+-ATP synthase. Carcinogenesis. 27, 925-935.
Martínez-Diez, M., Santamaría, G., Ortega, A.D. and Cuezva, J.M.
(2006). Biogenesis and dynamics of mitochondria during the cell
cycle: significance of 3’UTRs. PLoS ONE 1 (1): e107.doi:10.
1371/journal. pone.0000107.
Zapata, J.M., Martinez-Garcia, V. and Lefebvre, S. (2006). Phylogeny
of the TRAF/MATH domain. In: Hao Wu (ed). TRAFs.
Landes Bioscience. pp. 1-23.
Premios
Awards
José M. Cuezva. Primer Premio del I Concurso de Patentes Madri+d
2005 / Awarded with the first Prize on The First Patent Contest
Madri+d 2005.
Colaboraciones con la industria
Collaborations with industry
Laboratorios INDAS, S.A.: desarrollo de un kit para el análisis de la
huella bioenergética del cáncer. / Development of a kit assay for the
analysis of the bioenergetic signature of cancer.
41

Jefe de línea /
Group Leader:
Isabel Correas
Citoesqueleto y nucleoesqueleto
Cytoskeleton and nucleoskeleton
B2
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Pérez-Ferreiro, C.M., Lospitao, E. and Correas, I. (2006). Protein 4.1R
self-association: identification of the binding domain.
Biochem. J. 400, 457-465.
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Carmen María Pérez-Ferreiro
Cristina Pacios Bras
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Eva P. Lospitao Ruiz
Ana Ruiz Sáenz
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Altea Gosálbez
Biología Celular Cell Biology
La proteína 4.1 fue originalmente identificada en el eritrocito
humano como un componente estructural de 80 kDa cuya
función es el anclaje del citoesqueleto de actina a la
membrana plasmática. Defectos en 4.1 se asocian a
anemias hemolíticas hereditarias. En células no eritroides, el
escenario es más complejo puesto que existe una gran
diversidad de isoformas de 4.1, principalmente originadas
mediante el procesamiento alternativo del RNA precursor,
que presentan localizaciones intracelulares muy variadas y
cuyas funciones comienzan a caracterizarse.
Recientemente, se ha descrito que algunos miembros de la
familia de 4.1 son factores supresores de ciertos tumores,
como la neurofibromatosis tipo II.
El conocimiento de la función de la proteína 4.1, su
interacción con otros componentes celulares y los
mecanismos de regulación en condiciones no patológicas
son esenciales para poder entender las implicaciones que
4.1 pueda desempeñar en procesos patológicos. Nuestro
grupo está ayudando a esclarecer alguno de dichos
aspectos. Concretamente, los objetivos que venimos
abordando en los últimos años son: a) el estudio de los
mecanismos generadores de diversidad de isoformas de
4.1, b) la caracterización de las señales responsables de la
distribución subcelular diferencial de la proteína 4.1, y c)
determinar la función que desempeñan isoformas
específicas de 4.1 en las células de mamífero nucleadas.
Durante el periodo 2005-06, nuestras principales
contribuciones han sido la demostración de que 4.1
pertenece al grupo de proteínas que presentan una
conformación ‘abierta’/‘cerrada’ que es esencial para la
regulación de su interacción con otras proteínas celulares y
de su autoasociación. Asimismo, hemos involucrado a 4.1 en
el proceso de mitosis y estamos caracterizando las
consecuencias de su falta de expresión en distintos tipos
celulares. Hemos demostrado también que en la generación
de diversidad de isoformas de 4.1 no sólo están implicados
procesos de transcripción y procesamiento alternativo sino
que además existe una regulación a nivel traduccional. Estos
últimos resultados sugieren que determinadas isoformas de
4.1 son esenciales para la célula, que ha diseñado distintos
niveles de regulación de su síntesis para garantizar su
presencia a lo largo del ciclo celular.
Protein 4.1 was originally identified as an 80-kDa component
of human red blood cells that establishes a link between the
actin skeleton and the plasma membrane. Deficiency of 4.1
in erythrocytes leads to the assembly of an unstable
cytoskeleton structure that manifests itself as hereditary
elliptocitosis. In non-erythroid cells, the picture is more
complex as a great diversity of 4.1 isoforms varying in size
and intracellular distribution has been described. The
functional roles that proteins 4.1 are playing in non-erythroid
cells are beginning to be elucidated. Recent findings
indicate that members of the 4.1 family of proteins act as
tumour suppressors in specific tumors.
In the last years, our group is contributing to the
characterization of the sequence motifs involved in
differential targeting of proteins 4.1, to the elucidation of the
roles that 4.1 plays in non-erythroid cells and to the study of
the mechanisms involved in the generation of 4.1 diversity.
During the 2005-2006 period, our main findings indicate that
protein 4.1 can be included within the list of proteins that are
known to be capable of self-association, a phenomenon that
can confer several functional advantages on proteins. We
have identified the self-association domain and shown that the
small 4.1 isoforms have it exposed and are constitutively selfassociated,
whereas 4.1 self-association is prevented in the
large 4.1 isoforms by intramolecular interactions. Regarding
the studies of the mechanisms involved in the generation of 4.1
diversity, we have detected that transcriptional and
translational mechanisms are both involved in the synthesis of
specific sets of 4.1 isoforms suggesting that they must be
essential to the cell which has designed two levels of
regulating their synthesis to guarantee their existence. All
these data will contribute to the understanding of the multiple
4.1 functions played in non-erythroid cells as well as to
understand the mechanisms involved in the generation of the
great repertoire of proteins 4.1.
CBM 2005/2006
42
Figura 1. Modelos de autoasociación de las proteínas 4.1.
A) La región responsable de la autoasociación de 4.1, el core, se encuentra expuesta en las isoformas pequeñas de 4.1
por carecer del extremo amino-terminal del FERM. Este grupo de isoformas forma oligómeros.
B) Las isoformas grandes y medianas de 4.1 poseen un dominio FERM completo y tienen enmascarado el core debido a su interacción con la región aminoterminal
del FERM. Para que estas isoformas de 4.1 se activen y formen oligómeros es necesario que el core quede expuesto.
Figure 1. Models for 4.1R self-association.
A) The core region, involved in 4.1R self-association is exposed and, concomitantly, available for self-association in the small ATG3- translated 4.1R 60 isoforms.
B) In ATG1- and ATG2-translated 4.1R isoforms the core region must be hidden and unavailable for self-association. The core region is masked by interactions
with the amino-terminal sequence of the FERM domain. Unmasking the core region results in 4.1R self-association.
43

Jefe de línea /
Group Leader:
Marta Izquierdo
Terapia génica experimental
Experimental gene therapy
B3
Publicaciones
Publications
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Vega García-Escudero
Esteban Gurzov
Ricardo Gargini
Irene Ruano
Jon Gil
Cristina Vázquez
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Nuria Peralta
Mario Hernando Rodrigo
Resumen de investigación
Se han caracterizado algunas mutaciones dominantes
negativas del oncogen c-kit y se han desarrollado ARNs de
interferencia contra ellas. También se han construído ARNs
de interferencia contra Hec1 y JunB. De todos ellos se ha
medido la eficiencia antitumoral in vitro e in vivo.
Otros han demostrado la existencia de una subpoblación de
células tumorales con características de célula troncal que
pudieran ser las iniciadoras de distintos tumores entre ellos
los tumores cerebrales malignos (glioblastomas), así como
responsables de metástasis y recidivas, por lo que es
fundamental su eliminación en el desarrollo de terapias
efectivas contra el cáncer. Estas células presentan
características que les confieren resistencia a las terapias
convencionales de quimioterapia y radioterapia. En la
actualidad estamos identificando las células troncales
cancerosas en explantes procedentes de pacientes con el
fin de diseñar posibles terapias, particularmente
tratamientos que induzcan hipoxia combinada con estrés
oxidativo. Como modelo de terapia estamos utilizando un
sistema combinado linamarasa / linamarina / glucosa
oxidasa (lis/lin/GO) que se basa en la producción de
cianuro y peróxido de hidrógeno en el entorno del tumor.
Hemos demostrado que la combinación lis / lin / GO induce
muerte por autofagia en células de glioblastoma de perro y
glioblastoma humanas.
Research summary
We have characterized some dominant negative activating
c-kit mutations and use interference RNA against them. Also
we have used RNAi against Hec1 and JunB and estimated
their antitumoral effect in vitro and in vivo.
Others have shown that the stem cells from malignant brain
tumours (glioblastoma) may contribute to tumour initiation
and are probably responsible for recurrence, being
therefore very important to develop therapies particularly
lethal to those. We are at present isolating and
characterizing at the molecular level these cancer stem cells
from patient explants, in order to try a new therapy based
upon the combination of hypoxia and oxidative stress. As a
therapeutic model we are using the combined system
linamarase/linamarin /glucose oxidase (lis/lin/GO) based on
cyanide production and hydrogen peroxide around the
tumour. We have demonstrated that the combination
lis/lin/GO induces death by autophagy in dog and human
glioma cells.
Izquierdo, M. (2005). Short interfering RNAs, as a tool for cancer gene
therapy. Revisión. Cancer Gene Therapy. 12, 217-227.
Gurzov, E., Izquierdo, M. (2006). RNA interference against Hec1
inhibits tumoral progression in vivo. Gene Therapy. 13, 1-7.
Izquierdo, M. (2006). Terapia génica en neuro-oncología. Revisión.
Revista de Neurología. 43, 613-617.
Gurzov, E. and Izquierdo, M. (2006). Cyclin E1 knockdown induces
apoptosis in cancer cells. Neurological Research. 28, 493-499.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Vega García-Escudero Barreras. (2006). Sistema linamarasa /
linamarina: mecanismos y progresos de un modelo de terapia génica
combinada contra el cáncer.
Patentes
Patents
Izquierdo, M., García-Escudero, V., y Gargini, R. (2005). “Efecto
sinérgico entre un sistema cianogénico y otro inductor de estrés
oxidativo para el tratamiento de tumores”.
Nº. de solicitud: P200503173.
Biología Celular Cell Biology
Figura 1. Pasos mas importantes en la biogénesis y mecanismo de acción de los ARNs de interferencia (ARNsi). ARNs largos de doble hebra
se convierten en pequeños ARNs de interferencia por acción de la enzima Dicer en una reacción dependiente de ATP. Una vez separadas las
dos hebras, la banda antisentido guía al complejo RISC hacia la búsqueda de ARNms complementarios a los que rompe causando su posterior
degradación. Abajo, la disminución de los niveles de Hec1 por ARNi causa catástrofe mitótica e inhibe el crecimiento de tumores in vivo. Se
muestran células infectadas con un retrovirus que se transcribe a un ARNi contra Hec1, teñidas con DAPI (azul), y tratadas con anticuerpos
contra α-tubulina (en rojo) y contra Hec1 (en verde). Las flechas blancas muestran cromosomas retrasados en las células deficientes en Hec1.
CBM 2005/2006
44
Figure 1. Major steps on the biogenesis and mechanism of action of siRNAs. Long dsRNAs are cleaved by Dicer into siRNAs in an ATPdependent
reaction. Incorporation of siRNAs into RISC follows, and unwinding of the dsRNAs requires ATP. Once unwound, the single-stranded
antisense strand guides RISC to mRNAs having a complementary sequence and results in the endonucleolytic cleavage of the target mRNAs. At
the bottom, depletion of Hec1 by RNA interference against Hec1 causes mitotic catastrophe and inhibits tumor growth in vivo. Retro-Hec1 RNAiinfected
cells producing siRNAs against Hec1 are stained with DAPI (blue), antibodies to α-tubulin (red) and antibodies to Hec1 (green). White
arrows show lagging chromosomes in Hec1 depleted cells.
45

Jefe de línea /
Group Leader:
Francisco J. Moreno
Agregación de tau y su implicación
en la enfermedad de Alzheimer
Assembly of tau protein and its
implications in Alzheimer´s disease
B4
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Santa-María, I., Smith, M.A., Perry, G., Hernández, F., Avila, J.,
Moreno, F.J. (2005). Effect of quinones on microtubule polymerization:
a link between oxidative stress and cytoskeletal alterations in
Alzheimer's disease. Biochim. Biophys. Acta 1740, 472-80.
Personal Científico /
Scientific Staff:
Juan S. Jiménez
María José Benítez
Concepción Pérez
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Ismael Santa-María
Alejandro Barrantes
Biología Celular Cell Biology
Las tauopatías son alteraciones neurológicas que tienen un
factor común, la presencia de agregados aberrantes de tau
fosforilada (una proteína asociada a microtúbulos). Los
filamentos helicoidales apareados (PHFs) obtenidos a partir
de cerebros de enfermos de Alzheimer (AD) están formados
esencialmente por moléculas de tau hiperfosforiladas. En la
AD, tau interacciona con menor afinidad con los
microtúbulos y esto hace que se autoagregue formando
estructuras aberrantes. Probablemente este proceso se ve
favorecido por la presencia de otras moléculas. Establecer
cuales son las zonas de tau que participan en el proceso de
agregación y que facilitan la formación de filamentos y las
estructuras moleculares implicadas en la agregación es
esencial para comprender cuales son los mecanismos de la
agregación patológica de tau.
Después de establecerse que tau es el principal
componente de los PHFs, se han realizado numerosos
intentos para obtener y caracterizar in vitro, a los PHFs. Por
tanto, se han investigado “nuevas condiciones” que
favorezcan la agregación de tau. Nuestros resultados
establecen una conexión mecanicista directa entre
fosforlilación y agregación, a través de la formación de
estructuras en α-hélice. Hemos investigado la facilidad con
que se agregan diferentes fragmentos y variantes de tau en
presencia de reconocidos agentes inductores que agregan
a tau y nos ha permitido mapearla y establecer que es la
tercera repetición, con la cuál interacciona con los
microtúbulos, la secuencia mínima necesaria para que tau
se agregue, formando filamentos. Además, mediante una
novedosa técnica inmunofluorescente, nos ha permitido
estudiar y caracterizar las estructuras de los PHFs,
procedentes de los cerebros de los AD o los agregados
obtenidos in vitro, mediante la utilización de anticuerpos
especificos de tau o con tioflavina (ThS). Además, hemos
iniciado estudios sobre la interacción de tau con DNA y
otras proteínas implicadas en neurodegeneración mediante
resonancia superficial de plasmón.
También, hemos demostrado utilizando células intactas que
productos derivados de la oxidación de la dopamina (la
dopamina quinona que es neurotóxica), un neurotransmisor
implicado en la enfermedad de Parkinson o una serie de
derivados quinónicos, análogos del coenzima Q,
promueven la polimerización de la tubulina y tau,
respectivamente. Por último, nuestros resultados sugieren
una conexión entre el daño oxidativo y el establecimiento de
las tauopatías.
Tauopathies are neurological disorders with a common
feature, the presence of aberrant phosphotau aggregates.
Paired helical filaments (PHFs) isolated from patients with
Alzheimer’s disease (AD) mainly consist of the microtubuleassociated
protein tau in a hyperphosphorylated form. In
AD, tau binds with lower affinity to microtubules and it selfaggregates
into aberrant structures. Probably helped by
other molecules. Knowing what regions of the protein tau are
involved in its aggregation into aberrant filaments and what
molecular structure is induced by aggregation are critical
steps towards understanding the mechanisms involved in
the pathological aggregation of tau.
After the discovery that tau protein was the main component
of PHFs, several attempts were made to obtain and to
charaterize PHFs in vitro. Consequently, “new conditions”
that could facilitate tau aggregation have been investigated.
Our resuls provide a direct mechanistic connection between
phosphorylation and polymerization in tau, by which
appears to involve formation of α-helix structure. We
investigated the propensity to form fibrillar0 aggregates of a
variety of fragments and variants of the tau protein under the
influence of different tau fibrillization inducers and we have
mapped the in vitro fibrillization hotspot of tau onto the third
repeat of its microtubule binding domain. Additionally, by
using a novel immunofluorescence method, we have
studied and characterized thereaction of isolated tau
filaments from the brain of AD patients, or in vitro assembled
polymers with specific antibodies, or with thioflavins (ThS).
Additionally, we have initiated the study of tau protein
interactions with DNA and other proteins involved in
neurodegeneration by Surface Plasmon Resonance.
We have also demonstrated in intact cells that oxidized
products of dopamine (neurotoxic dopamine quinone), a
neurotransmitter involved in Parkinson’s disease and
Coenzyme analogs, promote tau and tubulin polymerization,
respectively. Our results support a link between oxidative
damage and the onset of tauopathies.
Santa-María, I., Hernández, F., Smith, M.A., Perry, G., Avila, J., Moreno,
F.J. (2005). Neurotoxic dopamine quinone facilitates the assembly of tau
into fibrillar polymers. Mol. Cell. Biochem. 278, 203-12.
Martinez, A., Alonso, M., Castro, A., Dorronsoro, I., Gelpi, J.L., Luque,
F.J., Perez, C. and Moreno, F.J. (2005). SAR and 3D-QSAR studies on
thiadíazolidinone derivatives: exploration of structural requirements for
glycogen synthase kinase 3 inhibitors. J. Med. Chem. 48, 7103-7112.
Mendieta, J., Fuertes, M.A., Kunjishapatham, R., Santa-María, I.,
Moreno, F.J., Alonso, C., Gago, F., Munoz, V., Avila, J. and Hernández,
F. (2005). Phosphorylation modulates the alpha-helical structure and
polymerization of a peptide from the third tau microtubule-binding
repeat. Biochim. Biophys. Acta 1721, 16-26.
Santa-María, I., Perez, M., Hernández, F., Muñoz, V., Moreno, F.J. and
Avila, J. (2006) In vitro tau fibrillization: mapping protein regions.
Biochim. Biophys. Acta 1762, 683-92.
Barrantes, A., Navarro, P.J., Benítez, M.J. and Jiménez, J.S. (2006). A
DNA and histone immobilization method to study DNA-histone
interactions by surface plasmon resonance.
Analytic. Biochem. 352, 151-153.
Santa-María, I., Perez, M., Hernández, F., Avila, J., Moreno, F.J. (2006).
Characteristics of the binding of thioflavin S to tau paired helical
filaments. J. Alzh. Dis. 9, 279-85.
Avila, J., Santa-María, I., Pérez, M., Hernández, F. and Moreno, F.J.
(2006). Tau phosphorylation, aggregation, and cell toxicity.
J. Biomed. Biotechnol. 1-5.
Figura 1. Efecto de las quinonas en cultivos primarios de neuronas de hipocampo.
Figure 1. Effect of quinones on cultured hippocampal neurons.
CBM 2005/2006
46
Figura 2. Modelo de la estructura de un PHF. Se sugiere la presencia de una región central estable,
que se tiñe preferentemente por la ThS, y dos extremos dinámicos.
Figure 2. Model of PHF structure. It is suggested the presence of a central stable region,
that is preferentially stained with ThS; and two dynamic ends.
47

Jefe de línea /
Group Leader:
Jorge Moscat
María Teresa Díaz-Meco
Señalización celular y función
biológica in vivo de las PKC
atípicas y sus moduladores
Cell signaling and in vivo biological
function of the atypical PKCs
and their modulators
B5
Publicaciones
Publications
Personal Científico /
Scientific Staff:
Pilar Martín
Ruth Álvarez
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Angelina Rodríguez
María José Carrascosa
Juan Francisco Linares
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Ángeles Durán
Onetsine Arrizabalaga
Amelia Escolano
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Esther García
Esther Fuertes
Juan José Lazcano
Desiré Ruiz
María Jiménez
Biología Celular Cell Biology
Resumen de investigación
La diferenciación celular es un proceso biológico muy
importante en la salud y en la enfermedad. Nuestro
laboratorio está interesado en entender el papel y los
mecanismos de acción de una serie de proteínas que
contienen dominios PB1, en los mecanismos de
señalización que controlan estos fenómenos.
Nuestro grupo ha identificado recientemente que una de
estas proteínas, denominada PKCzeta, es esencial en la
diferenciación de linfocitos T hacia el linaje Th2. Los
linfocitos Th2 controlan la inmunidad humoral y son muy
importantes en asma y en enfermedades alérgicas. El
mecanismo por el cual PKCzeta controla esta función es
mediante la fosforilación y activación de la tirosín-quinasa
Jak1, un intermediario importante en la cascada de
Interleuquina-4/Stat6. De gran interés, p62, otra proteína
que contiene un dominio PB1 y que interacciona con
PKCzeta y PKCiota, también está implicada en la
diferenciación Th2 y asma pero, al contrario que PKCzeta,
no controla la ruta Jak1/Stat6 sino que es esencial para la
activación sostenida del factor de trascripción NF-kappaB,
lo que es necesario para la polarización Th2. Por lo tanto, el
complejo PKCzeta/p62 es importante para la diferenciación
de células T mediante su acción sobre dos mecanismos de
señalización independientes: Stat6 y NF-kappaB.
Resultados recientes de nuestro laboratorio demuestran
además que p62 interacciona con la quinasa ERK a través
de un mecanismo que no parece implicar interacciones
PB1-PB1 y que sirve para reprimir la actividad de ERK. Esta
interacción tiene implicaciones fisiológicas muy relevantes
ya que la inactivación genética de p62 dispara la
adipogénesis in vitro y desencadena obesidad in vivo. En
resumen, nuestro trabajo reciente demuestra que al menos
dos proteínas diferentes que contienen dominios PB1 (PKCz
y p62) son importantes mediadores en la señalización que
controla la diferenciación celular, y su modulación genética
desvela un papel clave en situaciones patológicas tales
como el asma y la obesidad.
Research summary
Cell differentiation is an important biological phenomenon in
health and disease. Our laboratory is interested in
understanding the role and mechanism of action of a
number of PB1-containing proteins in the signaling events
that control these phenomena.
We have recently identified that one of these proteins,
termed PKCzeta is a critical event in the differentiation of T
lymphocytes toward the Th2 lineage. Th2 lymphocytes
control the humoral part of the immune response and are
essential players in asthma and allergic diseases. The
mechanism whereby PKCzeta controls that function is by
phosphorylation and activation of the tyrosine kinase Jak1,
an important intermediary in the Interleukin-4/Stat6 signaling
cascade. Interestingly, p62, another PB1-containing protein
that binds PKCzeta and PKClambda/iota, is also involved in
Th2 differentiation and asthma, but in contrast to PKCzeta,
p62 does not impinge in the Jak1/Stat6 pathway but is
essential for the sustained activation of the transcription
factor NF-kappaB, a necessary event for Th2-cell
polarization. Therefore, the PKCzeta/p62 complex is
important for the differentiation of T cells by controlling two
critical signaling mechanisms: Stat6 and NF-kappaB.
Surprisingly, recent data from our laboratory also show that
p62 interacts with the kinase ERK through a mechanism that
does not seem to implicate PB1-PB1 interactions and that
serves to repress ERK activity. This interaction has relevant
physiological implications as the genetic inactivation of p62
leads to enhanced adipogenesis in vitro and obesity in vivo.
In summary, our recent work demonstrate that at least two
different PB1 domain containing proteins (PKCzeta and p62)
are important signaling mediators in the control of cell
differentiation and their genetic modulation unveils their role
in pathological situations such as asthma and obesity.
Moscat, J. and Díaz-Meco, M.T. (2005). Protein Kinase C zeta. AfCS-
Nature. Molecule Pages. (doi:10.1038/mp.a001934.01).
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Moscat, J. and Díaz-Meco, M.T. (2006). Sqstm1. AfCS-Nature.
Molecule Pages (doi:10.1038/mp.a003917.01).
Moscat, J., Rennert, P., and Díaz-Meco, M.T. (2006). PKCz at the
crossroad of NF-kB and Jak1/Stat6 signaling pathways.
(Review) Cell Death Diff. 13, 702-711.
Rodriguez, A., Durán, A., Selloum, M., Champy, M.F., Diez-Guerra, F.J.,
Flores, J.M., Serrano, M., Auwerx, J., Díaz-Meco, M.T. and Moscat, J.
(2006). Mature-onset obesity and insulin resistance in mice deficient in
the signaling adapter p62. Cell Metab. 3, 211-222.
Martin, P., Díaz-Meco, M.T. and Moscat, J. (2006). The signalling
adapter p62 is an important mediator of T helper 2 function and
allergic airway inflammation. EMBO J. 25, 3524-3533.
Moscat, J., Díaz-Meco, M.T., Albert, A. and Campuzano, S. (2006).
Cell signalling and function organized by PB1 domain interactions.
(Review) Mol. Cell. 23, 631-640.
CBM 2005/2006
48
Figura 1. La falta de p62 activa adipogénesis y obesidad.
Figure 1.The loss of p62 activates adipogenesis and triggers obesity.
49

Jefe de línea /
Group Leader:
Ignacio Sandoval
Tráfico de proteínas
Protein traffic
B6
Resumen de investigación
Research summary
Personal Científico /
Scientific Staff:
Diego Pulido
Vasiliki Lalioti
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Yo Tsuchiya
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Sonia Hernández
Gemma Muruáis
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Lillian Gallego
Biología Celular Cell Biology
Desarrollamos tres proyectos.
El primero estudia la activación de la quinasa Cdk5 por la
insulina y su implicación en el transporte de glucosa
mediado por la hormona a través de GLUT4, dos
observaciones hechas en el laboratorio (Lalioti, Muruáis).
Investigamos el mecanismo de activación de Cdk5 y en
concreto el posible papel del binomio PDK-1/PKCλ en la
activación de p35 a través de los efectores RAP (Lalioti). En
lo que se refiere a la regulación de GLUT4 por Cdk5,
estudiamos el papel de la proteína Mbc2/FAM62A
homóloga a las sinaptotagminas y fosforilada por Cdk5 en
la activación de GLUT4 y su efecto sobre el transporte de
glucosa (Muruáis). Los estudios están siendo realizados en
paralelo en D. melanogaster (D. Pulido).
El segundo proyecto estudia los mecanismos moleculares
implicados en el tráfico intracelular de ATP7B, el
transportador de Cu ++ hepático implicado en el vertido del
metal a la bilis y a través de ésta en su eliminación del
organismo. Tenemos evidencia, en contra de lo
mayoritariamente admitido, de que ATP7B es translocado a
la membrana del canalículo biliar en respuesta al aumento
del Cu ++ intracelular y que también opera en las “tight
junctions” facilitando el transporte paracelular del cobre.
Además, hemos caracterizado dos nuevas señales
implicadas en la retención intracelular de ATP en un
compartimento que comparte con GLUT4, y una tercera
que posiblemente opera en su transporte al compartimento
subapical, estación necesaria en su translocación a la
membrana canalícular (Hernández, García, Tsuchiya).
El tercer proyecto, investiga la función de los productos de
un nuevo gen, Amfion, en el remodelamiento de la envoltura
nuclear y de las membranas del aparato de Golgi durante el
ciclo celular. Del procesamiento de tres transcritos y de la
modificación de sus productos de traducción se derivan al
menos seis proteínas Amfion. En la actualidad estudiamos
cómo las especies de Amfion de 95- y de 116 kD funcionan
en el desensamblaje de la envoltura nuclear y del aparato
de Golgi, dos procesos que requieren COPI y que podrían
estar mediatizados por la capacidad de Amfion de
interaccionar con su subunidad βCOP (Lalioti, Vergara
jauregui). Amfion está siendo estudiado actualmente en D.
melanogaster (Diego Pulido).
The first of the three projects under progress in the lab
studies the activation of Cdk5 by insulin and its implication
in the insulin-stimulated glucose uptake mediated by
GLUT4, two observations made by our group (Lalioti,
Muruáis). We are scrutinizing the activation of Cdk5 by the
p35 activators RAPs, a mechanism probably involving the
PDK-1/PKCλ duo (Lalioti). With regard to the regulation of
GLUT4 activity by Cdk5, we study the implication of the
Cdk5 substrate Mbc2/FAM62A, a C2-synaptotagimin
homolog that coimmunoprecipitates with GLUT4, in its
activation (Muruáis). We are presently extending these
studies to D. melanogaster (D. Pulido).
The second project studies the molecular mechanisms
involved in the traffic of ATP7B, the liver expressed Cu ++
transporter that pumps the metal out of the hepatocyte into
the bile for its disposal. In contrast to others results, we have
strong evidence that increase in the Cu ++ levels provokes the
translocation of ATP7B to the apical membrane that
conforms the bile canaliculus (Hernández,Tsuchiya).
Furthermore, the additional presence of ATP7B in the tight
junction hints that the downloading of Cu++ into the bile may
also involve a mechanism of paracellular transport. In
addition, we have characterized two new signals that shared
with GLUT4 are implicated in the intracellular retention of
ATP7B, and a third that functions in the translocation of
ATP7B from the Golgi to the subapical compartment,
organelle that clears the transport of proteins to the apical
membrane (Hernández, García, Tsuchiya).
Finally, the third project investigates the role of the products
of a new gene Amfion in both the remodelling of the nuclear
envelope and the Golgi membranes at the onset of mitosis.
The role of the 95- and the 116 kD Amfion species in the
disassembly of the nuclear envelope and the Golgi, two
phenomenon requiring COPI, is the major subject of our
research (Lalioti, Vergarajauregui). Amgion is now being
studied in D. melanogaster (Diego Pulido).
Figura 1. Panel superior: retención de ATP7B (verde) en el Golgi de células
CAN con bajos niveles de Cu ++ (A) y su translocación al canalículo biliar
marcado en su contorno por Zo1 (rojo), tras aumentar los niveles del metal (B).
Paneles medio e inferior: Desensamblaje de la envoltura nuclear (D-G) y del
aparato de Golgi (H, I) en células NRK transfectadas 5h con Amfion (D-G) y N-
40-Amfion (H, I), respectivamente. Las flechas marcan las hernias de la
envoltura nuclear (D-F), la ruptura de la lámina nuclear (G) y el desensamblaje
del aparato de Golgi (H, I) producidos por Amfion.
CBM 2005/2006
50
Figure 1. Upper panel: intracellular retention of ATP7B (green) in the Golgi of
CAN cells with low levels of Cu ++ and its translocationto the Zo1 positive bile
canaliculi upon addition of Cu ++ . Middle and lower panels: Disassembly of the
nuclear envelope (D-G) and the Golgi apparatus (H, I) in NRK cells transfected
5h with Amfion (D-G) and N-40-Amfion, respectively. Arrows point to the
herniations of the nuclear envelope (D-F), the disruption of the nuclear lamina
(G) and the disassembly of the Golgi apparatus (H, I) by Amfion.
51

Jefe de línea /
Group Leader:
Jesús Vázquez
Química de proteínas y proteómica
Protein chemistry and proteomics
B7
Publicaciones
Publications
CBM 2005/2006
52
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Margarita Villar
Inmaculada Jorge
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Daniel López-Ferrer
Salvador Martínez-Bartolomé
Antonio Ramos-Fernández
Horacio Serrano
Pedro Navarro
Pablo Martínez
Científicos Visitantes /
Visiting Scientists:
Mónica Carrera (IIM-CSIC, Vigo)
Biología Celular Cell Biology
Resumen de investigación
Las nuevas estrategias cuantitativas basadas en la
cromatografía multidimensional en línea con espectrometría
de masas y dilución con isótopos estables de 18 O son
técnicas orientadas al análisis de péptidos que están
emergiendo como alternativas más robustas y sensibles
que las técnicas electroforéticas convencionales para el
análisis dinámico del proteoma. No obstante, la
identificación y cuantificación masivas de péptidos
requieren un alto grado de automatización a nivel
experimental y en los algoritmos de análisis de datos.
Estamos trabajando en la implementación y desarrollo de
este tipo de técnicas y su aplicación al estudio de los
cambios dinámicos que tienen lugar en el proteoma
endotelial durante la angiogénesis y al análisis de
modificaciones postraduccionales inducidas por estrés
nitrosativo en endotelio.
Hemos desarrollado un conjunto integrado de herramientas
bioinformáticas que incluye un programa de validación
totalmente automático (pRatio), que selecciona las
identificaciones correctas entre los péptidos identificados
en bases de datos a partir de sus espectros de
fragmentación, y un programa de cuantificación (QuiXoT),
que calcula los cambios de expresión e introduce un
algoritmo innovador para calcular la eficiencia de marcaje.
En un experimento representativo, hemos identificado y
determinado los niveles relativos de más de 1.000 proteínas
(5.000 péptidos) en células HUVEC estimuladas con el
factor proangiogénico VEGF durante 4 y 8 horas. Se han
identificado cambios de expresión en proteínas que
responden a estímulos externos o están implicadas en la
comunicación celular, incluyendo moléculas de adhesión.
Mediante técnicas parecidas hemos conseguido determinar
varias docenas de proteínas potencialmente nitrosiladas y
la caracterización de un sitio de nitración en tirosina en
modelos de estrés oxidativo in vitro. Nuestros resultados
podrían contribuir al desarrollo de las técnicas de
Proteómica de Segunda Generación y mejorar nuestro
conocimiento de los mecanismos moleculares subyacentes
a dos importantes procesos en el endotelio, un elemento
clave del sistema cardiovascular.
Figura1. Cuantificación de péptidos utilizando isótopos estables a partir de la
envoltura isotópica. (D) Determinación de la eficiencia de marcaje.
Cuantificación de dos proteínas a partir de dos péptidos cada una (E,F y G,H).
Figure 1. (A-C) Peptide quantification by stable isotope labeling from the
isotopic envelope. (D) Determination of labeling efficiency. Quantification of
two proteins from two different peptides each (E,F and G,H).
Research summary
Quantitative strategies relying on multidimensional
chromatography coupled to mass spectrometry and 18 O-
stable isotope labeling are peptide-centric techniques that
have emerged as more robust and sensitive alternatives to
the well-established gel-based techniques for the study of
the dynamic proteome. Nevertheless, high-throughput
peptide identification and quantification experiments require
highly automated setups and data-processing algorithms.
We are working in the implementation and development of
these techniques and their application to the study of
dynamic changes in the endothelial cell proteome during
angiogenesis and to the analysis of posttranslational
modifications induced in endothelium by nitrosative stress.
We have developed an integrated set of bioinformatics tools
that includes a fully automated validation program (pRatio),
which selects positive matches among tentative peptide
identifications in databases from MS/MS data, and a
quantification program (QuiXoT), which calculates
expression ratios and introduces an innovative algorithm for
computing labeling efficiency. In a representative
experiment, we have identified and determined relative
expression changes of more than 1.000 proteins (5.000
peptides) in HUVEC cells after 4 and 8h-estimulation with
the angiogenic factor VEGF. Changes in relative expression
levels were detected in proteins responding to external
stimuli and involved in cell communication, including cell
adhesion molecules. A similar approach allowed the
identification of several dozens of potentially nitrosylated
proteins and the characterization of a tyrosine-nitration site
using in vitro models of oxidative stress. Our results may
contribute to the development of Second Generation
Proteomics and could improve our knowledge of the
molecular mechanisms underlying two important processes
in the vascular endothelium, a key component of the
cardiovascular system.
Figura 2. Cuantificación relativa de péptidos a gran escala mediante cromatografía
multidimensional (A). Distribuciones del peso estadístico (B) y de la razón de
concentraciones (C).
Figure 2. Relative high-throughput quantification of peptides by multidimensional
chromatography. Distributions of statistical weight (B) and concentration ratios (C).
Díaz, G., Cañas, B., Vázquez, J.,Nombela, C. and Arroyo, J. (2005).
Characterization of natural peptide ligands from HLA-DP2: new
insights into HLA-DP peptide binding motifs.
Immunogenetics. 56, 754-759.
Ortega, I., Cano, E., Were, F., Villar, M., Vázquez, J. and
Redondo, J. M. (2005). c-Jun NH2-terminal kinase (JNK) positively
regulates NFATc2 transactivation through phosphorylation within
the N-terminal regulatory domain. J. Biol. Chem. 280, 20867-20878.
Martínez-Ruiz, A., Villanueva, L., González de Orduña, C., López-
Ferrer, D., Vázquez, J and Lamas, S. (2005). S-Nitrosylation of Hsp90
promotes the inhibition of its ATPase and eNOS regulatory activities.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 8525-8530.
López-Ferrer, D., Capelo, J. L. and Vázquez, J. (2005). Ultrafast
trypsin digestion of proteins by high intensity focused ultrasound.
J. Proteome Res. 4, 1569-1574.
López-Ferrer, D., Ramos-Fernández, A., Martínez-Bartolomé, S.,
García-Ruiz, P. and J. Vázquez, J. (2006). Quantitative proteomics
using 16O/18O labeling and linear ion trap mass spectrometry.
Proteomics. 4, S4-S11.
Villar, M., Ortega-Pérez, I., Were, F., Cano, E., Redondo, J. M. and
Vázquez, J. (2006). Systematic characterization of phosphorylation
sites in NFATc2 by linear ion trap mass spectrometry.
Proteomics. 4, S16-S27.
Hernández Fernaud, J. R., Marina, A., González ,K., Vázquez, J. and
Falcón, M. A. (2006). Production, partial characterization and
spectroscopic study of the extracellular laccase activity from Fusarium
proliferatum. Appl. Microbiol. Biotechnol. 70, 212-221.
Martínez-Martínez, S., Rodríguez, A., López, M. D., Vázquez, J. and
Redondo, J. M. (2006). Blockade of NFAT activation by the second
calcineurin-binding site. J. Biol. Chem. 281, 6227-6235.
Carrera, M., Cañas, B., Piñeiro, C., Vázquez, J. Gallardo, J. M. (2006).
Identification of commercial hake and grenadier species by proteomic
analysis of the parvalbumin fraction 2. Proteomics. 6, 5278-5287.
López-Ferrer, D. Cañas, B, Vázquez, J., Lodeiro, C., Rial-Otero, R.,
Moura, I. and Capelo, J. L. (2006). Sample Treatment for Protein
Identification by Mass Spectrometry-Based Techniques.
Trends Anal. Chem. 25, 996-1005.
Patentes
Patents
“Digestión ultrarrápida de proteínas mediante ultrasonidos
focalizados”. Autores: José Luis Capelo, Daniel López-Ferrer y Jesús
Vázquez. Presentada en la Oficina Portuguesa de Patentes (2005).
“Selective acceleration process for macromolecular fragmentation
through joint application of enzymes and ultrasounds”. Filed with the
International Bureau of the World Intellectual Property Organization
(RO/IB) (PCT application, 7 july 2007). Authors: José Luis Capelo,
Jesús Vázquez, Daniel López-Ferrer e Isabel Moura.
“Método para el análisis cuantitativo comparativo de proteomas
mediante marcado isotópico estable y espectrometría de masas”.
Autores: Antonio Ramos, Daniel López-Ferrer y Jesús Vázquez (20
octubre 2006). Presentada en la Oficina Española de Patentes, NSOL
200602685.
“Procedimiento para la identificación de las especies comerciales de
la Familia Merlucciidae, elementos necesarios y aplicaciones”.
Autores: Mónica Carrera, José Manuel Gallardo, Carmen Piñeiro,
Benito Cañas, Daniel López y Jesús Vázquez (27 diciembre 2006;
16,28 p.m.) Presentada en la Oficina Española de Patentes. N.
Registro: 200603287.
53

CInmunología y Virología
Immunology and Virology
Estructura cristalográfica de la retrotranscriptasa del VIH-1.
Crystal structure of HIV-1 reverse transcriptase.
C1 / 56
Transmision de señales a través del receptor para el antígeno de células T
Signal transduction through the T cell antigen receptor
Balbino Alarcón
C9 / 72
Retrotranscriptasa del virus de la inmunodeficiencia humana y terapia antirretroviral
Human inmunodeficiency virus reverse transcriptase and antiretroviral therapy
Luis Menéndez Arias
C2 / 58
Bases moleculares de la patogenia y del potencial anti-cáncer viral
Molecular bases of viral pathogenesis and anti-cancer potential
José M. Almendral
C10 / 74
Regulación de la expresión génica en endotelio vascular
Regulation of gene expression in vascular endothelium
Juan Miguel Redondo Moya
C3 / 60
Bases moleculares de la citopatología viral y fúngica
Molecular bases of viral and fugal citopathology
Luis Carrasco
C11 / 76
Desarrollo hematopoyético en el embrión de ratón post-gastrulación
Hematopoietic development in the post-gastrulation mouse embryo
Miguel A Rodríguez Marcos
C4 / 62
Variabilidad genética de virus RNA
Genetic variability of RNA viruses
Esteban Domingo Solans
C12 / 78
Virus de la peste porcina africana
African swine fever virus
María Luisa Salas
C5 / 64
Activación del sistema inmune
Activation of the immune system
Manuel Fresno
C13 / 80
Replicación y transcripción del DNA del fago ø29
Replication and transcription of phage ø29 DNA
Margarita Salas
C6 / 66
C7 / 68
C8 / 70
Estabilidad e ingeniería de proteínas víricas
Stability and Engineering of Viral Proteins
Mauricio García Mateu
Replicación del DNA y ciclo celular
DNA replication and cell cycle
Crisanto Gutiérrez
Mecanismo de asociación de HLA-B27 con espondiloartritis
Mechanismo of associaton of HLA-B27 with spondyloarthropathies
José A. López de Castro
C14 / 82
C15 / 84
Desarrollo de nuevas estrategias para el control y prevención de enfermedades
virales: el virus de la fiebre aftosa como modelo
New strategies for prevention and control of viral diseases: foot-and-mouth disease
virus as a model
Francisco Sobrino
Desarrollo del sistema linfohematopoyético humano
Development of the human lymphohematopoietic system
María Luisa Toribio García

Jefe de Línea /
Group Leader:
Balbino Alarcón
Transmisión de señales a través
del receptor para el antígeno
de células T
Signal transduction through the T
cell antigen receptor
C1
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Delgado, P. and Alarcon, B. (2005). An orderly inactivation of
intracellular retention sequences controls surface expression of the T
cell antigen receptor. J. Exp. Med. 201, 555-566.
Personal Científico /
Scientific Staff:
Ester San José
Aldo Borroto
Hisse M van Santen
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Pilar Delgado
Ruth M Risueño
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Irene Zaldívar
Rashmi Kumar
Nuria Martínez
Enrique Calleja
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Irene Arellano
Juan José Lazcano
Inmunología y Virología Immunology and Virology
El receptor para el antígeno de los linfocitos T (TCR) está
compuesto de 6 subunidades: TCRα, TCRβ, CD3γ, CD3δ,
CD3ε y CD3ζ. Mientras que las dos primeras son
responsables del reconocimiento del antígeno, las demás
están encargadas de la transmisión de señales al interior
celular. El TCR no actúa como un simple interruptor sino que
es capaz de dar distintas respuestas dependiendo de
ligeras modificaciones en el antígeno. En nuestro laboratorio
estamos dedicados al estudio de los mecanismos
intramoleculares más tempranos de transmisión de la señal
de activación por el TCR y a la caracterización de sus
efectores directos. En líneas generales, los objetivos de
nuestra línea de investigación son los siguientes:
-Estudiar los mecanismos de iniciación de la transmisión
de señales por el TCR.
-Identificar y validar la función de efectores directos
del TCR.
Uno de los avances más importantes de este bienio ha sido
demostrar que el TCR está expresado como una
combinación de complejos monovalentes y multivalentes.
Esto nos ha llevado a proponer que la alta sensibilidad y el
amplio rango dinámico de los linfocitos T, derivan de esta
composición mixta del TCR. Hemos propuesto un modelo
según el cuál el TCR sufre un cambio conformacional que
es transmitido al tallo citoplásmico de CD3ε. Utilizando un
anticuerpo específico de la conformación activa del TCR
hemos encontrado una buena correlación entre la calidad
del ligando (antígeno) y la activación óptima de los linfocitos
T. Según nuestra propuesta, el cambio conformacional es el
mecanismo discriminador de la calidad del ligando. En esta
línea hemos demostrado recientemente que existe una
correlación entre la selección negativa en el timo y el
cambio conformacional.
Finalmente, hemos demostrado que el cambio
conformacional requiere de la ligación simultánea de dos o
más TCRs y por lo tanto se da dentro de los
macrocomplejos multivalentes.
Figura 1. Efecto dominó en el TCR.
La existencia de complejos
multivalentes permite proponer la
existencia de mecanismos de
transmisión horizontal de señales
de activación dentro de los
macrocomplejos que sirvan como
mecanismo de amplificación.
Cubierta del volumen 202 del 15 de
agosto de 2005 en The Journal of
Experimental Medicine.
The T cell antigen receptor (TCR) is composed of 6
subunits: TCRα, TCRβ, CD3γ, CD3δ, CD3ε and CD3ζ. While
the first two subunits are responsible for antigen recognition,
the others are responsible for signal transduction. The TCR
does not act as a simple switch but is able to produce
different responses depending on slight modifications of the
antigen. In our laboratory, we are dedicated to the study of
the mechanisms that regulate the formation of this
multiproteic complex as well as the signal transduction
mechanisms. Our general research objectives are the
following:
-To study the mechanisms of initiation of TCR triggering.
-To identify and validate the role of direct effectors
of the TCR.
One of the most important contributions in this two-year
period has been the demonstration that the TCR is
expressed as a combination of monovalent and multivalent
complexes. This has led us to propose that the high
sensitivity and wide dynamic range of T cell response are
derived from the mixed composition of the TCR. We have
proposed a model of TCR triggering that relies on the
induction of a conformational change transmitted to the
cytoplasmic tail of CD3ε. Using a conformation-specific
antibody we have found a good correlation between the
quality of the antigen ligand and a strong T cell activation.
According to our hypothesis, the conformational change in
the TCR is the mechanism underlying the discrimination of
the quality of the ligand. In support of this idea, we have
demonstrated a correlation between the conformational
change and negative selection in the thymus.
Finally, we have demonstrated that the conformational
change requires the crosslinking of two or more TCRs and is
produced within the multivalent TCR clusters.
Gil, D., Schrum, A.G., Alarcón, B. and Palmer, E. (2005). TCR
engagement by peptide/MHC ligands induces a conformational
change in the CD3 complex of thymocytes.
J. Exp. Med. 201, 517-522.
Risueño, R.M., Gil, D., Fernández, E., Sánchez-Madrid, F. and Alarcón,
B. (2005). Ligand-induced conformational change in the T cell
receptor associated with productive immune synapses.
Blood. 106, 601-608.
Schamel, W.W.A., Arechaga, I., Risueño, R.M., van Santen, H.M.,
Cabezas, P., Risco, C., Valpuesta, J.M.and Alarcón, B. (2005).
Coexistence of multivalent and monovalent TCRs explains high
sensitivity and wide range of response. J. Exp. Med. 202, 493-503.
Martín-Cofreces, N.B., Sancho, D., Fernández, E., Vicente-
Manzanares, M., Gordón-Alonso, M., Montoya, M.C., Michel, F.,
Acuto, O., Alarcón, B. and Sánchez-Madrid, F. (2006). Role of Fyn in
the rearrangement of tubulin cytoskeleton induced through TCR.
J. Immunol. 176, 4201-4207.
Risueño, R.M., Van Santen, H.M. and Alarcón, B. (2006).
A conformational change senses the strength of T cell receptor-ligand
interaction during thymic selection. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103,
9625-9630.
Fernández-Malave, E., Wang, N., Pulgar, M., Schamel, W.W.A.,
Alarcon, B. and Terhorst, C. (2006). Overlapping functions of human
CD3δ and mouse CD3γ in αβ T cell development revealed in a
humanized CD3γ-deficient mouse. Blood. 108, 3420-3427.
Schamel, W.W.A., Risueño, R.M., Minguet, S., Ortiz, A.R. and Alarcón,
B. (2006). A conformational- and avidity-based proofreading
mechanism for the TCR·CD3 complex. Trends Immunol. 27, 176-182.
Alarcon, B., Swamy, M., van Santen, H.M. and Schamel, W.W.A.
(2006). T cell antigen receptor stoichiometry: pre-clustering for
sensitivity. EMBO Reports. 7, 490-495.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Ruth Muñoz Risueño. 2006. “Mecanismos intramoleculares de
iniciación de la señalización por el TCR”. Universidad Autónoma de
Madrid. Sobresaliente cum laude.
CBM 2005/2006
56
Figure 1. Domino-like effect in the
TCR. Linear groups of TCRs could
allow the transmission of the
triggering signal to neighbouring
TCRs not contacted by ligand,
maximizing an otherwise weak
signal. Cover of volume 202 of The
Journal of Experimental Medicine,
published on august 15 th , 2005.
Figura 2. El cambio conformacional en el TCR correlaciona con la selección negativa. Timos de ratones en condiciones de selección positiva ó negativa se
tiñeron con el anticuerpo APA1/1, que evidencia el cambio conformacional, con el método TUNEL para mostrar células apoptóticas, y con ToPro para
mostrar todos los núcleos.
Figure 2. The conformational change in the TCR correlates with negative selection. Mouse thymuses under conditions of positive or negative selection were
stained with antibody APA1/1, that shows the conformational change, with the TUNEL method to show apoptotic cells, and with ToPro to show all nuclei.
57

Jefe de Línea /
Group Leader:
José M. Almendral
Bases moleculares de la patogenia
y del potencial anti-cáncer viral
Molecular bases of viral pathogenesis
and anti-cancer potential
C2
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Hollyoake, M., Campbell, R.D. and Aguado, B. (2005). NKp30 (NCR3)
is a pseudogene in 12 inbred and wild mouse strains, but an
expressed gene in Mus caroli. Mol. Biol. Evol. 2, 1661-1672.
CBM 2005/2006
58
Personal Científico /
Scientific Staff:
Begoña Aguado
Antonio Talavera
Iván Ventoso
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Cristina Sánchez
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Vincenzo Calvanese
Esther Grueso
Laura Riolobos
Sonia Sánchez
Beatriz Vega
Olatz Villate
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Salvador Frías
Estudiantes /
Undergradate Students:
René Toribio
Inmunología y Virología Immunology and Virology
La línea, en su mayoría, investiga a nivel molecular los
mecanismos que operan en las enfermedades de origen
viral y el diseño de virus como nuevas herramientas
biológicas anti-cáncer. Como modelos, el parvovirus
diminuto del ratón (MVM) y el virus de Sindbis se utilizan en
infecciones de los sistemas hematopoyético y nervioso y de
glioblastomas humanos inducidos en modelos animales.
Actualmente se estudian los temas siguientes: (i) Transporte
nuclear: el transporte nuclear del intermedio principal de
ensamblaje de la cápsida del MVM (Fig. 1A) regula la
morfogénesis del virus; (ii) Patogenia y evolución: la
dinámica evolutiva de poblaciones heterogéneas de MVM
en ratón ha permitido aislar variantes virulentos, con
cambios puntuales en residuos de la cápsida, que modulan
la interacción con ácido siálico (Fig.1B) y determinan
enfermedades hematopoyéticas; (iii) Diseño de cápsidas
oncotrópicas: se están manipulando residuos de la
superficie de la cápsida, e insertando péptidos que
pudieran conferir al virus MVM mayor afinidad por
receptores específicos de células transformadas; (iv)
Control traduccional del tropismo viral: los mRNAs virales
compiten con los celulares por los ribosomas y factores de
iniciación de la traducción, y pueden superar los
dispositivos antivirales que la célula activa a través de la
quinasa PKR y la fosforilación del factor de iniciación 2alfa,
un mecanismo que se ha revelado importante en la
replicación del virus Sindbis en el sistema nervioso central
del ratón (Fig. 2) y en su potencial oncolítico.
En el laboratorio, también estudiamos la regulación de la
expresión de genes localizados en la región de clase III del
Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC) humano y
de otras especies. Se caracterizan y cuantifican sus formas
de splicing, mis-splicing, y RNAs quimeras en tejidos
humanos normales y de pacientes y de diferentes especies,
para entender implicación en patologías, complejidad
génica y dinámica de genomas.
Figura 1. Análisis estructura-función en la cápsida del parvovirus MVM.
A) Trímero de subunidades de la cápsida, el intermedio principal de
ensamblaje. B) Dominio de unión al receptor de ácido siálico (SIA)
en el eje de simetría de orden dos.
Figure 1. Structure-function analysis in the parvovirus MVM capsid.
A) Trimer of capsid subunits, the main assembly intermediate.
B) Sialic acid (SIA) binding domain at the two-fold axis of symmetry.
Most people in the group investigate, at the molecular level, the
mechanims involved in viral diseases and in the design of
viruses as novel anti-cancer biological tools. We use, as models,
the parvovirus Minute Virus of Mice (MVM) and the Sindbis virus
in infections of nervous and hemopoietic systems, and of human
glioblastomas induced in animal models.
Current topics are: (I) Nuclear transport: nuclear import of
the main assembly intermediate of MVM capsid (Fig. 1A)
regulates the viral morphogenesis; (ii) Pathogenesis and
evolution: the evolutionary dynamics of MVM heterogeneous
populations in mice has allowed the isolation of virulent
variants harboring punctual changes at capsid residues
modulating sialic acid interaction (Fig. 1B) and determining
hemopoietic diseases; (iii) Design of oncotropic capsids:
residues at the capsid surface are being manipulated or
peptides inserted attempting to endow MVM with an
increased affinity for specific receptors of transformed cells;
(iv) Translational control of viral tropism: viral mRNAs
compete with cellular ones for ribosomes and translation
initiation factors, and they may overcome the antiviral
response of cells triggered by PKR activation and eIF2 alpha
phosphorylation, an important mechanism for Sindbis virus
replication in mouse central nervous system (Fig. 2) and for
its oncolytic potential.
In the laboratory, we also study the expression regulation of
genes localised in the human, and other species, class III
region of the Major Histocompatibility Complex (MHC).
Splicing forms, mis-splicing, and chimeric RNAs are being
characterised and quantified in normal and patient human
tissues, and from different species, to understand
pathologies, genomic complexity and genome dynamics.
Publicaciones
Publications
Figura 2. Imagen de la corteza cerebral de un
ratón infectado con Sindbis. Se señalan algunas
células piramidales infectadas (verde) y la tinción
nuclear total con DAPI (azul)
Figure 2. Mouse cortex infected with Sindbis virus.
Some infected pyramidal neurons are marked
(green) as well as nuclear staining (DAPI).
Reguera, J., Grueso, E., Carreira, A., Sánchez-Martínez, C., Almendral, J.M. and Mateu, M.G. (2005).
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RNA viruses. EMBO J. 25, 1730-1740.
Ventoso, I., Sanz, M. A., Molina, S., Berlanga, J.J., Carrasco, L., and
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to eIF2alfa phosphorylation: a strategy to overcome the antiviral effect
of protein kinase PKR. Genes. Dev. 20, 87-100.
Mallya, M., Campbell, R.D. and Aguado, B. (2006). Characterisation of the
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Rosas, M. F. y Talavera, A. (2006). Virus, terapia génica y RNA
interferente. Virología (SEV) 11, 51-63.
Ediciones de libros
Book editions
Carrasco, L. y Almendral del Río, J.M. Virus Patógenos. Editorial
Hélice-Fundación BBVA. (2006).
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Raquel Blanco Fuentes. (2005). Caracterización de la actividad
citotóxica de la proteasa del virus de la inmunodeficiencia humana
de tipo 1.
Laura Riolobos Santamaría. (2006). Ensamblaje de la cápsida del
parvovirus MVM: transporte nuclear de intermedios triméricos y su
regulación por fosforilación.
Esther Grueso Hierro. (2006). Modificaciones en dominios funcionales
de la cápsida del parvovirus MVM con péptidos heterólogos: efectos
en oncotropismo y ciclo viral.
59

Jefe de Línea /
Group Leader:
Luis Carrasco
Bases moleculares de la
citopatologia viral y fúngica
Molecular bases of viran and fugal
citopathology
C3
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Sanz, M.A., Madan, V., Nieva, J.L. and Carrasco, L. (2005). The
alphavirus 6K protein. In: Fischer, W (ed) Viral Membrane Proteins:
Structure, Function, and Drug Design. Kluwer Academic/Plenum
Publishers, New York. pp. 233-244.
CBM 2005/2006
60
Postdoctorales /
Postdoctoral:
María Vanesa Madam
Susana Molina
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Raquel Blanco
Alfredo Castelló
Patricia García
Marta Ramos
Almudena Ortiz
Pablo del Moral
Ewelina Welnowska
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Carmen Hermoso
Fátima Palomares
Diana Pisa
Miguel Angel Sanz
Inmunología y Virología Immunology and Virology
El principal objetivo de nuestro grupo es el análisis de
proteínas virales que producen daño en las células de
mamífero durante la replicación viral. Nos hemos centrado
en dos grupos de proteínas citopatogénicas virales:
proteasas y viroporinas. Además, recientemente hemos
comenzado una nueva línea de investigación dirigida a
elucidar la presencia de infecciones fúngicas como
posibles causantes de diversas enfermedades humanas de
origen desconocido.
Implicación del factor de iniciación eIF4G en la traducción
de diversos mRNAs. Algunas especies de virus contienen
una proteasa capaz de hidrolizar el eIF4G, bloqueando la
traducción de mRNAs celulares. Se han desarrollado
diversos métodos para la expresión de la proteasa 2A del
virus de la polio en células de mamífero. Uno de ellos
consiste en la electroporación de un mRNA conteniendo el
IRES del virus EMC seguido del gen de la 2A. Con este
método se puede hidrolizar de forma diferencial el eIF4GI y
el eIF4GII y estudiar el efecto diferencial en la traducción de
diversos mRNAs.
Las viroporinas. Las viroporinas son proteínas de pequeño
tamaño, muy hidrofóbicas, que oligomerizan e
interaccionan con membranas formando poros. Se han
descubierto y analizado la función de nuevas viroporinas
tales como la E de Coronavirus y la p7NS4a del virus de la
hepatitis C. Hemos estudiado la acción de diversos
péptidos derivados de la viroporina 2B de poliovirus,
encontrando que un péptido de pequeño tamaño es capaz
de mimetizar la acción de la 2B.
Citopatología fúngica. La levadura Candida famata está
implicada en la etiología de la retinopatía zonal oculta
(AZOOR). Es posible que ésta u otras levaduras
relacionadas estén implicadas en la causa de otras
enfermedades humanas cuya etiología se desconoce.
Hemos desarrollado diversos ensayos para determinar la
presencia de infección fúngica diseminada en muestras de
sangre. Así, se ha determinado que diversos pacientes de
AZOOR y de coroiditis serpiginosa muestran una infección
fúngica diseminada.
Figura 1. Inhibición por proteínas virales del transporte
de mRNAs celulares del núcleo al citoplasma
Figure 1. Inhibition by viral proteins of cellular mRNA transport
from nucleus to cytoplasm.
The main goal of our research group is to study viral proteins
that induce damage in mammalian cells during viral
replication. We have focused on two types of cytopathogenic
viral proteins: proteases coded by animal viruses and
viroporins. More recently we have started a new line of
research aimed to elucidate the aetiology of several human
diseases and the potential implication of fungal infection.
Implication of the initiation factor eIF4G in the translation of
different mRNAs. Some picornavirus and retrovirus species
encode for a protease capable to cleave eIF4G, leading to
its inactivation to translate cellular mRNAs. Several methods
have been developed to express poliovirus protease 2A in
mammalian cells. One of these methods consists in
electroporation of an mRNA that contains the EMCV IRES
followed by 2A gene. With this method, there is a differential
cleavage of both isoforms of eIF4G (GI and GII), depending
on the amount of electroporated mRNA.
Viroporins. These virus-encoded proteins are of small size,
very hydrophobic, that oligomerize and interact with
membranes leading to pore formation. We have uncover
and anlyze new viroporins, such as the Coronavirus E
protein and p7 and NS4a from hepatitis C virus. On the other
hand, we have studied the activity of a number of peptides
derived from poliovirus 2B viroporin. We have found that a
small peptide is able to mimic the activity of 2B.
Fungal cytopathology. The yeast Candida famata is involved
in the aetiology of acute zonal occult outer retinopathy
(AZOOR). Probably, this one or other related species are
also involved at the cause of other human diseases of
unknown aetiology. We have developed several assays to
determine the presence of disseminated fungal infection
from blood samples. Thus, we have determined that AZOOR
and choroiditis serpiginosa patients show signs of
disseminated fungal infection.
Publicaciones
Publications
Madan, V., Sanz, M.A. and Carrasco, L. (2005). Requirement of the vesicular system for membrane
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and Almendral, J.M. (eds). Virus patógenos. Editorial Hélice
y Fundación BBVA. Madrid, pp. 327-346.
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Editorial Hélice y Fundación BBVA. Madrid, pp. 347-375.
Carrasco, L. and Feduchi, E. (2006). Los interferones. En Virus
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patógenos. Editorial Hélice y Fundación BBVA. Madrid, pp. 537-551.
Virus patógenos. Carrasco, L and Almendral, J.M. (eds.). (2006).
Editorial Hélice y Fundación BBVA. Madrid.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Susana Molina Arranz. (2005). Traducibilidad de los RNAs mensajeros
del virus Sindbis. Efecto de la brefeldina A.
Raquel Blanco Fuentes. (2005). Caracterización de la actividad
citotóxica de la proteasa del virus de la inmunodeficiencia humana
tipo 1.
María Vanesa Madan Renes. (2006). Viroporinas de virus animales
con genoma RNA.
María Isabel Pacheco Santos. (2006). Interacción de Candida famata
con células en cultivo y animales de experimentación.
61

Jefe de Línea /
Group Leader:
Esteban Domingo Solans
Variabilidad genética de virus RNA
Genetic variability of RNA viruses
C4
CBM 2005/2006
62
Personal Científico /
Scientific Staff:
Cristina Escarmís Homs
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Celia Perales Viejo
Verónica Martín García
Armando Arias Esteban
Juan Francisco García Arriaza
Noemí Sevilla Hidalgo
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Rubén Agudo Torres
Macarena Sierra García
Mónica Herrera Quintana
Marta Sanz-Ramos Rojo
Samuel Ojosnegros Martos
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Mercedes Dávila Cerrato
Gema Gómez Maríano
Ana Isabel de Ávila Lucas
Científicos Visitantes /
Visiting Scientist:
Dr. Juan Cristina
Inmunología y Virología Immunology and Virology
Resumen de investigación
El conocimiento de las implicaciones biológicas de la
dinámica de cuasiespecies víricas, requiere integrar
resultados de dinámica poblacional con datos bioquímicos
y estructurales. En este contexto se desarrollan los trabajos
recientes de nuestro grupo, empleando los virus de la fiebre
aftosa (VFA), de la coriomeningitis linfocitaria de ratón
(VCML) y de la inmunodeficiencia humana (VIH-1).
Varios estudios han documentado el comportamiento de las
cuasiespecies como una unidad de selección. Así,
genomas minoritarios memoria pueden influir en la
evolución del VIH-1 en pacientes infectados. La acción de
anticuerpos sobre cuasiespecies reconstruidas de VFA, ha
demostrado que se selecciona una distribución de
mutantes dominada por los componentes de mayor eficacia
biológica (fitness). Asímismo, la transición hacia la
catástrofe de error de VFA y VCML, inducida por
mutagénesis, se asocia a aumentos de la complejidad de
los espectros de mutantes. Genomas no infecciosos
(defectores) contribuyen a la extinción de virus (defección
letal). Una combinación de un agente mutagénico y un
inhibidor antirretroviral permite la extinción de VIH-1 de alto
fitness, lo que confirma resultados con VFA.
Las bases moleculares de las altas tasas de mutación se
han abordado con estudios enzimológicos y estructurales
con la RNA polimerasa del VFA, en colaboración con el
grupo de la Dra. N. Verdaguer. Se han puesto a punto
ensayos bioquímicos con polimerasa purificada y se ha
resuelto la estructura tridimensional de varios complejos de
la polimerasa con polímeros iniciadores de la replicación.
Como aplicación al diagnóstico, hemos desarrollado un
microarray de oligonucleótidos que permite diferenciar
variantes antigénicos del VFA.
En estos proyectos han colaborado con nuestro grupo los de
los Dres. M.A. Martínez, C.López-Galíndez, E.Lázaro,
S.Manrubia , C.Briones, J.Gomez, J.Cristina y J.C.de la Torre.
Figura 1. RNA polimerasa del virus de la fiebre aftosa en un complejo con VPg
(rojo), poli A (amarillo) y el UMP incorporado (verde) (de Ferrer-Orta et al. 2006).
Figure 1. RNA polymerase of foot-and-mouth disease virus in a complex with VPg
(red), poly A (yellow) and incorporated UMP (green) (from Ferrer-Orta et al. 2006).
Research summary
Knowledge of the biological implications of the dynamics of
viral quasispecies necessitates the integration of results on
population dynamics with biochemical and structural data.
This is the basic premise of the work in our laboratory, using
foot-and-mouth disease virus (FMDV), lymphocytic
choriomeningitis virus (LCMV) and human immunodeficiency
virus (HIV-1) as model systems.
Several studies have documented the behaviour of viral
quasispecies as a unit of selection. For example, minority,
memory genomes may affect HIV-1 evolution in infected
patients. Antibodies acting on reconstituted FMDV
quasispecies select mutant distributions dominated by the
components with the highest fitness. Likewise, the
mutagenesis-induced transition of FMDV and LCMV into error
catastrophe is associated with increases of mutant spectrum
complexity. Non-infectious genomes (termed defectors) may
contribute to virus extinction (lethal defection). A combination
of a mutagen and an antiretroviral inhibitor can extinguish
high fitness HIV-1, confirming previous results with FMDV.
The molecular bases of high mutation rates have been
approached with enzymological and structural studies with
purified FMDV polymerase, in collaboration with the group of
Dr. N. Verdaguer. We have used a number of biochemical
assays, and have solved the three-dimensional structure of
several polymerase complexes.
As an application to diagnosis, we have developed an
oligonucleotide microarray that differentiates antigenic
variants of FMDV.
The projects have been carried out in collaboration with Drs.
M.A.Martínez, C.López-Galíndez, E.Lázaro, C.Briones,
S.Manrubia, J.Gómez, J.Cristina and J.C.de la Torre.
Publicaciones seleccionadas
Selected publications
Domingo, E., et al. (2005). Population dynamics of RNA viruses: the essential contribution of mutant
spectra. Arch. Virol. 19 [SUPP.], 59-71.
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Domingo, E. (2005). Antiviral strategy on the horizon. Virus Res. 107, 115-116. (Preface written as
guest editor of the Special Issue of Virus Res. On “Virus entry into error catastrophe as a new antiviral
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Libros:
Nueve referencias de libros no incluidas/ Nine references of books not
included.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
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molecular de la variación viral.
Mónica Herrera Quintana. (2006). Caracterización y bases
moleculares de la persistencia y la virulencia del virus de la fiebre
aftosa en cultivos celulares.
Patentes
Patents
Patente Europea P1457 EPPC concedida el 14-9-2006 con el Número
128429.
Premios
Awards
Armando Arias Esteban, premio para Personal Investigador no en
plantilla (PINP) del CBMSO concedido a la mejor Tesis Doctoral
realizada en los laboratorios del CBMSO y presentada en el
Departamento de Biología Molecular de la Universidad Autónoma de
Madrid. / Armando Arias Esteban, prize to non-staff member of
CBMSO to the best Doctoral Thesis at CBMSO, presented at the
Department of Molecular Biology of Universidad Autónoma de Madrid.
Marta Sanz-Ramos Rojo, premio al mejor póster en categoría de calidad
científica en EUROPIC 2006 Finlandia. / Marta Sanz-Ramos Rojo, prize
to the best poster for scientific content at EUROPIC 2006, Finland.
Esteban Domingo Solans, Director del Centro de Investigación en
Sanidad Animal (CISA-INIA) hasta Marzo de 2005. / Esteban Domingo
Solans, Director of Centro de Investigación en Sanidad Animal (CISA-
INIA) until March, 2005.
Esteban Domingo Solans, miembro fundador y miembro del comité
científico del Instituto Para Limes (Países Bajos, 2006). / Esteban
Domingo Solans, founder member, and scientific board member of
Institute Para Limes (The Netherlands, 2006).
63

Jefe de Línea /
Group Leader:
Manuel Fresno
Activación del sistema inmune
Activation of the immune system
C5
Publicaciones
Publications
CBM 2005/2006
64
Personal Científico /
Scientific Staff:
Pedro Bonay Miarons
Miguel Angel Iñiguez Peña
Nuria Gíronés Pujol
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Elena Gómez Casero
Virginia Vila del Sol
Pilar Alcaide
Alicia Hidalgo Estévez
Carmen Mª Sánchez Valdepeñas
Isabel Chico Calero
Natalia Cuesta Rubio
Ruth Álvarez Díaz
Ricardo López Pérez
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Carmen Punzón Gálvez
Hugo Salgado Muñoz
Elena Maganto García
Cristina Cacheiro Llaguno
Henar Cuervo Grajal
Miguel Ángel Pineda Leizamit
Manuel Díaz Muñoz
Vinatha Sreeramkumar
Cristina Sanoja
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
María Cazorla Plaza
Mª de los Angeles de Chorro
y de Villa-Ceballos
Científicos Visitantes /
Visiting Scientists:
Ricardo Corral
Susana Gea
Carmen del Águila
Inmunología y Virología Immunology and Virology
Resumen de investigación
La inflamación es un fenómeno complejo subyacente a
múltiples patologías como enfermedades cardiovasculares,
cáncer, infecciones crónicas, etc. Un objetivo de nuestro
laboratorio es entender el papel de los mediadores
inflamatorios ciclooxigenasa (Cox-2), prostaglandina
sintasas, TNF y oxido nítrico sintasa inducible (iNOS) en
arterosclerosis, crecimiento tumoral y metástasis,
analizando los mecanismos moleculares implicados en su
regulación transcripcional y en la acción de sus metabolitos
NO y PGs. Hemos encontrado que Cox-2 se induce en
carcinoma de colon, en respuesta a agentes tumorales,
péptidos intestinales e IL-1 demostrando por primera vez la
expresión de NFAT en estas células como regulador de
Cox-2, resultando en mayor crecimiento in vivo y migración
de las células tumorales. Estos resultados convierten a
NFAT/Cox-2 en una interesante diana terapéutica.
Hemos demostrado que en macrófagos IFN-γ, vía IRF-1/IRF-
8, induce la secreción de TNF que de forma autocrina
activa NF-κB que se une y transactiva los promotores de
iNOS y Cox-2.
También demostramos la implicación de “NF-κB inducing
kinase” en la regulación de IL-2 en linfocitos T por un nuevo
mecanismo que implica Cot y PK-Cζ quinasas resultando
en la fosforilación de serinas claves en el dominio de
transactivación de c-rel y p65//relA NF-κB. Hemos analizado
como estos mecanismos son alterados por HIV-1.
También analizamos los mecanismos patogénicos
subyacentes a la infección por Trypanosoma cruzi,
especialmente la contribución de fenómenos autoinmunes
o la infección directa por este parásito. Durante la infección
por T. cruzi se inducen células T autoreactivas por
mimetismo antigénico entre una proteína del huésped Cha y
un antígeno del parásito SAPA. La transferencia adoptiva de
clones T autoreactivos produce alteraciones similares a la
infección, indicando que fenómenos autoinmunes inducidos
por el parásito están implicados en patogenia. Así mismo
analizamos los mecanismos de fagocitosis y escape de T.
cruzi en macrófagos y subversión de la respuesta inmune.
Figura 1. Implicación de Rab 5 en la fagocitosis de T. cruzi por macrófagos.
Se observa el DNA (topro) de T- cruzi en el interior del fagosoma y rodeado
por Rab 5.
Figure 1. Involvement of Rab5 in the phagocytosis of T. cruzi . The parasite
DNA (topro) is observed inside the phagosome and surrounded by Rab5.
Research summary
Inflammation is a complex phenomenon involved in multiple
pathologies as Cardiovascular disease, Cancer, Chronic
infections etc. One of our objectives is to understand the role
of proinflammatory mediators, cyclooxygenase 2 (Cox-2),
prostaglandin synthase, TNF and inducible nitric oxide
(iNOS) in Atherosclerosis, Tumor growth and metastasis. We
found that Cox-2 is induced in colon carcinoma in response
to tumour promoters, intestinal peptides and IL-1, showing
for the first time NFAT expression in those cells being a
critical regulator of Cox-2 expression. This leads to an
increased transformation, migration of tumour cells and “in
vivo” growth. Those results point out to NFAT/Cox-2 as
interesting therapeutic target.
We how also shown that IFN-γ, though IRF-1/IRF-8 induce
TNF in macrophage that in autocrine fasting activates NF-κB
that binds and transactivate iNOS and Cox-2 promoters.
We have shown the critical requirement of NF-κB inducing
kinase in IL-2 regulation in T lymphocyte through a new
pathway that involves Cot and PK-Cζ kinases and
phosphorylation of critical Ser residues in c-rel and p65/rel
A. We have analyzed how those mechanisms are altered by
HIV-1 infections.
We have also analyzed the pathogenic mechanism
underling Trypanosoma cruzi infection, specially the
contribution of autoimmunity and/or the direct infection by
this parasite. During T. cruzi infection autoreactive T cells
recognizing an autoantigen Cha and the SAPA parasite
antigen by molecular mimicry are induced. The adoptive
transfer of autoreactive T cell clones produces similar
cardiac alterations than infection, suggesting that
autoimmune mechanisms trigger by the parasite are
involved in pathogenesis. Besides, we are analysing the
mechanism of phagocytosis and escape of T. cruzi in
macrophages and the subversion of the immune response.
Figura 2. Señalización inducida por bombesina (BBS) o agentes tumorales (TPA), que activa
NFAT, la transcripción de Cox-2 y PG sintasas, favoreciendo el fenotipo tumoral. Corte
histológico más desorganizado y con más vasos sanguíneos de tumores genéticamente
manipulados para sobreexpresar Cox- 2 (HT29-cox-2) que los controles (HT-29-V).
Figure 2. Signalling induced by bombesin (BBS) or tumour promoting agents (TPA) leading to
NFAT activation, Cox-2 and PG synthases transcription favouring the tumoural phenotype.
Histology of tumours, more disorganized and vascularized from cells genetically manipulated
to overexpress Cox-2 (HT29-cox-2) compared to control tumours (HT-29-V).
Álvarez, S., Serramia, M.J., Fresno, M. and Munoz-Fernandez, M.
(2005). Human immunodeficiency virus type 1 envelope glycoprotein
120 induces cyclooxygenase-2 expression in neuroblastoma cells
through a nuclear factor-kappaB and activating protein-1 mediated
mechanism. J. Neurochem. 94, 850-861.
Carrasco, L., Ramos, M., Galisteo, R., Pisa, D., Fresno, M. and
Gonzalez, M.E. (2005). Isolation of Candida famata from a patient with
acute zonal occult outer retinopathy. J Clin. Microbiol. 43, 635-640.
Girones, N., Cuervo, H. and Fresno, M. (2005). Trypanosoma cruziinduced
molecular mimicry and Chagas' disease. Curr. Top. Microbiol.
Immunol. 296, 89-123.
Vila-del Sol, V. and Fresno, M. (2005). Involvement of TNF and NFkappa
B in the transcriptional control of cyclooxygenase-2 expression
by IFN-gamma in macrophages. J. Immunol. 174, 2825-2833.
Duque, J., Fresno, M. and Iniguez, M.A. (2005). Expression and
function of the nuclear factor of activated T cells in colon carcinoma
cells: involvement in the regulation of cyclooxygenase-2.
J. Biol. Chem. 280, 8686-8693.
Del Aguila, C., Izquierdo, F., Granja, A.G., Hurtado, C., Fenoy, S.,
Fresno, M. and Revilla, Y. (2006) Encephalitozoon microsporidia
modulates p53-mediated apoptosis in infected cells. Int.
J Parasitol. 36, 869-876.
Duque, J., Diaz-Munoz, M.D., Fresno, M. and Iniguez, M.A. (2006).
Up-regulation of cyclooxygenase-2 by interleukin-1beta in colon
carcinoma cells. Cell Signal. 18, 1262-1269.
Garaude, J., Cherni, S., Kaminski, S., Delepine, E., Chable-Bessia, C.,
Benkirane, M., Borges, J., Pandiella, A., Iniguez, M.A., Fresno, M.,
Hipskind, R.A. and Villalba, M. (2006). ERK5 activates NF-kappaB in
leukemic T cells and is essential for their growth in vivo.
J. Immunol. 177, 7607-7617.
Alfranca, A., Iniguez, M.A., Fresno, M. and Redondo, J.M. (2006).
Prostanoid signal transduction and gene expression in the endothelium:
role in cardiovascular diseases. Cardiovasc. Re. 70, 446-456.
Girones, N., Bueno, J.L., Carrion, J., Fresno, M. and Castro, E. (2006).
The efficacy of photochemical treatment with methylene blue and light
for the reduction of Trypanosoma cruzi in infected plasma.
Vox Sang. 91, 285-291.
Granja, A.G., Nogal, M.L., Hurtado, C., Del Aguila, C., Carrascosa,
A.L., Salas, M.L., Fresno, M. and Revilla, Y. (2006). The viral protein
A238L inhibits TNF-alpha expression through a CBP/p300
transcriptional coactivators pathway. J. Immunol. 176, 451-462.
Granja, A.G., Sabina, P., Salas, M.L., Fresno, M. and Revilla, Y. (2006).
Regulation of Inducible Nitric Oxide Synthase Expression by Viral
A238L-Mediated Inhibition of p65/RelA Acetylation and p300
Transactivation. J. Virol. 80, 10487-10496.
Grau, R., Punzon, C., Fresno, M. and Iniguez, M.A. (2006).
Peroxisome-proliferator-activated receptor alpha agonists inhibit cyclooxygenase
2 and vascular endothelial growth factor transcriptional
activation in human colorectal carcinoma cells via inhibition of
activator protein-1. Biochem. J. 395, 81-88.
Hidalgo-Estevez, A.M., Gonzalez, E., Punzon, C. and Fresno, M.
(2006). Human immunodeficiency virus type 1 Tat increases
cooperation between AP-1 and NFAT transcription factors in T cells.
J. Gen. Virol. 87, 1603-1612.
Sanchez-Valdepenas, C., Martin, A.G., Ramakrishnan, P., Wallach, D.
and Fresno, M. (2006). NF-kappaB-inducing kinase is involved in the
activation of the CD28 responsive element through phosphorylation of
c-Rel and regulation of its transactivating activity.
J. Immunol. 176, 4666-4674.
65

Jefe de Línea /
Group Leader:
Mauricio García Mateu
Estabilidad e ingeniería
de proteínas víricas
Stability and engineering
of viral proteins
C6
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
del Álamo, M. and Mateu, M.G. (2005). Electrostatic repulsion,
compensatory mutations, and long-range non-additive effects at the
dimerization interface of the HIV capsid protein.
J. Mol. Biol. 345, 893-906.
Postdoctorales /
Fellows:
Roberto Mateo Fernández
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Marta del Álamo Camuñas
Aura Carreira Moreno
Eva Luna García
Milagros Castellanos Molina
Verónica Rincón Forero
Rebeca Bocanegra Rojo
Inmunología y Virología Immunology and Virology
Nuestra investigación se centra en el estudio de los
determinantes moleculares del ensamblaje, estabilidad,
propiedades y funciones biológicas de virus, para el diseño
de nuevas vacunas y antivirales. Utilizamos técnicas de
biología molecular y celular, bioquímica y biofísica. Entre
nuestros colaboradores se cuentan J.L.Neira (CBMC),
Pedro J. de Pablo (UAM), J.M.Almendral (CBMSO), G.Rivas
(CIB) y P.L.Davies (Queen´s University, Canada).
Ingeniería de virus de mayor estabilidad, y dinámica de
mutaciones compensatorias en la cápsida del virus de la
fiebre aftosa. Hemos introducido nuevos puentes disulfuro
o salinos entre subunidades de la cápsida, y se han
obtenido dos mutantes de termoestabilidad incrementada,
de interés para el desarrollo de vacunas más estables, que
continúan siendo analizados. Hemos encontrado además
en la cápsida una sorprendente dinámica de mutaciones
con efectos compensatorios sobre la eficacia biológica
durante la evolución de este virus.
Participación del ácido nucleico genómico y de cavidades de
la cápsida del virus diminuto del ratón en las propiedades
conformacionales, térmicas y mecánicas del virión. Hemos
encontrado que la conservación del tamaño y la forma de
pequeñas cavidades presentes en la cápsida puede ser
necesaria para la flexibilidad de la misma a través de un
cambio conformacional que se requiere para la infección.
Además, hemos demostrado que el DNA genómico es
aprovechado como material para la arquitectura del virión, y
refuerza térmica y mecánicamente la cápsida de un modo
compatible con la flexibilidad requerida para la infección.
Efectos de la aglomeración molecular sobre el ensamblaje
de la cápsida del virus de la inmunodeficiencia humana, y
análisis de inhibidores de ensamblaje. Hemos puesto a
punto un sistema de ensamblaje in vitro de la cápsida que
ocurre en condiciones fisiológicas de fuerza iónica y
concentración de proteína; estamos ensayando además el
efecto inhibidor sobre el ensamblaje de la cápsida, de
variantes proteicos y peptídicos. Estos estudios son
importantes para el desarrollo de nuevos fármacos anti-VIH.
Research in our group is focused on the molecular
determinants of assembly, stability, properties and biological
functions of viral capsids, for the design of vaccines and
antiviral agents. The techniques we use involve those of
molecular and cell biology, biophysics and biochemistry.
Our collaborators include J.L.Neira (CBMC), Pedro J. de
Pablo (UAM), J.M.Almendral (CBMSO), G. Rivas (CIB) and
P.L.Davies (Queen´s University, Canada).
Engineering viruses with increased thermostability, and
dynamics od compensatory mutations in the foot-and-mouth
disease virus capsid. We have introduced intersubunit
disulfide bonds or salt bridges in the virus capsid. Two
mutants show increased thermostability and are potentialy
useful for the development of thermostable vaccines. We
have also found in the capsid a surprising dynamics of
deterministic mutations that exert compensatory effects on
the biological fitness during the evolution of this virus.
Participation of the genomic nucleic acid and capsid cavities
in the conformational, thermal and mechanical properties of
the minute virus of mice. We have found evidence that
conservation of the size and shape of small cavities naturally
found in the capsid is required for flexibility and the
occurrence of a capsid conformational change needed for
infectivity. In addition, we have shown that the genomic DNA
exerts an architectural role by thermally and mechanically
reinforcing the capsid. Such reinforcement is compatible
with the local flexibility that may be required for the abovementioned
conformational change to occur.
Effects of molecular crowding on the assembly of the human
immunodeficiency virus capsid, and analyses of assembly
inhibitors. We have developed an in vitro system for the
assembly of the capsid under physiological conditions of
ionic strength and effective protein concentration. We are
also analysing the inhibitory effect of peptide and protein
variants on capsid assembly. These studies are important
for the development of new anti-HIV compounds.
Reguera, J., Grueso, E., Carreira, A., Sánchez-Martínez, C.,
Almendral, J.M. and Mateu, M.G. (2005). Functional relevance of
amino acid residues involved in interactions with ordered nucleic acid
in a spherical virus. J. Biol. Chem. 280, 17969-17977.
Lidón-Moya, M.C., Barrera, F.N., Bueno, M., Pérez-Jiménez, R.,
Sancho, J., Mateu, M.G. and Neira, J.L. (2005). An extensive
thermodynamic characterization of the dimerization domain
of the HIV-1 capsid protein. Protein Sci. 14, 2387-2404.
Del Álamo, M., Rivas, G. and Mateu, M.G. (2005). Effect of
macromolecular crowding agents on human immunodeficiency virus
type-1 capsid protein assembly in vitro. J.Virol. 79, 14271-14281.
Riolobos, L., Reguera, J., Mateu, M.G. and Almendral, J.M. (2006).
Nuclear transport of trimeric assembly intermediates exerts a
morphogenetic control on the icosahedral parvovirus capsid.
J. Mol. Biol. 357, 1026-1038.
Carreira, A. and Mateu, M.G. (2006). Structural tolerance versus
functional intolerance to mutation of amino acid residues surrounding
cavities in a parvovirus capsid. J. Mol. Biol. 360, 1081-1093.
Carrasco, C., Carreira, A., Schaap, I.A.T., Serena, P.A., Gómez-
Herrero, J., Mateu, M.G. and de Pablo, P.J. (2006). DNA-mediated
anisotropic mechanical reinforcement of a virus.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 13706-13711.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Marta del Álamo Camuñas. (2005). Disección termodinámica de una
interfase proteína-proteína implicada en la formación de la cápsida
del virus de la inmunodeficiencia humana.
Universidad Autónoma de Madrid.
Aura Carreira Moreno. (2005). Estudio del desensamblaje in vitro
y análisis estructura-función de cavidades de la cápsida del virus
diminuto del ratón.
Universidad Autónoma de Madrid.
Figura 1
Figura 1. Estructura de la cápsida del virus diminuto del ratón. Se indican los residuos en las interfases entre subunidades que son críticos para el ensamblaje (violeta) y
los implicados en un cambio conformacional que es necesario para la infectividad (amarillo).
Estos últimos residuos se localizan cerca de cavidades de la cápsida; una de éstas se muestra en detalle en la Fig.2 (figura de D.Abia y A.R.Ortiz).
Figura 2
Figure 1. Structure of the capsid of the minute virus of mice. Those residues at the intersubunit interfaces that are critical for capsid assembly (violet) or involved
in a conformational change needed for infectivity (yellow) are indicated. One of these residues is shown in detail in Fig.2 (figure by D.Abia and A.R.Ortiz).
CBM 2005/2006
66
Figura 2. Esquema de una cavidad en la cápsida del virus diminuto del ratón.
Los residuos que rodean la cavidad se representan en diferentes colores, y el contorno de la cavidad se representa en blanco.
Figure 2. Scheme of a cavity in the capsid of the minute virus of mice. The residues that surround the cavity are shown in different colours,
and the cavity contour is represented in white.
67

Jefe de Línea /
Group Leader:
Crisanto Gutiérrez
Replicación del DNA y ciclo celular
DNA replication and cell cycle
C7
Publicaciones
Publications
Personal Científico /
Scientific Staff:
Bénédicte Desvoyes
Elena Ramirez Parra
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Celina Costas Iglesias
María de la Paz Sánchez Jiménez
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Elena Caro Bernat
Pablo Castillejo Pons
Sara Díaz Triviño
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Ana Díaz Blazquez
Cristina Vaca Sanz
Inmunología y Virología Immunology and Virology
Resumen de investigación
El balance entre proliferación celular y diferenciación es
crucial para el desarrollo de los organismos multicelulares,
pero particularmente de plantas ya que, en éstas, la
organogénesis es un proceso post-embrionario y continuo.
Las células vegetales que han abandonado el ciclo celular,
incluso las células diferenciadas, retienen la capacidad de
desdiferenciarse, proliferar y retomar diferentes patrones
morfogenéticos. Un estricto control del ciclo celular, de su
parada y de la diferenciación celular es fundamental.
Estamos interesados en entender cómo se controla dicho
balance durante el desarrollo. Para ello, utilizamos la planta
modelo Arabidopsis thaliana que nos permite realizar abordajes
moleculares, celulares, genéticos y de genómica funcional.
Arabidopsis posee un único gen que codifica la proteína
retinoblastoma (RBR), homóloga del supresor de tumores
en humanos. RBR se puede unir a los factores de
transcripción E2Fa, b, y c, que heterodimerizan con DPa o
b, pero no a los E2F atípicos (E2Fd, e, y f). RBR es
necesaria para restringir la proliferación celular durante la
organogénesis (Fig. 1). Sin embargo, en células
postmitóticas, su función es necesaria para controlar el
número de ciclos de endoreplicación. E2Fc es uno de los
factores que inhiben la división celular durante la iniciación
de ciertos órganos, por ejemplo, las raíces laterales.
Asimismo, hemos identificado que los genes que codifican
5 de las 6 las subunidades del complejo de reconocimiento
de los origenes de replicación (ORC), excepto ORC5, están
regulados por la ruta de E2F/RBR.
Nuestro interés en el futuro se centra en identificar los
mecanismos que controlan el balance entre proliferación y
diferenciación durante el desarrollo, y la coordinación entre
replicación de DNA y regulación de la expresión génica a
través de mecanismos epigenéticos. De todo ello depende,
en gran medida, la toma de decisiones de identidad celular
tras la división de células progenitoras (stem cells; Fig. 2).
Research summary
The balance between cell proliferation and differentiation is
crucial for the development of multicellular organisms, but
particularly relevant in plants where organogenesis is
essentially a post-embryonic and continuous process. A
striking characteristic of plant cells, even of differentiated
cells, is that they retain the ability to dedifferentiate,
proliferate again and take different morphogenetic patterns.
Thus, a strict control of cell cycle and cell differentiation is of
primary importance. We are interested in understanding
how such balance is controlled and the role played by cell
cycle regulators. We use the model plant Arabidopsis
thaliana that offers the possibility of combining molecular,
cellular, genetic and functional genomic approaches.
Arabidopsis contains a single gene encoding the
retinoblastoma-related (RBR) protein, a homologue of the
human tumor suppressor gene. RBR can bind to the E2Fa,
b, and c that heterodimerize with either DPa or b, but not to
the atypical E2F (E2Fd, e, and f). RBR is necessary to
restrict the proliferative potential during organogenesis (Fig.
1). However, in postmitotic cells, its function is required to
control the number of endocycles. E2Fc is one of the factors
that inhibit cell division during initiation of organ formation,
e.g. lateral roots. We have also identified that 5 out of the 6
genes encoding subunits of the origin recognition complex
(ORC), except ORC5, are regulated by the E2F/RBR
pathway.
Our future efforts are focused to identify the novel
mechanisms that control the balance between cell
proliferation and differentiation during development, and
how DNA replication is coordinated with gene expression
through epigenetic mechanisms. The end result of this
coupling largely affects cell fate decisions after the division
of stem cells (Fig. 2).
Gutiérrez, C. (2005). Coupling cell proliferation and development in
plants. Nature Cell Biol. 7, 535-541.
del Pozo, J.C., Lopez-Matas, M.A., Elena Ramirez-Parra, E. and
Gutiérrez, C. (2005). Hormonal control of the cell cycle.
Physiol. Plant. 123, 173-183.
Diaz-Trivino, S., Castellano, M.M., Sanchez, M.P., Ramirez-Parra, E.,
Desvoyes, B. and Gutiérrez, C. (2005). The genes encoding
Arabidopsis ORC subunits are E2F targets and the two ORC1 genes
are differently expressed in proliferating and endoreplicating cells.
Nucleic Acids Res. 33, 5404-5414.
Ramirez-Parra, E., Desvoyes, B. and Gutiérrez, C. (2005). Balance
between cell division and differentiation during plant development. Int.
J. Dev. Biol. 49, 467-477.
Desvoyes, B., Ramirez-Parra, E., Xie, Q., Chua, N.-H.and Gutiérrez, C.
(2006). Cell type-specific role of the retinoblastoma/E2F pathway
during Arabidopsis leaf development. Plant Phys. 140, 67-80.
Gutiérrez, C. (2006). Plant cells and viruses. In: DePamphilis, M. L.
(ed). DNA replication and human disease Cold Spring Harbor
Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, pp. 257-272.
del Pozo, J.C., Diaz-Triviño, S., Cisneros, N., and Gutiérrez, C. (2006).
The balance between cell division and endoreplication depends on
E2Fc-DPb, transcription factors regulated by the ubiquitin-SCFSKP2A
pathway. Plant Cell. 18, 2224-2235.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Sara Díaz Triviño. (2005), Identificación y caracterización del
complejo ORC y estudio de la iniciación de la replicación en una
región del cromosoma II de Arabidopsis thaliana.
Otras actividades
Other activities
Member of the Editorial Board: Plant J., J. Gen. Virol.
Figura 2. Función de la proteína retinoblastoma (RBR) en el control de la proliferación celular durante la formación de la epidermis de la hoja de
Arabidopsis thaliana. La organización celular (número y tamaño) de la epidermis de hojas control (A-C) se pierde como consecuencia de la
inactivación de la proteína RBR (D-F), produciéndose una hiperplasia específicamente en la epidermis (Desvoyes et al., 2006). Se muestran los
núcleos de las células epidérmicas teñidos con DAPI (A y D), la organización celular mediante microscopía electrónica de barrido (SEM; B y E)
y los límites celulares mediante la identificación de la proteína PIP2A de la membrana plasmática fusionada a GFP (C y F). Se pueden distinguir
las células pavimentosas de contorno festoneado (asteriscos) y las dos células que forman cada estoma (flechas).
CBM 2005/2006
68
Figura 1. Rutas moleculares implicadas en proliferación celular, endoreplicación
y diferenciación durante el desarrollo en Arabidopsis (Gutiérrez, 2005).
Figure 1. Molecular pathways involved in cell proliferation, endoreplication
and differentiation during Arabidopsis development (Gutiérrez, 2005).
Figure 2. Function of the retinoblastoma protein (RBR) in the control of cell proliferation during epidermal development in the Arabidopsis
thaliana leaf. Cellular organization (cell number and size) of the epidermis in control leaves (A-C) is lost as a consequence of RBR inactivation
(D-F), which leads to an epidermis-specific hyperplasia (Desvoyes et al., 2006). The figure shows the nuclei of epidermal cells stained with DAPI
(A and D), the cellular organization under scanning electron microscopy (SEM; B and E) and the cell boundaries by the identification of the
plasma membrane PIP2A protein fused to GFP (C and F). The puzzle-shaped pavement cells (asterisks)
and the two cells that form each stoma (arrows) can be distinguished.
69

Jefe de Línea /
Group Leader:
José A. López de Castro
Mecanismo de asociación de
HLA-B27 con espondiloartritis
Mechanismo of associaton of HLA-B27
with spondyloarthropathies.
C8
Publicaciones
Publications
Personal Científico /
Scientific Staff:
Luis C. Anton
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Begoña Galocha
Susana Rojo
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Juan José Cragnolini
Noel García
Patricia Gómez
Miguel Marcilla
María Eugenia Martín
Elena Merino
Verónica Montserrat
Estudiantes en estancia temporal /
Visiting Students:
Carla Nartuhí Mavian
Inmunología y Virología Immunology and Virology
Resumen de investigación
El papel de HLA-B27 en espondilitis anquilosante (AS) es una
de las principales cuestiones no resueltas de la
inmunopatología del MHC. Las propiedades moleculares
posiblemente implicadas son la especificidad peptídica, la
expresión de formas no canónicas, o las características de
plegamiento/maduración. Recientemente hemos comparado
algunas de estas propiedades entre subtipos de HLA-B27
asociados diferencialmente a enfermedad.
HLA-B*2707 se asocia con AS en muchas poblaciones. En su
repertorio peptídico B*2707 difiere tanto de B*2705, el
prototipo asociado a AS, como de los subtipos no asociados
a enfermedad, B*2706 y B*2709. Las diferencias entre
B*2707 y B*2705 radican principalmente en el residuo
C-terminal de los péptidos, pero con B*2706 y B*2709
afectan a posiciones de anclaje secundarias. En otros
estudios se determinó que HLA-B*1403, un alotipo asociado
con AS en Africa, comparte solo un 3% de sus péptidos con
B*2705. Se identificaron varios ligandos comunes,
compatible con la hipótesis de un péptido patogénico.
B*2704, que es el principal alotipo asociado con AS en Asia
Oriental, depende tanto como B*2705 de tapasina, TAP e
inmunoproteasoma para la maduración, expresión en
superficie y reconocimiento por células T. Contrariamente,
incluso en ausencia de tapasina, B*2706 se pliega mejor
que B*2704 y B*2705 y no se acumula en el retículo
endoplásmico. Este resultado es compatible con un papel
patogénico del plegamiento ineficiente de HLA-B27.
Finalmente, en células linfoides los distintos subtipos
muestran una expresión similar de formas irreversibles de
cadena pesada en superficie, independientemente de su
asociación a AS. Estos resultados apoyan que la cadena
pesada de HLA-B27 en superficie no determina la
susceptibilidad a espondiloartritis.
Vías proteolíticas en citosol y procesamiento antigénico (LCA).
Estudiamos la proteólisis citosólica y su papel en la vía de
procesamiento antigénico de MHC de clase I. Nuestros
objetivos son:
1) Identificar sustratos de la vía ubiquitina/proteasoma, y
determinar la presencia de proteínas degradadas
inmediatamente después de su síntesis.
2) Establecer la relación entre estos sustratos y los péptidos
presentados por MHC de clase I.
3) Determinar la presencia de rutas independientes de la de
ubiquitina/proteasoma. Nuestros datos descartan a la
tripeptidilpeptidasa II, sugerida con anterioridad, y apuntan
a la autofagia.
Research summary
The role of HLA-B27 in ankylosing spondylitis (AS) is one of
the most challenging issues in MHC immunopathology.
Among the molecular properties that might be involved are
the peptide specificity, the expression of non-canonical
forms at the cell surface, and the folding/maturation
features. We have recently focused on comparing some of
these properties among HLA-B27 subtypes differentially
associated to disease.
HLA-B*2707 is associated with AS in many populations. The
B*2707-bound peptide repertoire is as different from that of
the prototypic disease-associated B*2705, as from those of
B*2706 and B*2709, which are not associated to AS. Peptide
differences between B*2707 and B*2705 were mainly due to
distinct C-terminal motifs, but differential secondary anchor
residues accounted for the disparity between B*2707, B*2706
and B*2709. In another study, HLA-B*1403, an allotype
associated with AS in Africa, shared only 3% of its peptide
repertoire with B*2705. Identical ligands of B*2705 and
B*1403 were identified, which is compatible with a common
disease-related peptide.
The tapasin, TAP and immunoproteasome dependency of
B*2704, a major AS-associated allotype in Asia, for
maturation, surface expression, and T-cell allorecognition,
were similar to B*2705. In contrast, even in the absence of
tapasin, B*2706 showed faster folding than B*2704 and
B*2705, and no accumulation in the endoplasmic reticulum.
This is compatible with a role of HLA-B27 misfolding in
determining disease susceptibility.
Finally, in lymphoid cells all subtypes showed similar surface
expression of irreversible b2-microglobulin-free heavy
chains, irrespective of their association to disease. These
results argue against a role of free HLA-B27 heavy chains at
the cell surface in determining disease susceptibility.
Proteoloytic pathways in the cytosol and antigen processing (LCA).
We study the proteolytic events in the cytosol and the role
they play in the MHC class I antigen processing pathway.
Our aims are:
1) Identification of substrates of the ubiquitin/proteasome
pathway, and determination of whether newly synthesized
proteins constitute a significant fraction of these substrates.
2) Determination of the relationship between these
substrates and peptides presented by MHC class I.
3) Identification of ubiquitin/proteasome-independent
pathways. Our data seem to discard the suggested role for
the tripeptidylpeptidase II, pointing instead to autophagy.
López de Castro, J.A. (2005). HLA-B27: portraying immunodominant
epitopes. Eur. J. Immunol. 35, 3336-3340.
Sesma, L., Galocha, B., Vázquez, M., Purcell, A. W., Marcilla, M.,
McKluskey, J., and López de Castro, J.A. (2005). Qualitative and
quantitave differences in peptides bound to HLA-B27 in the presence
of mouse versus human tapasin define a role for tapasin as a sizedependent
peptide editor. J. Immunol. 174, 7833-7844.
Vázquez, M., and López de Castro, J.A. (2005). Similar cell surface
expression of b2-microglobulin-free heavy chains by HLA-B27
subtypes differentially associated with ankylosing spondylitis.
Arthritis Rheum. 52, 3290-3299.
Merino, E., Montserrat, V., Paradela, A. and López de Castro, J.A.
(2005). Two HLA-B14 subtypes (B*1402 and B*1403) differentially
associated with ankylosing spondylitis differ substantially in peptide
specificity, but have limited peptide and T-cell epitope sharing with
HLA-B27. J. Biol. Chem. 280, 35868-35880.
Gómez, P., Montserrat, V., Marcilla, M., Paradela, A., and López de
Castro, J. A. (2006). B*2707 differs in peptide specificity from B*2705
and B*2704 as much as from HLA-B27 subtypes not associated
to spondyloarthritis. Eur. J. Immunol. 36, 1867-1881.
Montserrat, V., Galocha, B., Marcilla, M., Vázquez, M., and López de
Castro, J.A. (2006). HLA-B*2704, an allotype associated with
ankylosing spondylitis is critically dependent on TAP and relatively
independent of tapasine and immunoproteasome for maturation,
surface expression and T-cell recognition: relationship to B*2705
and B*2706. J. Immunol. 177, 7015-7023.
Guil. S., Rodríguez-Castro, M., Aguilar, F., Villasevil, E.M., Antón, L.C.,
Del Val, M. (2006). Need for tripeptidyl-peptidase II in major
histocompatibility complex class I viral antigen processing when
proteasomes are detrimental. J. Biol. Chem. 281, 39925-39934.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Verónica Montserrat. (2006). Presentación antigénica por subtipos de
HLA-B27 y HLA-B14 asociados diferencialmente a enfermedad.
Otras actividades
Other activities
Jose A. López de Castro. Presidente del Quinto Congreso
Internacional de Espondiloatropatías (Gante, Bélgica,
October 12-14, 2006).
Jose A. López de Castro. Miembro de Número de la Academia
de las Ciencias, de las Artes y de las Letras de la Sociedad
de Estudios Vascos.
Figura 1. Representación esquemática de un complejo HLA-B27/péptido. El sitio de unión de péptido consiste en 2 regiones α-helicoidales (rojo)
y una lámina β antiparalela de 8 bandas. Se indica la localización de las 6 subcavidades (A-F) de unión de las cadenas laterales peptídicas.
La cadena lateral de R2, que es el principal motivo estructural de los ligandos de HLA-B27 se une en la subcavidad B. Se indican también los residuos 80 y 116,
que son críticos para el reconocimiento de HLA-B27 por receptores NK y para la especificidad de unión de péptidos, respectivamente
CBM 2005/2006
70
Figure 1. Schematic representation of an HLA-B27/peptide complex. The peptide-binding site consists of 2 α-helical regions (in red) and an 8-stranded β-pleated sheet
(in yellow). The location of the 6 side chain binding pockets (A-F) is indicated. Peptides bind in extended conformation with their N- and C-terminal ends anchored
in the A and F pockets, respectively. The peptidic R2 side chain, which is the major anchor motif of HLA-B27 ligands, binds in the B pocket. Residues 80 and 116,
which are critical for NK recognition and for peptide-binding specificity, respectively, are also indicated.
71

Jefe de Línea /
Group Leader:
Luis Menéndez Arias
Retrotranscriptasa del virus
de la inmunodeficiencia humana
y terapia antirretroviral
Human inmunodeficiency virus
reverse transcriptase and
antiretroviral therapy
C9
Publicaciones
Publications
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Clara E. Cases González
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Tania Matamoros Grande
Mónica Kisic Aguirre
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
César Garriga Fuentes
Estudiantes /
Students:
Magda Galovic
Julián Atienza Herrero
Inmunología y Virología Immunology and Virology
Resumen de investigación
El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) es un
retrovirus que infecta preferentemente a células del sistema
inmune y provoca el síndrome de inmunodeficiencia
adquirida (SIDA). Actualmente, el tratamiento de la
infección por el VIH se basa en la utilización de inhibidores
de la retrotranscriptasa (RT) y de la proteasa del virus. Estos
fármacos han mostrado una gran eficacia clínica, pero la
aparición de virus resistentes, la existencia de reacciones
cruzadas entre ellos y sus efectos secundarios son factores
que hipotecan su utilidad a largo plazo.
Nosotros estamos interesados en el estudio de dianas
terapéuticas en el VIH, con un enfásis particular en la RT.
Esta enzima es la responsable de la replicación del ARN
que constituye el material genético del virus. Nuestro trabajo
se ha desarrollado alrededor de dos líneas de investigación
principales: (1) la determinación del papel que juegan
distintos aminoácidos en la especificidad de nucleótido y en
la fidelidad de copia de la enzima; y (2) el análisis de los
mecanismos moleculares de resistencia a inhibidores de la
RT y la contribución de distintos cambios de aminoácido a
la adquisición de resistencia.
Estos trabajos han puesto de manifiesto la importancia de la
actividad fosforolítica dependiente de ATP como
mecanismo de resistencia a inhibidores de la RT del grupo
de los análogos a nucleósido. Esta actividad permite
eliminar al inhibidor cuando éste se encuentra bloqueando
el extremo 3’ de un ADN proviral. Recientemente hemos
demostrado que dicha actividad es muy baja cuando el
extremo del ADN se ha bloqueado con un fosforotioato
derivado del AZT-trifosfato.
Por último, nuestro grupo lidera un proyecto cuyo objetivo
sería el establecimiento de una Base de Datos de secuencias
de virus de pacientes infectados por el VIH y tratados en
hospitales españoles. En el marco de este proyecto
diseñamos un programa de ordenador que permite predecir
niveles de resistencia a distintos fármacos antirretrovirales a
partir de la secuencia de la proteasa y/o la RT viral, o de
conjuntos de mutaciones presentes en dichas enzimas.
Figura 1. (A) Estructura del fosforotioato derivado del AZT-trifosfato, que
presenta un átomo de azufre (amarillo) como sustituyente del fosfato α
(AZTTPαS), en lugar de un átomo de oxígeno.
(B) Cinéticas de reacciones de fosforolisis
catalizadas por una RT resistente a múltiples
inhibidores análogos a nucleósido. Los
resultados se han obtenido con iniciadores
bloqueados con AZT-trifosfato (AZTTP) o con
diastereoisómeros del AZTTPαS (Matamoros et
al. 2005; J. Mol. Biol. 349, 451-463).
Research summary
The human immunodeficiency virus (HIV) is a retrovirus that
infects cells of the immune system, and constitutes the
etiological agent of AIDS. Nowadays, treatment of HIVinfection
involves the use of inhibitors of retroviral enzymes
such as the reverse transcriptase (RT) and the protease.
These drugs have been rather successful in the clinic, but
the emergence of resistant viruses, the observed crossreactivity
between the inhibitors, and unwanted secondary
effects are major hurdles towards their long-term efficacy.
We are interested in therapeutic targets for HIV, emphasizing
on the role of the viral RT. HIV RT plays a pivotal role in the
replication of the viral genomic RNA. Recently, our efforts
have been directed towards two major goals: (1)
understanding the role of different amino acids in the
nucleotide specificity of the enzyme, as well as in its fidelity
of DNA synthesis; and (2) the elucidation of molecular
mechanisms involved in RT inhibitor resistance and the
contribution of different amino acid substitutions towards the
acquisition of drug resistance.
These studies have shown the relevance of the ATPdependent
phosphorolytic activity as a mechanism involved
in nucleoside analogue resistance. The phosphorolytic
activity allows the removal of the inhibitor when it blocks the
3’ end of a nascent proviral DNA. Recently, we showed that
the excision reaction is unefficient when the 3’ end of the
DNA primer has been blocked with a phosphorothioate
derivative of AZT-triphosphate.
Finally, our group is leading a project whose main objective is
the establishment of a Database collecting nucleotide
sequences of HIV clinical isolates from patients treated in
Spanish hospitals. As part of this project, we designed a
computer program that provides expert advice on HIV
genotypic resistance interpretations, using as input information
either protease- or RT-coding nucleotide sequences or,
alternatively a list of mutations found in those enzymes.
Cases-González, C.E. and Menéndez-Arias, L. (2005). Nucleotide
specificity of HIV-1 reverse transcriptases with amino acid
substitutions affecting Ala-114. Biochem. J. 387, 221-229.
Matamoros, T., Deval, J., Guerreiro, C., Mulard, L., Canard, B. and
Menéndez-Arias, L. (2005). Suppression of multidrug-resistant HIV-1
reverse transcriptase primer unblocking activity by α-phosphatemodified
thymidine analogues. J. Mol. Biol. 349, 451-463.
Menéndez-Arias, L., Matamoros, T., Deval, J. and Canard, B. (2005).
Molecular mechanisms of resistance to nucleoside analogue inhibitors
of human immunodeficiency virus reverse transcriptase. Drug Design
Reviews – On line 2, 101-113.
Garriga, C. and Menéndez-Arias, L. (2006). DR_SEQAN: a
PC/Windows-based software to evaluate drug resistance using human
immunodeficiency virus type 1 genotypes. BMC Infect. Dis. 6, 44.
Álvarez, E., Castelló, A., Menéndez-Arias, L. and Carrasco, L. (2006).
Human immunodeficiency virus protease cleaves poly(A) binding
protein. Biochem. J. 396, 219-226.
Menéndez-Arias, L., Matamoros, T. and Cases-González, C.E. (2006)
Insertions and deletions in HIV-1 reverse transcriptase: Consequences
for drug resistance and viral fitness. Curr. Pharm. Des. 12, 1811-1825.
Menéndez-Arias, L. and Domingo, E. (2006). Amino acid substitutions
associated with resistance to HIV-1 reverse transcriptase, protease
inhibitors, and other drugs targeting virus maturation and integration. In:
Clotet, B., Menéndez-Arias, L., Schapiro, J. M., Kuritzkes, D., Burger, D.,
Telenti, A., Brun-Vezinet, F., Geretti, A. M., Boucher, C. A., Richman, D.
D. (eds.) Guide to management of HIV drug resistance, antiretrovirals
pharmacokinetics and viral hepatitis in HIV infected subjects, 6th
Edition. Fundació de Lluita contra la SIDA, Barcelona, pp. 39-126.
Menéndez-Arias, L. (2006). Sensitivity to reverse transcriptase and
protease inhibitors of recombinant HIV clones harboring resistance
mutations: In vitro studies. In: Clotet, B., Menéndez-Arias, L., Schapiro,
J. M., Kuritzkes, D., Burger, D., Telenti, A., Brun-Vezinet, F., Geretti, A.
M., Boucher, C. A., Richman, D. D. (eds.). Guide to management of
HIV drug resistance, antiretrovirals pharmacokinetics and viral
hepatitis in HIV infected subjects, 6th Edition, Fundació de Lluita
contra la SIDA, Barcelona, pp. 127-278.
Menéndez-Arias, L. (2006). HIV resistance to enfuvirtide and other
drugs targeting viral entry. In: Clotet, B., Menéndez-Arias, L., Schapiro,
J. M., Kuritzkes, D., Burger, D., Telenti, A., Brun-Vezinet, F., Geretti, A.
M., Boucher, C. A., Richman, D. D. (eds.). Guide to management of
HIV drug resistance, antiretrovirals pharmacokinetics and viral
hepatitis in HIV infected subjects, 6th Edition, Fundació de Lluita
contra la SIDA, Barcelona, pp. 279-292.
Menéndez-Arias, L., Martínez-Picado, J. and Domingo, E. (2006). Drug
resistance-associated mutations and their effects on viral fitness. In:
Clotet, B., Menéndez-Arias, L., Schapiro, J. M., Kuritzkes, D., Burger, D.,
Telenti, A., Brun-Vezinet, F., Geretti, A. M., Boucher, C. A., Richman, D.
D. (eds.). Guide to management of HIV drug resistance, antiretrovirals
pharmacokinetics and viral hepatitis in HIV infected subjects, 6th
Edition, Fundació de Lluita contra la SIDA, Barcelona, pp. 293-323.
Menéndez-Arias, L. (2006). Approved and experimental therapies for
treatment of hepatitis B and C, and mutations associated with drug
resistance. In: Clotet, B., Menéndez-Arias, L., Schapiro, J. M.,
Kuritzkes, D., Burger, D., Telenti, A., Brun-Vezinet, F., Geretti, A. M.,
Boucher, C. A., Richman, D. D. (eds.). Guide to management of HIV
drug resistance, antiretrovirals pharmacokinetics and viral hepatitis in
HIV infected subjects, 6th Edition, Fundació de Lluita contra la SIDA,
Barcelona, pp. 425-438.
CBM 2005/2006
72
Figure 1.(A) Chemical structure of a
phosphorothioate derivative of AZT-triphosphate
that contains one sulfur atom (yellow) instead of
an oxygen atom, as a substituent of the α -
phosphate (AZTTPαS). (B) Time courses of
phosphorolytic reactions catalyzed by a multinucleoside-analogue
resistant HIV-1 RT, using
primers terminated with AZT-triphosphate (AZTTP)
o with AZTTPαS diastereoisomers (Matamoros et
al. 2005; J. Mol. Biol. 349, 451-463).
Figura 2. Estructura cristalográfica de la retrotranscriptasa del VIH-1.
Figure 2. Crystal structure of HIV-1 reverse transcriptase.
Otras actividades
Other activities
Luis Menéndez Arias es miembro de los Comités Editoriales de
“Current HIV Research”, “Drug Discovery Today: Technologies”
y de “Timely Topics in Medicine: AIDS Cyber Journal”.
73

Jefe de Línea /
Group Leader:
Juan Miguel Redondo Moya
Regulación de la expresión génica
en endotelio vascular
Regulation of gene expression in
vascular endothelium
C10
Publicaciones
Publications
CBM 2005/2006
74
Personal Científico /
Scientific Staff:
Eva María Cano
Antonio Rodríguez
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Sara Martínez
Arántzazu Alfranca
Andrea Canellada
Inmaculada Ortega
Antonio Jesús Quesada
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
María Dolores Salvado
Katia Urso
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Dolores López Maderuelo
Felipe Were
Juan Manuel López
Inmunología y Virología Immunology and Virology
Resumen de investigación
Gran parte de nuestro trabajo se ha centrado en la
regulación y función de la ruta Ca 2+ /Calcineurina/NFAT en
programas de activación linfocitaria y angiogénesis. Por un
lado, hemos identificado nuevos mecanismos de
transactivación de NFAT en linfocitos y células endoteliales.
También hemos caracterizado en detalle los residuos de
NFAT que son funcionales para sus capacidades
transactivadoras y para la regulación de su “Shuttling
nucleocitoplásmico”. En los últimos años, hemos
profundizado en los mecanismos de interacción de NFAT
con Calcineurina y Calcipresina-1, identificando distintas
secuencias importantes en estas proteínas para su
interacción. La caracterización de las regiones implicadas
en la interacción NFAT/CN puede suponer la identificación
de dianas para interferir selectivamente con la señalización
y regulación de la expresión génica de NFAT, facilitando el
diseño y generación de herramientas terapéuticas con
actividad inmunosupresora equivalente a FK506 y CsA,
pero que carezcan de sus importantes efectos secundarios.
Otra parte fundamental de nuestro trabajo en los últimos años
está relacionada con angiogénesis y con el papel que la ruta
CN/ NFAT juega en este proceso. Inicialmente identificamos
la presencia de NFAT en endotelio y su regulación fisiológica
por VEGF. Estos resultados nos llevaron a analizar el papel de
la ruta en el proceso angiogénico y a definir COX-2 como una
diana que media los efectos angiogénicos de VEGF a través
de NFAT. También recientemente hemos analizado distintos
mecanismos de acción por los que actúan los agentes pro y
antiangiogénicos e implicado a CD95, su ligando y la
inducción de apoptosis como mediadores de efectos
antiangiogénicos. Por otro lado, hemos analizado la
regulación de las sintasas de eicosaniodes por diferentes
estímulos así como su señalización en endotelio. En su
conjunto, nuestros estudios pueden ayudar a la identificación
de nuevas dianas terapéuticas en procesos de inflamación e
inmunosupresión y facilitar el desarrollo de antiangiogénicos.
Figura 1. Efecto de la hipoxia sobre el desarrollo vascular en retina.
Mediante marcaje con Dextrano-FITC se muestra la alteración en el
desarrollo vascular en retinas sometida a bajas concentraciones de
oxígeno, destacando las áreas centrales avasculares y la elevada
ramificación de los vasos periféricos.
Figure 1. Hypoxia effect on the retinal-vasculature development. By using a
Dextran-FITC staining it is shown an altered pattern of the vascular tree in
retinas exposed to low oxygen concentrations, where central avascular areas
as well as peripheral high-branched vessels can be observed.
Research summary
A principal focus of our scientific activity is the study of the
Calcium/Calcineurin/NFAT signalling pathway in T
lymphocytes and in the vascular endothelium. Our work has
identified new mechanisms of NFAT transactivation in
lymphocytes and endothelial cells and we have also
characterized in detail the NFAT motifs that participate
directly in its transactivating capacity and in the regulation of
its “nucleocytoplasmic shuttling”. In recent years, we have
delved deeper into the mechanisms underlying the
interaction of NFAT with Calcineurin and Calcipressin-1,
identifying distinct important sequences in these proteins.
Mapping and characterization of these regions may identify
molecular targets for selective interference in CN signalling
and NFAT-dependent gene expression, and may also
facilitate the design and generation of drugs with
immunosuppressive activities equivalent to FK506 and CsA
but without their undesirable side effects.
Another important facet of our research program over recent
years is related to angiogenesis and the role played by the
CN/NFAT pathway in this process. We initially identified the
presence of NFAT in endothelium and its physiological
regulation by VEGF. We went on to show that NFAT mediates
the VEGF-induced increase in the expression and activity of
COX-2, which is responsible, at least in part, for the
angiogenic effects of VEGF. We are also interested in the
distinct mechanisms through which pro- and antiangiogenic
agents act, and have recently identified induction of CD95-
mediated apoptosis, through induction of CD95 and its
ligand, as a mechanism for inhibiting angiogenesis.
Furthermore, our work on the angiogenic effects of
increased COX-2 expression prompted us to study the
regulation of eicosanoid synthases and the signalling
pathways that eicosanoids trigger in endothelial cells. All
together, our work is aimed at identifying new therapeutic
targets in inflammatory and immunosuppression processes
and to facilitate the development of antiangiogenic drugs.
Figura 2. Modelo sobre la regulación de la localización subcelular de NFAT. Tras una elevación
del calcio intracelular, la Calmodulina (CaM) se une a la Calcineurina (CnA/CnB) y la activa. La
Calcineurina activada desfosforila a NFAT, proceso que conduce a la entrada del factor al núcleo
y la transcripción dependiente de NFAT. Cuando el calcio intracelular desciende, la Calcineurina
se desactiva y varias quinasas fosforilan al factor, promoviendo así su exportación al citosol.
Figure 2. Model of the regulation of the subcellular localization of NFAT. After an elevation in the
intracellular calcium level, Calmodulin (CaM) is activated and binds to Calcineurin (CnA/CnB).
The activated Calcineurin dephosphorylates NFAT, a process that leads to the nuclear shuttling of
the factor, which permits the NFAT-dependent gene transcription. When the levels of intracellular
calcium descend, the Calcineurin deactivates and various kinases phosphorylate the factor
promoting its export to the cytosol.
Rodríguez, A., Martínez-Martínez, S., López-Maderuelo, M. D., Ortega-
Pérez, I. and Redondo, J. M. (2005). The linker region joining the
catalytic and the regulatory domains of CnA is essential for binding to
NFAT. J. Biol. Chem. 280, 9980-9984.
Ortega-Pérez, I., Cano, E., Were, F., Villar, M., Vázquez, J. and
Redondo, J. M. (2005). c-Jun N-terminal Kinase (JNK) Positively
Regulates NFATc2 Transactivation through Phosphorylation within the
N-terminal Regulatory Domains. J. Biol. Chem. 280, 20867-20878.
Quesada, A. J., Nelius, T., Yap, R., Zaichuk, T. A., Alfranca, A., Filleur,
S., Volpert, O. V. and Redondo, J. M. (2005). In vivo upregulation
of CD95 and CD95L causes synergistic inhibition of angiogenesis
by TSP1 peptide and metronomic doxorubicin treatment.
Cell death Differ. 12, 649-658.
Cano. E., Canellada, A., Minami, T., Iglesias, T. and Redondo, J. M.
(2005). Depolarization of Neural Cells induces transcription of the
down syndrome critical region 1 isoform 4 via A Calcineurin/NFAT
dependent pathway. J. Biol. Chem. 280, 29435-29443.
Buch, M. H., Pickard, A., Rodriguez, A., Gillies, S., Maass, A. H.,
Emerson, M., Cartwright, E. J., Williams, J. C., Oceandy, D., Redondo, J.
M., Neyses, L. and Armesilla, A. L. (2005). The sarcolemmal calcium
pump inhibits the calcineurin/NFAT pathway via interaction with the
calcineurin a catalytic subunit. J. Biol. Chem. 280, 29479-29487.
Canellada A, Cano, E., Sánchez- Ruiloba, L., Zafra, F. and Redondo,
J.M. (2006). Calcium-dependent expression of TNF-α in neural PC12
cells is mediated by the Calcineurin/NFAT pathway. Mol. Cell.
Neurosci, 31, 692-701.
Martínez-Martínez, S., Rodríguez, A., López-Maderuelo, M.D., Vázquez,
J. and Redondo, J.M. (2006). Blockade of NFAT activation by the
second Calcineurin-binding site. J. Biol. Chem. 281, 6227-6235.
Villar, M., Ortega-Pérez, I, Were, F., Cano, E., Redondo, J.M. and
Vazquez, J. (2006). Systematic characterization of phosphorylation
sites in NFATc2 by linear ion trap mass spectrometry. Proteomics 6
Suppl 1: S16-27.
Alfranca, A., Iñiguez, M.A., Fresno, M. and Redondo, J.M. (2006).
Prostanoid signal transduction and gene expression in the endothelium:
Role in cardiovascular diseases. Cardiovascular Res. 70, 446-456.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Antonio J. Quesada. (2005). CD95 y CD95L como dianas moleculares
de terapias angiogénicas. Universidad Autónoma de Madrid.
Sobresaliente Cum laude.
Inmaculada Ortega Pérez. (2006). Modulación de la actividad
transcripcional de NFAT1 por las MAP quinasas P38 y JNK.
Universidad Autónoma de Madrid. Sobresaliente Cum laude.
Patentes
Patents
Redondo, J. M., Rodríguez, A., y Martínez-Martínez, S. (2005).
Péptidos, secuencias de nucleótidos y células CnA linker 13
y sus aplicaciones. SOLICITUD Nº : 200402974. Patente Internacional.
Patent Cooperation Treaty CPCT/ES/2005/070164.
Redondo, J. M., Martínez-Martínez, S. y Rodriguez, A. (2006).
Péptidos inhibidores selectivos de la actividad biológica de la
Calcineurina. NÚMERO DE SOLICITUD: P200503237. Consejo
Superior de Investigaciones Científicas y Fundación Centro Nacional
de Investigaciones Cardiovasculares. Patente Internacional.
Patent Cooperation Treaty. PCT/ES2006/000717.
75

Jefe de Línea /
Group Leader:
Miguel A. Rodríguez Marcos
Desarrollo hematopoyético en el
embrión de ratón post-gastrulación
Hematopoietic development in the
post-gastrulation mouse embryo
C11
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Marcos, M.A.R. and Gaspar, M.L. (2005). Apuntes para un encuentro
entre la biología emergente y la clínica médica del tercer milenio.
En: Biotecnología y Sociedad. Fundación Pablo VI, pp. 7-28.
CBM 2005/2006
76
Personal Científico /
Scientific Staff:
Isabel Cortegano
Beatriz Palacio
Inmunología y Virología Immunology and Virology
Nuestro grupo estudia el desarrollo linfohematopoyético y
hepático en el embrión post-gastrulación del ratón. Queremos
elucidar las diferencias entre los procesos embrionarios y los
adultos, de relevancia en medicina regenerativa.
Durante los dos últimos años, hemos definido:
(1) La presencia de linfocitos NKT funcionales con TCRs no
canónicos (Vβ8.2/Vα3.2) en órganos hematopoyéticos
tempranos: Antes de que el epitelio tímico sea receptivo a
progenitores extrínsecos, hemos objetivado una onda
transitoria de diferenciación hacia estos linfocitos pseudoinnatos,
implicados en respuestas rápidas a glicolípidos.
Intentamos dilucidar su posible papel en la ontogenia precoz.
(2) Una población de linfocitos B/pre-plasmáticas, secretora
de IgGs naturales, que sólo es generada por progenitores
embrionarios: Los primeros precursores B detectables en el
embrión son células CD19 + CD45R - que describimos
recientemente. En el adulto dan lugar a una pequeña
fracción de linfocitos B naturalmente activados que
producen espontáneamente altos niveles de IgG e IgA.
(3) La variabilidad genética de las primeras uniones D-J de
IgH de la ontogenia y el papel de la polimerasa µ (en
colaboración con Luis Blanco): Hemos analizado el repertorio
genético de las primeras recombinaciones D-JH de las Igs en
la gestación media del ratón. Estos reordenamientos difieren
de los presentes en neonatos, por la inclusión de nucleótidos
no-templados N en ausencia de TdT. A diferencia del adulto,
la polimerasa µ protege los extremos codificantes del
procesamiento nucleolítico en ellos.
(4) Una nueva vía de diferenciación a megacariocitos en el
hígado fetal, que promueven el desarrollo de linajes
epiteliales hepáticos: El hígado emergente reúne la mayor
concentración de megacariocitos del individuo, aunque las
plaquetas no son necesarias para la supervivencia del
embrión. En co-cultivos in vitro, este linaje celular estimula la
diferenciación de precursores hepáticos. Intentamos
explorar las bases moleculares de este fenómeno.
Nuestra investigación se desarrolla en colaboración con ML
Gaspar del ISCIII.
Our team is studying the lymphohematopoietic and hepatic
development in the post-gastrulation mouse embryo. We
attempt to elucidate the differences between equivalent
embryonic and adult events, which may be of relevance to
regenerative medicine.
During the last couple of years, we have studied:
(1) The presence of functional, non-canonical NKT
lymphocytes (Vβ8.2/Vα3.2) in embryo hematopoietic
organs: A transient wave of lymphoid differentiation giving
rise to innate-like NKT cells emerges in the post-gastrulation
mouse embryo, which are involved in rapid responses to
glycolipids, before the thymic epithelium becomes receptive
to extrinsic progenitors. We attempt to elucidate their
putative role in the early ontogeny.
(2) A population of B lymphocytes/pre-plasma cells that
secretes natural IgGs, selectively emerging from embryonic
progenitors: We recently described the earliest embryo B-
lineage precursors, defined as CD19 + CD45R - cells. They
generate a small subset of naturally activated B cells in the
adult that spontaneously produce high levels of IgG and IgA.
(3) The genetic variability of the earliest IgH VDJ coding
junctions and the role of the polymerase µ (in collaboration
with Luis Blanco): We have analyzed the genetic repertoire
of the first Ig D-JH gene rearrangements of midgestation
mouse embryos. They differed from those present in
newborns by the inclusion of non-templated N-nucleotides
in the absence of TdT. Polymerase µ protects their coding
ends from nucleolytic processing, in contrast to what
happens in adult VDJH joints.
(4) A new pathway of differentiation to megakaryocytes in the
embryonic liver, which support the development of fetal
hepatoblasts: The emerging liver contains the major
concentration of megakaryocytes of the economy, although
platelets are dispensable for embryo survival. In vitro co-cultures
have revealed that these cells promote hepatic differentiation.
We are studying the molecular bases of this phenomenon.
This research has been made in collaboration with ML
Gaspar from the ISCIII.
Marcos, M.A.R., Toribio, M.L. and Gaspar, M.L. (2006). Immune
system: Early ontogeny. In: Encyclopedia of Life Sciences.
John Wiley & Sons, Ltd. Chichester (online publication).
Figura 1. Nichos hematopoyéticos del embrión de ratón en la
gestación media. En embriones E7-8, el único proceso es la
mieloeritropoyesis primitiva. La hematopoyesis de tipo adulto
aparece simultáneamente en la SP/AGM y el YS de embriones
>E8. La vista transversal describe la AGM con los agregados
celulares intraaórticos y subaórticos. El hígado es colonizado
por progenitores del YS y de la SP/AGM (1, 2). El timo es injertado
por precursores de la SP/AGM y del hígado (3, 4). No está claro si
progenitores hematopoyéticos migran entre el YS y la SP/AGM (5,
6). Órganos hematopoyéticos embrionarios, rojo; tubo neural, azul;
aorta dorsal, verde; mesonephros, marrón; gónadas, naranja.
Reproducido de la Encyclopedia of Life Sciences, con permiso
de John Wiley & Sons.
Figure 1. Haematopoietic sites in mid-gestation mouse embryos.
Primitive myeloerythropoiesis is the only process occuring in E7-8
embryos. Adult-type haematopoiesis simultaneously appears in
Sp/AGM and YS of >E8 embryos. The transversal view depicting
AGM region includes subaortic and intraaortic cell clusters. FL is
colonized by both YS- and Sp/AGM-derived progenitors (1, 2).
The embryo thymus is engrafted with Sp/AGM- and FL-derived
precursors (3, 4). Whether haematopoietic progenitors migrate
between both YS and Sp/AGM is unclear (5, 6). Embryo
haematopoietic sites, red; neural tube, blue; dorsal aorta, green;
mesonephros, brown; gonads, orange. Reproduced from the
Encyclopedia of Life Sciences by permission of John Wiley & Sons.
77

Jefe de Línea /
Group Leader:
María Luisa Salas
Virus de la peste porcina africana
African swine fever virus
C12
Publicaciones
Resumen de investigación
Research summary
Publications
Personal Científico /
Scientific Staff:
José Salas
Ángel L. Carrascosa
Yolanda Revilla
Contraro Ramón y Cajal /
Ramón y Cajal Contract:
Javier M. Rodríguez
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Carolina Epifano
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Aitor González
Carolina Hurtado
Irene Rodríguez
Modesto Redrejo
Cristina Suárez
Enrique Castelo
Mª del Prado Sabina
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
María José Bustos
María Luisa Nogal
Inmunología y Virología Immunology and Virology
Uno de los objetivos de nuestro grupo es el estudio del
sistema de reparación por escisión de bases (BER) del DNA
del virus de la peste porcina africana (VPPA), constituido
por una endonucleasa específica de sitios abásicos (APE),
una DNA polimerasa reparativa (pol X) y una DNA ligasa.
Utilizando un mutante del VPPA que carece del gen de la
APE, hemos determinado que la endonucleasa viral es
esencial para el crecimiento del virus en su célula blanco, el
macrófago, lo que pone de relieve la importancia del
sistema de reparación para mantener la viabilidad del virus
en el macrófago infectado.
Nuestros estudios tienen también como finalidad comprender
la morfogénesis del virus mediante el análisis del efecto de la
represión de proteínas virales sobre el ensamblaje de la
partícula viral. Dos proteínas virales son esenciales para la
formación de la cápsida icosaédrica: la proteína pB602L,
que es un chaperón de la proteína mayoritaria de la cápsida
p72, y la proteína pB438L en cuya ausencia se generan
partículas filamentosas en lugar de icosaédricas. Para el
ensamblaje correcto del virus en el ambiente reductor del
citosol celular, el VPPA codifica un sistema para la
formación de puentes disulfuro en proteínas virales.
La utilización del VPPA, un modelo de virus animal con un
alto grado de complejidad y sofisticación en la interacción
con la célula infectada, nos ha permitido determinar ciertos
mecanismos de control viral sobre el ciclo celular y la
apoptosis, la liberación de citoquinas y moléculas
inflamatorias, la modulación de factores de transcripción, o
la expresión de antígenos de histocompatibilidad. Así, el
estudio de la acción de genes del VPPA como A238L,
homólogo del IκB celular, A224L, homólogo a la familia de
IAPs y EP153R, que posee un dominio de lectinas tipo C,
mediante el uso de virus mutantes defectivos para estos
genes, entre otras aproximaciones, ha facilitado el análisis
de procesos involucrados en el escape de la respuesta
antiviral desplegada por la célula, así como las distintas
rutas reguladoras de dicha respuesta. En este sentido
hemos descrito el efecto de A238L en la inhibición de la
expresión de TNF-α a través del bloqueo de la actividad de
los co-activadores transcripcionales CBP/p300 y en la
regulación de la óxido nítrico sintasa inducible (iNOS) a
través de la inhibición de la acetilación de la subunidad de
NFκB p65/relA y de la capacidad de trans activación de p300.
One objective of our research group is the study of the
African swine fever virus (ASFV) base excision repair (BER)
system, constituted by an endonuclease specific for abasic
sites (APE), a reparative DNA polymerase (pol X) and a DNA
ligase. Using an ASFV deletion mutant lacking the APE
gene, we have determined that the viral endonuclease is
essential for virus growth in its target cell, the macrophage,
underlining the importance of the viral repair system to
maintain the virus viability in the infected macrophage.
Our studies are also directed to understand virus
morphogenesis by analyzing the effect of the repression of
viral proteins on the assembly of the virus particle. Two viral
proteins are essential for the formation of the icosahedral
capsid: protein pB602L, which is a chaperon for the major
capsid protein p72, and protein pB438L, with the generation
in its absence of filamentous instead of icosahedral
particles. For correct virus assembly in the reducing
environment of the cell cytosol, ASFV encodes a system for
the formation of disulfide bonds in viral proteins.
We used ASFV as a viral model with a high degree of
complexity in the interaction with the cell, to analyze viral
mechanisms involved in the control of apoptosis, cellular
cycle, activation of transcription factors and MHC
expression, interfered by the virus to evade the antiviral host
response. Previously, we have shown that certain viral
genes, such as gene A238L, homologous to the cellular IκB,
gene A224L, homologous to cellular IAPs and gene
EP153R, which contains a C-type lectin domain, interfere
with the host immune system and control the apoptosis of
the infected cell. We have studied the function of these
genes by using ASFV knock-out mutants, as well as other
approaches, for a better understanding of the mechanisms
used by the virus to prevent the antiviral response. Thus, we
have described that the viral protein A238L inhibits TNF-α
expression through a CBP/p300 transcriptional coactivators
pathway; furthermore, A238L regulates the inducible nitric
oxide synthase expression by inhibition of the acetylationmediated
activation of the NFκB subunit p65/relA and p300
transcriptional activity.
Dixon, L. K., Escribano, J. M., Martins, C., Rock, D. L., Salas, M. L. and
Wilkinson, P. J. (2005). Asfarviridae. In: Fauquet, C. M., Mayo, M. A.,
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Carrascosa, A. L. (2005). Tomografía crio-electrónica del virus Vaccinia.
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Comentario del trabajo de Cyrklaff et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102,
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CBP/p300 transcriptional coactivators pathway. J. Immunol. 176, 451-462.
Eulalio, A., Nunes-Correia, I., Carvalho, A. L., Faro, C., Citovsky, V., Salas,
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J. Virol. 80, 1393-1404.
Rodríguez, I., Redrejo-Rodríguez, M., Rodríguez, J. M., Alejo, A., Salas J.
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Redrejo-Rodríguez, M., García-Escudero, R., Yáñez-Muñoz, R. J., Salas,
M. L. and Salas, J. (2006) African swine fever virus protein pE296R is a
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Carrascosa, A. L. and Almendral, J. M. (2006) Producción, valoración y
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Gallardo, C., Blanco, E., Rodríguez, J. M., Carrascosa, A. L. and
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Granja, A. G., Sabina, P., Salas, M. L., Fresno, M. and Revilla, Y. (2006)
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Epifano, C., Krijnse-Locker, J., Salas, M. L., Salas, J. and Rodríguez, J. M.
(2006) Generation of filamentous instead of icosahedral particles by
repression of African swine fever virus structural protein pB438L.
J. Virol. 80, 11456-11466.
Epifano, C., Krijnse-Locker, J., Salas, M. L., Rodríguez, J. M. and Salas, J.
(2006) The African swine fever virus non-structural protein pB602L is
required for the formation of the icosahedral capsid of the virus particle.
J. Virol. 80, 12260-12270.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Carolina Epifano García. (2005). “Las proteínas virales p49 y pB602L son
esenciales para la construcción de la cápsida icosaédrica del virus
de la peste porcina africana”. Universidad Autónoma de Madrid.
Aitor González Granja. (2006). “Mecanismos moleculares de la
modulación de mediadores inflamatorios por la proteína viral A238L del
virus de la peste porcina africana”. Universidad Autónoma de Madrid.
Patentes
Patents
CBM 2005/2006
78
Figura 1. Ruta de activación del
factor de transcripción NFκB.
Figure 1. Route of activation of
transcription factor NFκB.
Figura 2. Generación de partículas filamentosas en ausencia de la proteína estructural pB438L
del VPPA. (A) Partícula icosaédrica normal. (B) Partículas filamentosas generadas al reprimir el
gen pB438L.
Figure 2. Generation of filamentous particles in the absence of the ASFV structural protein
pB438L. (A) Normal icosahedral particle. (B) Filamentous particles generated by repression of
gene pB348L.
Revilla, Y., Fresno, M., G. Granja, A. (2006). “El gen viral A238L y su
producto, la proteína viral A238L, en sus distintas presentaciones de:
plásmidos de expression eucariótica pcDNAA238L, proteína
recombinante y vectores adenovirales-A238L y retrovirales-A238L,
inhiben el crecimiento, la angiogénesis y la metástasis tumoral”.
CSIC-UAM P2169ES.
79

Jefe de Línea /
Group Leader:
Margarita Salas
Replicación y transcripción del DNA
del fago ø29
Replication and transcription of
phage ø29 DNA
C13
Resumen de investigación
Research summary
Replicación del DNA del fago ø29
El objetivo de este trabajo es profundizar en el conocimiento
del mecanismo de iniciación de la replicación del DNA de
ø29 mediante proteína terminal (TP). Hemos caracterizado
residuos en la DNA polimerasa de ø29 implicados en la
interacción con el DNA y con la TP, así como en la
coordinación de síntesis y degradación en la replicación del
DNA. También hemos estudiado las características
funcionales de las DNA polimerasas de los fagos Nf y GA-
1, relacionados con ø29. En colaboración con el Dr. T. Steitz
se ha determinado la estructura tridimensional del
heterodímero DNA polimerasa/proteína terminal que sugiere
un modelo para la transición de la iniciación a la elongación
en la replicación del DNA de ø29. Hemos demostrado que
la proteína p56 de ø29 es un inhibidor de la uracil-DNA
glicosilasa bacteriana que actúa como un mecanismo de
defensa para evitar la acción de la ruta de reparación por
escisión de bases si se producen residuos de uracilo en los
intermedios replicativos de ø29. En colaboración con los
Dres. J.L. Asensio y A. Albert se ha determinado la
estructura tridimensional del dominio funcional de la
proteína p16.7 de ø29, así como del complejo p16.7-DNA.
Por otra parte, hemos demostrado que la proteína SpoOA,
el regulador transcripcional clave para el comienzo de la
esporulación de Bacillus subtilis, es un inhibidor de la
replicación del DNA de ø29 y del DNA bacteriano.
Replication of phage ø29 DNA
Recent Advances in DNA Virus Replication by Research Signpost
Transworld Research Network. pp. 259-288.
Serrano-Heras, G., Salas, M. and Bravo, A. (2006). A uracil-DNA
glycosylase inhibitor encoded by a non-uracil containing viral DNA. J.
Biol.Chem. 281, 7068-7074.
Kamtekar, S., Berman, A.J., Wang, J., Lázaro, J.M., de Vega, M., Blanco,
L., Salas, M. and Steitz, T.A. (2006). Structure of bacteriophage ø29 DNA
polymerase bound to its protein-primer: implications for the transition from
initiation to elongation. EMBO J. 25, 1335-1343.
González-Huíci, V., Salas, M. and Hermoso, J.M. (2006). Requeriment for
Bacillus subtilis bacteriophage ø29 DNA ejection. Gene. 374, 19-25.
Badía, D., Camacho, A., Pérez-Lago, L., Escandón, C., Salas, M. and Coll,
M. (2006). The structure of ø29 transcription regulator p4-DNA complex
reveals a novel DNA binding motif. Mol. Cell. 22, 73-81.
Salas, M. (2006). How I became a Biochemist. IUBMB Life. 58, 447-447.
Pérez-Arnaiz, P., Lázaro, J.M., Salas, M. and de Vega, M. (2006).
Involvement of ø29 DNA polymerase thumb subdomain in the proper
coordination of synthesis and degradation during DNA replication.
Nucleic. Acids Res. 34, 3107-3115.
Castilla-Llorente, V., Muñoz-Espín, D., Villar, L., Salas, M. and Meijer, W.J.J.
(2006). SpoOA, the key transcriptional regulator for entrance into
sporulation, is an inhibitor of DNA replication. EMBO J. 25, 3890-3899.
Longás E., de Vega, M., Lázaro, J.M. and Salas, M. (2006) Functional
characterization of highly processive protein-primed DNA polymerases
from phages Nf and GA-1, endowed with a potent strand displacement
capacity. Nucl. Acids Res. 34, 6051-6053.
CBM 2005/2006
80
Personal Científico /
Scientific Staff:
Alicia Bravo
Ana Camacho
José Miguel Hermoso
Wilfried J.J. Meijer
Miguel de Vega
Postdoctorales /
Postdoctoral :
Víctor González-Huici
Daniel Muñoz-Espín
Gemma Serrano-Heras
Irene Rodríguez
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Martín Alcorlo
David Ballesteros
Virginia Castilla
Cristina Escandón
Elisa Longás
Patricia Pérez-Arnáiz
Laura Pérez-Lago
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
José Mª. Lázaro
Ángeles M. Villarraso
Laurentino Villar
Estudiantes /
Students:
Benito Baños
Inmunología y Virología Immunology and Virology
Transcripción del DNA de ø29
La estructura tridimensional de la proteína p4, regulador de
la transcripción de ø29, sola y en complejo con el DNA,
determinada en colaboración con el Dr. M. Coll ha revelado
la existencia de un nuevo motivo, que hemos denominado
garfio, para la unión al DNA. Por otra parte, hemos
determinado que la proteína p4 produce una curvatura en el
DNA que es esencial para su función. También hemos
estudiado el sistema de regulación de la transcripción del
fago Nf en comparación con ø29. Finalmente, hemos
construido un nuevo vector plasmídico para la expresión
génica regulada en B. subtilis.
Figura 1. Estructura tridimensional del heterodímero DNA polimerasa/proteína
terminal de ø29.
Figure 1. Tridimensional structure of the ø29 DNA polymerase/terminal protein
heterodimer.
The aim of this work is to get a further insight in the
knowledge of the mechanism of ø29 DNA initiation of
replication primed by the terminal protein (TP). We have
characterized residues in the ø29 DNA polymerase involved
in the interaction with DNA and with the TP, as well as in the
coordination of synthesis and degradation in DNA
replication. We have also studied the functional
characteristics of the DNA polymerases of the ø29-related
phages Nf and GA-1. In collaboration with Dr. T. Steitz the
tridimensional structure of the DNA polymerase/terminal
protein heterodimer has been determined, suggesting a
model for the initiation to elongation transition in ø29 DNA
replication. We have shown that ø29 protein p56 is an
inhibitor of the bacterial uracil-DNA glycosylase, acting as a
defense mechanism to prevent the action of the base
excision repair pathway if uracil residues arise in the ø29
replicative intermediates. In collaboration with Drs. J.L.
Asensio and A. Albert the tridimensional structure of the
functional domain of ø29 protein p16.7 and the p16.7-DNA
complex has been determined. On the other hand, we have
shown that protein SpoOA, the key transcriptional regulator
for entrance into sporulation in Bacillus subtilis, is an
inhibitor of ø29 and bacterial DNA replication.
Transcription of ø29 DNA
The tridimensional structure of the ø29 transcriptional
regulator, protein p4, determined in collaboration with Dr. M.
Coll, has revealed the existence of a new motif, that we have
called hook, for DNA binding. On the other hand, we have
determined that protein p4 produces a curvature in the DNA
that is essential for its function. We have also studied the
transcription regulation of phage Nf DNA in comparison with
that of ø29. Finally, we have constructed a new plasmid
vector for regulated gene expression in B. subtilis.
Publicaciones
Publications
Bravo, A., Serrano-Heras G. and Salas, M. (2005). Compartimentalization of prokaryotic DNA replication.
FEMS Microbiol. Rev. 29, 25-47.
Truniger, V., Bonnin, A., Lázaro, J.M., de Vega, M. and Salas, M. (2005). Involvement of the “linker”
region between the exonuclease and polymerization domains of ø29 DNA polymerase in DNA and TP
binding. Gene 348, 89-99.
Rodríguez, I., Lázaro, J.M., Blanco, L. Kamtekar, S., Berman, A.J., Wang, J. Steitz, T.A., Salas, M. and
de Vega, M. (2005). A specific subdomain in ø29 DNA polymerase confers both processivity and strand
displacement capacity. Proc.Natl.Acad.Sci.USA 102, 6407-6412.
Salas, M. (2005). Phage ø29 and its relatives. In: Calendar, R. (ed.) The Bacteriophages. II Edition.
Oxford University Press. pp. 313-328.
Pérez-Lago, L., Salas, M. and Camacho, A. (2005) A precise DNA bend angle is essential for the
function of the phage ø29 transcriptional regulator. Nucl.Acids Res. 33, 126-134.
Asensio, J.L., Albert, A., Múñoz-Espín, D., González, C., Hermoso, J., Villar, L., Jiménez-Barbero, J.,
Salas, M. and Meijer, W.J.J. (2005). Structure of the functional domain of ø29 replication organizer:
insights into oligomerization and DNA binding. J. Biol. Chem. 280, 20730-20739.
Serrano-Heras, G., Salas, M. and Bravo, A. (2005). A new plasmid vector for regulated gene expression
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Pérez-Lago, L., Salas, M. and Camacho, A. (2005). Homologies and divergences in the transcription
regulatory system of two related Bacillus subtilis phages. J. Bacteriol. 187, 6403-6409.
Meijer, W.J.J., Castilla-Llorente, V., Villar, L., Murray, H., Errington, J. and Salas, M. (2005). Molecular
basis for the exploitation of spore formation as survival mechanism by virulent phage ø29. EMBO J. 24,
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Albert, A., Muñoz-Espín, D., Jiménez, M., Asensio, J.L., Hermoso, J.A., Salas, M. and Meijer, W.J.J.
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Salas, M. and de Vega, M. (2006). Bacteriophage protein-primed DNA replication. In: Hefferon, K. L. (ed.)
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Irene Rodríguez García. (2006). La DNA polimerasa del bacteriófago ø29:
análisis mutacional de la interacción con la proteína terminal. Base
estructural de la procesividad y la capacidad de desplazamiento de
banda. Universidad Autónoma de Madrid.
Daniel Muñóz Espín. (2006). Organization of phage ø29 DNA replication:
role of protein p16.7. Universidad Autónoma de Madrid.
Premios y distinciones
Prizes and distinctions
Miembro del Comité Científico de los Cantoblanco Workshops on Biology
(2005– ).
Miembro de la Academia Americana de las Artes y de las Ciencias (2005– ).
Miembro del Real Patronato de la Biblioteca Nacional (2005– ).
Premio San Alberto Magno al Mérito Científico otorgado por el Ilustre
Colegio Oficial de Químicos de Asturias y León (2005).
Distinción sala “Margarita Salas Falgueras” de la Agencia Nacional para la
Evaluación de la Calidad y Acreditación de la Educación Superior
(ANECA) (2005).
Miembro del Comité Científico Asesor de la Fundación Centro Nacional de
Investigaciones Cardiovasculares “Carlos III” (CNIC) (2005).
Medalla de Oro al Mérito en el Trabajo concedida por el Ministerio de
Trabajo y Asuntos Sociales (2005).
Medalla de Honor de la Universidad Complutense de Madrid (2005).
Miembro del Consejo Científico del Institut Català de Ciéncies
Cardiovasculares de Barcelona (ICCC) (2006).
Nombrada “Leading Educators of the World 2006” por el International
Biographical Centre, Cambridge, England (2006).
Directora del Maratón “Del código genético a la secuenciación del
genoma: un homenaje a Severo Ochoa” organizado por el Museo
Nacional de Ciencia y Tecnología. Ministerio de Educación y Ciencia.
Madrid (2006).
Premio a la Excelencia concedido por FEDEPE (Federación Española de
Mujeres Directivas, Ejecutivas, Profesionales y Empresarias) (2006).
Patentes
Patents
Proteína p56: un inhibidor de la enzima uracil DNA glicosilasa. Gemma
Serrano de las Heras, Alicia Bravo García y Margarita Salas Falgueras.
Patente No. P200503240 de enero de 2006.
81

Jefe de Línea /
Group Leader:
Francisco Sobrino
Personal Científico /
Scientific Staff:
Rosario Armas
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Margarita Sáiz
María Flora Rosas
Mónica Gutiérrez
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Raúl Postigo
Miguel Angel Martín
María Teresa Sánchez
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Mónica González
Marina López
Estudiantes /
Undergraduate Students:
Yuri A. Vieira
Ángela Vázquez
Científicos Visitantes /
Visiting Scientists:
Søren Kamstrup, ç
A. Braedfor
Bertha Landeros
Llilianne Ganges
Inmunología y Virología Immunology and Virology
Desarrollo de nuevas estrategias
para el control y prevención
de enfermedades virales: el virus
de la fiebre aftosa como modelo
Resumen de investigación
El virus de la fiebre aftosa (VFA) constituye un interesante
modelo, de gran importancia económica, para entender
cómo las interacciones entre un virus con gran capacidad
de variación y sus diferentes hospedadores naturales,
condicionan el control de la enfermedad que produce.
Se está trabajando en el desarrollo de nuevas vacunas
marcadoras frente al VFA (péptidos, vacunas DNA y VLPs
heterólogas) que induzcan respuestas humorales y
celulares protectoras, empleando como principal modelo
animal un importante hospedador natural de este virus, el
cerdo y el análisis de su inmunogenicidad en modelos
animales. Algunas de las estrategias desarrolladas están
siendo también empleadas para el desarrollo de nuevas
vacunas frente a otra importante enfermedad viral animal, la
peste porcina clásica.
Se trabaja, también, en el análisis funcional de distintas
proteínas virales en la internalización, el ciclo de
multiplicación y los mecanismos que median la
patogenicidad del VFA, y de otros Picornavirus relacionados,
en cultivos celulares y modelos animales. En particular, se
estudia la implicación funcional de proteínas no
estructurales, como las correspondientes a la región 3AB, en
la virulencia y rango de hospedador del virus. Para ello se
están caracterizando las interacciones de proteínas del virus
con elementos celulares empleando ensayos de expresión
transitoria y estable en líneas susceptibles, así como las
propiedades biológicas de mutantes obtenidos utilizado
clones infecciosos. Se trabaja también en el estudio de la
funcionalidad de regiones no codificantes del RNA viral.
Además de información básica sobre el ciclo de
multiplicación del VFA, los resultados obtenidos están siendo
empleados para la identificación de dianas antivirales y el
desarrollo de nuevas estrategias vacunales.
Parte de este trabajo ha sido desarrollado en las
instalaciones BSL3 del CISA-INIA.
New strategies for prevention and
control of viral diseases: foot-andmouth
disease virus as a model
Research summary
Foot-and-mouth disease virus (FMDV) is one of the major
concerns for animal health. It is also an interesting model
system for understanding the interactions of a highly
variable virus and its natural hosts and the implications of
these interactions on disease control.
We are working in the development of new FMDV marker
vaccines (peptides, DNA vaccines and heterologous VLPs)
that can induce protective humoral and cellular immune
responses, using as animal model an important natural host:
the pig. Some of these strategies are also being applied to the
development of new vaccines against classical swine fever.
We are also analyzing the functional role of FMDV proteins
on the internalization, the replication cycle and the
mechanisms mediating the pathogenesis of FMDV in cell
culture and animal models. Special attention is paid to the
functional implications of non-structural proteins, like those
from the 3AB region, in virus virulence and host range. This
in mainly approached by the study of their interaction, in
transient and stable expression assays, with components of
susceptible cells. The biological properties of FMDV
mutants constructed from infectious full-length clones are
being characterized. A parallel study of the functional
implications of non-coding RNA regions is also being
conducted. Besides providing basic information on the
FMDV multiplication cycle, the results obtained are being
used for the identification of antiviral targets and the design
of new vaccine strategies
C14
Publicaciones
Publications
De Oliveira, E., Jiménez-Clavero, M. A., Núñez, J. I., Sobrino, F. and
Andreu, D. (2005). Analysis of the immune response against mixotope
peptide libraries related to foot-and-mouth disease virus. Vaccine 23,
2647-2657.
Ganges, L., Barrera, M., Núñez, J. I., Blanco, I., Frias, M. T.,
Rodríguez, F. and Sobrino, F. (2005). A DNA vaccine expressing the
E2 protein of classical swine fever virus elicits T cell responses that
prime for rapid antibody production and total protection upon viral
challenge. Vaccine 23, 3741-3752.
Díaz de Arce, H., Ganges, L., Barrera, M., Naranjo, D., Sobrino, F.,
Frías, M. and Núñez, J. I. (2005). Origin and evolution of viruses
causing classical swine fever in Cuba. Virus Res. 112, 123-131.
Núñez, J. I., Fussi, P., Borrego, B., Brocchi, E., Pacciarini, M. L. and
Sobrino, F. (2006). Molecular epidemiology of the 1993 Italian footand-mouth
disease outbreak. Arch. Virol. 151, 127-142.
Borrego, B., Fernández-Pacheco, P., Ganges, L., Doménech, N.,
Fernández-Borges, N., Sobrino, F. and Rodríguez, F. (2006). DNA
vaccines expressing B and T cell epitopes can protect mice from
Foot-and-mouth disease virus infection in the absence of specific
humoral responses. Vaccine 24, 3889-3899.
García-Briones, M. M., Rosas, M. F, González-Magaldi, M., Martín-
Acebes, M. A., Sobrino, F. and Armas-Portela, R. (2006). Differential
distribution of non-structural proteins of foot-and-mouth disease virus
in BHK-21 cells. Virology. 349, 409-421.
Villén, J., Rodríguez-Mias, R.A., Giralt, E., Sobrino, F. and Andreu, D.
(2006). Racional disection of binding surfaces for mimicking
discontinuous antigenic sites. Chem. Biol. 13, 815-823.
Serrano, P., Rodríguez, M.R., Saiz, M. and Martínez-Salas, E. (2006).The
3´end of FMDV genome establishes two distinct long-range RNA-RNA
interactions with the 5´end region. J. Gen. Virol. 87, 3013-3022.
Barfoed, A. M., Rodriguez, F., Borrego, B., Therrien, D., Sobrino, F.
and Kamstrup, S. (2006). DNA immunization with 2C FMDV nonstructural
protein reveals the presence of an immunodominant CD8+,
CTL epitope for Balb/c mice. Antiviral Res. 72, 178-189.
CBM 2005/2006
82
Figura 1. Doble inmunofluorescencia de células BHK-21 a las 24 h posttransfección
con PRSV-3A. A) Expresión de 3A detectada empleando un suero de
conejo anti-3A y un anticuerpo secundario anti-conejo acoplado a Alexa-456. B)
Filamentos de actina detectados utilizando faloidina acoplada a Alexa-488.
Figure 1. Double immunofluorescence of BHK-21 cells at 24 h post-transfection
with plasmid PRSV-3A. A) Expression of 3A protein detected by using a rabbit
antiserum to 3A and a secondary anti-rabbit Alexa 456-coupled antibody.
B) Actin filaments detected with phalloidin coupled to Alexa-488.
Figura 2. Subpoblaciones de linfocitos T porcinos inducidos en animales vacunados con el VFA. Citometría de flujo de PBMC estimuladas
in vitro con péptidos que contienen el sitio antigénico A del VFA y un epítopo T en VP4. En rojo se muestran los niveles de fluorescencia
correspondientes al receptor de interleuquina-2 (CD25) en células que expresan distintos marcadores. En gris se indican los valores en
células no estimuladas. Las células CD4+CD8+ son las mayoritariamente estimuladas.
Figure 2. Identification of the T cell subpopulations responding to stimulation of FMDV vaccinated pigs with a tandem peptide containing
antigenic site A and a T cell epitope in VP4. IL-2 receptor (CD25) was measured on cells expressing different markers. The red histograms
show the CD25 expression. Light grey histograms show the labelling on the lymphocytes sub-populations in control unstimulated cultures.
CD4+CD8+ cells are those mostly stimulated.
83

Jefe de Línea /
Group Leader:
María Luisa Toribio García
Desarrollo del sistema
linfohematopoyético humano
Development of the human
lymphohematopoietic system
C15
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Soulier, J., Clappier, E., Cayuela, J.M., Regnault, A., Garcia-Peydro,
M., Dombret, H., Baruchel, A., Toribio, M.L. and Sigaux, F. (2005).
HOXA genes are included in genetic and biologic networks defining
human acute T-cell leukemia (T-ALL). Blood. 106, 274-286.
Personal Científico /
Scientific Staff:
Virginia García de Yébenes
Marina García Peydró
Patricia Fuentes Villarejo
Sara Pérez Luz
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
María de las Nieves Navarro Lobato
Enrique Martín Gayo
Sara González García
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Juan Alcain Sánchez
Inmunología y Virología Immunology and Virology
El interés general de nuestro grupo es el entendimiento de las
bases moleculares y celulares que determinan la generación
del sistema hematolinfoide a partir de progenitores
multipotenciales hematopoyéticos (HSC). Las HSCs son
células troncales con capacidad de auto-renovarse y de
generar los diferentes tipos celulares del sistema sanguíneo.
Durante los dos últimos años, nuestro estudio se ha centrado
en la contribución de la vía de señalización de Notch1 a
ambos procesos. Utilizando modelos in vitro de activación
constitutiva o inducida por ligando, hemos demostrado que
Notch1 ejerce una función esencial inhibiendo la
diferenciación de los progenitores multipotenciales presentes
en el timo humano en distintos linajes celulares (macrófagos,
células dendríticas y células NK), y permitiendo,
simultáneamente, su mantenimiento y auto-renovación en
respuesta a señales locales (interleuquina 7, IL7). Por tanto,
las vías de Notch y de IL-7 cooperan para amplificar la
población de progenitores con potencial linfoide T presente
en el timo. La demostración de que la señalización por
Notch1 es esencial para el control del balance entre autorenovación
y diferenciación de los progenitores
hematopoyéticos proporciona una información relevante para
la optimización de protocolos de expansión ex vivo de HSCs
humanas de aplicación en terapias regenerativas.
La capacidad de auto-renovación es también una
característica de las células tumorales. Además, la
señalización por Notch se ha implicado en la generación de
leucemias, en concreto de leucemias linfoblásticas agudas
T (T-ALL), lo que sugiere que las células tumorales y las
células troncales comparten mecanismos moleculares de
auto-renovación. Mediante estudios de expresión genética
se han caracterizado distintos subtipos de T-ALL que
recapitulan los patrones genéticos de sucesivos estadios
madurativos intratímicos. Ello ha permitido identificar un
grupo de genes cuya desregulación durante el desarrollo
intratímico es un evento critico en la oncogénesis de la T-
ALL. Nuestros estudios actuales están dirigidos a entender
los mecanismos diferenciales que determinan la autorenovación
de las células tronco hematopoyéticas y de las
células leucémicas.
Our main interest is the study of the cellular and molecular
bases that control the generation of the hematolymphoid
system from multipotent hematopoietic progenitors (HSC).
HSCs have the potential to self-renew and to generate all
blood cell types. During the last two years, our research has
focused on the understanding of the role that the Notch
signaling pathway plays in both processes. By using in vitro
differentiation assays and both constitutive and liganddependent
Notch1 activation, we showed that Notch1
signaling plays a prominent role in inhibiting non-T cell
differentiation (macrophages, dendritic cells, NK cells) of
human primitive intrathymic progenitors, while sustaining
their expansion in response to unique interleukin 7 (IL-7)
derived signals. Therefore, Notch1 and IL-7 pathways
cooperate to amplify the pool of early T-cell progenitors
present in the human thymus. The finding that Notch1
signaling is essential to control the balance between selfrenewal
and differentiation of hematopoietic precursors is
relevant for the optimization of protocols of ex vivo
expansion of human HSCs used in regenerative medicine.
Self-renewal is also a characteristic of tumor cells. In
addition, Notch1 signaling is involved in the generation of
leukemia, particularly T cell acute lymphoblastic leukemia
(T-ALL), suggesting that tumor cells and stem cells share
common mechanisms of self-renewal. Based on gene
expression analyses, we have characterized different T-ALL
subtypes that recapitulate the sequential steps of
intrathymic development. This has allowed the identification
of a set of developmental genes whose abnormal
expression during development is critical in T-ALL
oncogenesis. Current studies focus on the understanding of
the differential mechanisms that control self-renewal of stem
cells and leukemic cells.
Garcia-Peydro, M., de Yebenes, V.G. and Toribio, M.L. (2006). Notch1
and IL-7 receptor interplay maintains proliferation of human thymic
progenitors while suppressing non-T cell fates.
J. Immunol. 177, 3711-3720.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
María de las Nieves Navarro Lobato. (2006). Función de la cadena
pTα en la regulación de la expresión en membrana y señalización
del complejo pre-TCR humano. Sobresaliente cum laude.
CBM 2005/2006
84
Figura 1. Notch1 inhibe la diferenciación de los progenitores linfomieloides
intratímicos humanos en células no-T.
Figure 1. Notch1 signaling inhibits non-T cell differentiation of human lymphomyeloid
intrathymic precursors.
85

DNeurobiología
Neurobiology
Localización nuclear de huntingtintina mutada en células que no están en división.
Nuclear Localization of N-terminal mutant huntingtin in non-dividing cells.
D1 / 88
Neurotransportadores de glicina: estructura molecular, biogénesis y regulación
Glycine nuerotransporters: molecular structure, biogenesis and regulation
Carmen Aragón
D9 / 104
Neurotransmisión y desarrollo
Neutransmission and development
Galo Ramírez
D2 / 90
Función de las proteínas microtubulares en neuronas
Function of microtubular proteins in neurons
Jesús Ávila de Grado
D10 / 106
Señalización mitocrondrial del calcio y señalización de insulina/leptina en envejecimiento
Calcium signalling in mitrochondria and insulin/leptin signalling during ageing
Jorgina Satrústegui
D3 / 92
D4 / 94
Reparación neuronal y terapia molecular en neurodegeneración.
Ataxias espinocerebelosas
Neuronal repair and molecular therapy in neurodegeneration. Spinocerebellar ataxias
Javier Díaz Nido
Bases moleculares de la plasticidad neuronal
Molecular bases of neuronal plasticity
F. Javier Díez Guerra
D11 / 108
D12 / 110
Patología molecular de la enfermedad de Alzheimer
Molecular pathology of Alzheimer’s disease
Fernando Valdivieso
Mecanismos moleculares de neurodegeneración y regeneración
Molecular mechanism of neurodegeneration and regeneration
Francisco Wandosell
D5 / 96
Biología molecular de transportadores de sinapsis glutamatérgicas
Molecular biology of the transporters in glutamatergic synapses
Cecilio Giménez
D6 / 98
Enfermedad de Huntington y otras enfermedades neurodegenerativas
Huntington’s disease and other neurodegenerative disorders
José Javier Lucas
D7 / 100
Biología de células troncales neurales humanas. Potencial para reposición celular
y terapia génica en neurodegeneración
Biology of human neural stem cells. Potential for cell and gene therapy in neurodegeneration
Alberto Martínez Serrano
D8 / 102
Mecanismos de señalización y regulación de receptores acoplados a proteínas G
G protein-coupled receptors signaling and regulatory mechanisms
Federico Mayor

Jefe de Línea /
Group Leader:
Carmen Aragón
Neurotransportadores de glicina:
estructura molecular, biogénesis
y regulación
Glycine nuerotransporters: molecular
structure, biogenesis and regulation
D1
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Aragón, C. López-Corcuera, B. (2005) Glycine neurotransporters:
crucial roles of pharmacological interest revealed by gene deletion.
Trends Pharmacol. Sci. 26, 283-286.
CBM 2005/2006
88
Personal Científico /
Scientific Staff:
Beatriz López-Corcuera
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Amparo Fornés
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Pablo Alonso
Gonzalo Pérez
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Enrique Núñez
Estudiantes /
Undergraduate Students:
Noemí García
Neurobiología Neurobiology
La glicina es un neurotransmisor inhibidor principalmente en
áreas posteriores del sistema nervioso central donde
interviene en el procesamiento de información motora y
sensorial. Además, la glicina actúa como co-agonista del
glutamato en los receptores NMDA. El interés central de
nuestro grupo es el estudio a nivel molecular del mecanismo
funcional, biogénesis, tráfico intracelular, regulación y
farmacología de los transportadores de glicina (GLYT1 y
GLYT2), proteínas localizadas en la membrana plasmática y
responsables de la finalización de la transmisión glicinérgica
al retirar específicamente el neurotransmisor de la sinapsis.
Nuestra finalidad es profundizar en el conocimiento de la
fisiología y patologías del sistema nervioso central de
mamíferos asociadas a un funcionamiento inadecuado de
vías de transmisión glicinérgicas tales como dolor
neuropático y alteraciones neuromusculares como
hiperekplexia, mioclonías ó epilepsía.
Basándonos en la reciente determinación mediante
cristalografía de rayos-X de la estructura 3D de un
transportador homólogo bacteriano y en colaboración con
el grupo de Bioinformática (Angel Ramírez), actualmente
disponemos de modelos moleculares de la estructura de
GLYT1 y GLYT2. Nos proponemos identificar los elementos
estructurales responsables de las características
funcionales comunes y diferenciales de ambos
transportadores (sitios de unión del Cl - , 2/3Na + , glicina,
sarcosina, inhibidores específicos) y establecer un
mecanismo de transporte validado experimentalmente.
Nuestro abordaje consiste en el diseño y generación de
transportadores mutantes que son analizados mediante
expresión funcional en sistemas heterólogos.
Hemos identificado, mediante fraccionamiento subcelular,
microscopía electrónica (marcaje con oro coloidal) y
confocal de fluorescencia con proteínas marcadoras, la
localización subcelular de la isoforma neuronal GLYT2,
caracterizando las estructuras túbulo-vesiculares
implicadas en el tráfico del transportador en la terminal
glicinérgica. Hemos demostrado que en la membrana
plasmática neuronal, este transportador se localiza en
subdominios espécificos, “lipid rafts”, siendo modulada su
actividad por el entorno lipídico.
Hemos profundizado en el estudio de la biogénesis de
GLYT2 demostrando que en la unión del transportador a la
proteína accesoria de retículo endoplásmico calnexina
están implicadas además de las cadenas de oligosacárido,
interacciones proteína-proteína actuando la chaperona
como sensor de plegamiento del transportador. El
silenciamiento de calnexina con RNAi demuestra que la
expresión de GLYT2 es dependiente de la presencia de la
chaperona. Se ha establecido la implicación del
proteasoma en la biogénesis y control de calidad de GLYT2
y, especialmente, de una forma mutante responsable de
hyperekplesia presináptica humana.
Glycine is an inhibitory neurotransmitter in posterior part of
the central nervous system that participates in the
processing of motor and sensory information. In addition,
glycine acts as coagonist of glutamate on NMDA receptors.
Our group is focused on the study of molecular mechanism,
biogenesis, intracellular traffic, regulation and
pharmacology of plasma membrane glycine transporters
(GLYT1 and GLYT2) that play a major role in the final step of
glycinergic transmission by removing specifically the
neurotransmitter from the synapsis. Our aim is to gain insight
in the physiology and pathological situation associated to
alterations of glycinergic neurotransmission as neuropathic
pain and muscle tone pathologies as hyperekplesia,
myoclonus or epilepsia.
On the basis of the recent 3D structure high-resolution of a
bacterial transporter homologue and by molecular
modelling (collaboration with Dr. Angel Ramírez,
Bioinformatic group), we have GLYT1 and GLYT2 structure
models. We are trying to identify molecular determinants
involved in the common and different functional properties of
GLYT1 and GLYT2 (binding sites for Cl - , 2/3Na + , glycine,
sarcosine, specífic inhibitors) to establish a transport
mechanism with experimental support. The transport assays
of generated mutant transporters are performed by
heterologous expression.
By subcellular fractionation of rat brain stem tissue,
immunogold electron microscopy and immunofluorescence
confocal microscopy with markers, we have identified and
characterized the tubulo-vesicular structures involved in the
intracellular trafficking of the neuronal GLYT2 at the
glycinergic terminal. In addition, we have found that GLYT2
is associated with lipid rafts in the neuronal plasma
membrane and that the transporter activity is modulated by
the lipid environment.
The ER chaperon calnexin is involved in the biogenesis of
GLYT2 binding to the transporter in addition through
oligosaccharide chains by protein-protein interactions,
functioning calnexin as a folding sensor. Calnexin modulates
the expression of GLYT2, as derived of the low level of GLYT2
detected in the absence of calnexin when the chaperon is
deleted by RNAi. Proteasome is implied in the biogenesis and
quality control of either, GLYT2 wild type and a GLYT2 mutant
founded in individuals with presynaptic hyperekplexia.
Núñez, E., Martínez-Maza, R., Geerlings, A., Aragón, C. and López-
Corcuera, B. (2005). Transmembrane domains 1 and 3 of the glycine
transporter GLYT1 contain structural determinants of N[3-(4´fluorophenyl)-3-(4´-phenylphenoxy)-propyl]sarcosine
specificity.
Neuropharmacology 49, 922-934.
Fornés, A., Núñez, E., Alonso -Torres, P., Aragón C. and López-
Corcuera, B. (2006). Localization of GLYT2 in lipid rafts: a new
mechanism of glycine transport modulation. Acta Bio Medica 77, 63.
Fornés, A., Bossi, E., Ghezzi, A., Peres, A. (2006). Transient currents in
the glycine neuronal cotransporter GLYT2. Acta Bio Medica 77, 64.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Amparo Fornés Chaves (2005). Identificación de determinantes
estructurales de la función y regulación del transportador neuronal de
glicina GLYT2.
Otras actividades
Other activities
Co-organizadora (C. Aragón) de la 15th Neuropharmacology
Conference “New Perspectives in Neurotransmitter Transporter
Biology”. (2005), November, 9 -12. Washington DC.
Figura 1. A) Localización de GLYT2 en neuronas de tallo cerebral de rata (16 DIV). GLYT2 (verde), VIAAT (transportador
vesicular de GABA/glicina, rojo), Rab11 (marcador de endosomas de reciclaje, azul). B) Distribución asimétrica de GLYT2 y
GLYT1 en células MDCK polarizadas, vista ortogonal. GLYT2 (verde) se localiza en la membrana apical, GLYT1 (rojo) en la
membrana basolateral. Calnexina (azul) marcador de RE.
Figure 1. A) GLYT2 localization in rat brain stem neurons (16 DIV). GLYT2 (green), VIAAT (GABA/glycine vesicular transporter,
red), Rab11 (recycling endosome marker, blue). B) Sorting of GLYT2 and GLYT1 in polarized MDCK cells, orthogonal view.
GLYT2 (green) is located in the apical membrane, GLYT1 (red) is in the basolateral side. Calnexin (blue), ER marker.
89

Jefe de Línea /
Group Leader:
Jesús Ávila de Grado
Función de las proteínas
microtubulares en neuronas
Function of microtubular proteins
in neurons
D2
Resumen de investigación
Research summary
CBM 2005/2006
Personal Científico /
Scientific Staff:
María Teresa Moreno-Flores
Félix Hernández
Filip Lim
Mar Pérez
90
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Alberto Gómez
Eva-María Jiménez
Tobías Engel
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Alicia Rubio
Paloma Goñi
Elena Tortosa
Elena Gómez de Barreda
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Raquel Cuadros
Elena Langa
Santiago Soto-Largo
María Jesús Bermejo
Esther García
Marta Ramos
Neurobiología Neurobiology
Nuestro trabajo ha continuado con el análisis funcional de
las proteínas a) MAP1B y b) tau, y las consecuencias de su
falta de función o función aberrante en procesos
neurodegenerativos. Adicionalmente hemos seguido con el
estudio c) de la reparación axonal en algunos sistemas
modelo.
a) Nuestros resultados sobre MAP1B han indicado que una
función de esta proteína es la de modular los procesos de
transporte axonal retrógrado de las mitocondrias.
Adicionalmente, hemos observado que la carencia de
MAP1B puede ser complementada, en parte, por otra
proteína que se asocia a los microtúbulos, EB-1.
b) Sobre la proteína tau nuestro trabajo ha continuado el
estudio in vitro de su fosforilación y de su polimerización.
La posible relación entre fosforilación y agregación de tau
se ha analizado in vitro, en cultivos celulares y en modelos
de Drosophila y de ratón. En estos últimos, utilizando
animales doble transgénicos condicionales que
sobreexpresan la proteína quinasa que mayoritariamente
modifica a tau, y la proteína tau con alguna de las
mutaciones que aparecen en algunas tauopatías, hemos
observado que algunas de las patologías inducidas en el
ratón, como son la hiperfosforilación y la agregación de tau,
son reversibles (fosforilación), mientras que otras
(formación de agregados aberrantes), no lo son.
c) Con respecto a nuestros estudios sobre el uso de células
de glía envolvente, como reparadores del daño axonal,
hemos seguido caracterizando dichas células de glía
envolvente, fundamentalmente desde un punto de vista
funcional. Hemos inmortalizado estas células y hemos
estudiado su funcionalidad.
Adicionalmente, hemos comparado la expresión diferencial
de genes en células de glía con gran actividad reparadora
con otras que carecen de esta actividad. Entre los
productos que pudieran estar implicados en el proceso de
regeneración hemos encontrado a la proteína MMP2 y al
factor de crecimiento BNDF.
Figura 1. Presencia de la proteína tau hiperfosforilada en ratones doble
transgénicos que sobrexpresan la quinasa GSK-3β y la proteína tau con tres
mutaciones presentes en enfermos de FTDP-17 (ratones GSK-3/VLW), tratados con
bajas dosis de LiCl. Puede observarse tau hiperfosforilado en la región CA1 de los
animales GSK-3/VLW controles; sin embargo, en animales tratados con litio es
indetectable la presencia de la proteína tau hiperfosforilada. Barra = 100 µm.
Figure 1. Phosphorylation state of tau in mice overexpressing the kinase GSK-3β
and tau protein with three FTDP-17 missense mutations (GSK-3/VLW mice) treated
with a low dose of LiCl. High levels of hyperphosphorylated somatodendendritic tau
in CA1 of GSK-3/VLW control mice was evident, while in mice treated with lithium,
immunodetection of tau phosphorylation was absent. Scale bar = 100 µm.
We have continued with the functional analyses of MAP1B
and tau proteins, and the consequences of their lack or
aberrant function in neurodegenerative disorders.
Additionally, we have continued with the study of the axonal
repair in some models.
Our results about MAP1B have indicated that the function of
this protein is to modulate retrograde axonal transport
processes in mitochondria, being this transport decreased
with the presence of this protein.
Additionally, we have observed that the lack of MAP1B could
be complemented by another protein that also is associated
to microtubules, EB-1.
Concerning tau protein, we have followed the in vitro studies
about its polymerization and phosphorylation.
The possible relation between phosphorylation and
aggregation has been analyzed in vitro, in cellular cultures, in
Drosophila and in mice. We have worked with double
transgenic conditional mice which overexpress the kinase
protein that majority modifies tau, and also express tau
protein with some of its mutations present in several
tauopathies. We have observed that some induced
pathologies in mice, like tau hyperphosphorylation and
aggregation, are in some cases reversible (phosphorylation)
whereas in others (formation of aberrant aggregates) are not.
About our studies on ensheathing olfactory glia cells as
reparators of axonal damage, we have continued with the
characterization of these cells, especially from the functional
point of view. We have immortalized these cells and studied
their functionality after immortalization.
Additionally, we have compared the differential expression of
the genes from glia cells with a high restoring activity with those
from cells lacking such activity. We have identified that at least
two proteins could be implicated in the regeneration process;
these are MMP2 protein and the growing factor BNDF.
Publicaciones seleccionadas
Selected publications
Ávila, J. (2006). Tau phosphorylation and aggregation in Alzheimer's disease pathology. FEBS Lett. 580, 2922-2927.
Ávila, J. (2006). Tau protein, the main component of paired helical filaments. J Alzheimers Dis. 9, 171-175.
Ávila, J., Nitsch, R.M., Haass, C. and De Strooper, B. (2006) European Alzheimer disease funding. Nat. Med. 12,
776-777.
Engel, T., Goni-Oliver, P., Lucas, J.J., Ávila, J. and Hernández, F. (2006). Chronic lithium administration to FTDP-17
tau and GSK-3beta overexpressing mice prevents tau hyperphosphorylation and neurofibrillary tangle formation,
but pre-formed neurofibrillary tangles do not revert. J Neurochem. 99, 1445-1455.
Engel, T., Hernández, F., Ávila, J. and Lucas, J.J. (2006). Full reversal of Alzheimer's disease-like phenotype in a
mouse model with conditional overexpression of glycogen synthase kinase-3. J. Neurosci. 26, 5083-5090.
Engel, T., Lucas, J.J., Gomez-Ramos, P., Moran, M.A., Ávila, J. and Hernández, F. (2006). Cooexpression of FTDP-
17 tau and GSK-3beta in transgenic mice induce tau polymerization and neurodegeneration. Neurobiol. Aging 27,
1258-1268.
Farias, G.G., Godoy, J.A., Vázquez, M.C., Adani, R., Meshulam, H., Ávila, J., Amitai, G, and Inestrosa, N.C. (2005).
The anti-inflammatory and cholinesterase inhibitor bifunctional compound IBU-PO protects from beta-amyloid
neurotoxicity by acting on Wnt signaling components. Neurobiol Dis, 18, 176-183.
Ferrer, I., Barrachina, M., Puig, B., Martínez de Lagran, M., Marti, E., Ávila, J. and Dierssen, M. (2005). Constitutive
Dyrk1A is abnormally expressed in Alzheimer disease, Down syndrome, Pick disease, and related transgenic
models. Neurobiol Dis. 20, 392-400.
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González-Billault, C., Del Río, J.A., Urena, J.M., Jiménez-Mateos, E.M., Barallobre, M.J., Pascual, M., Pujadas, L.,
Simo, S., Torre, A.L., Gavin, R., WandosJiménezell, F., Soriano, E, and Ávila, J. (2005). A role of MAP1B in Reelindependent
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Billault, C. (2005). Binding of microtubule-associated protein 1B to LIS1
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Liu, Q., Lee, H.G., Honda, K., Siedlak, S.L., Harris, P.L., Cash, A.D., Zhu, X.,
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modifiers as therapeutic targets for Alzheimer's disease. Biochim Biophys
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Mendieta, J., Fuertes, M.A., Kunjishapatham, R., Santa-María, I., Moreno,
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Phosphorylation modulates the alpha-helical structure and polymerization of
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Acta 1721, 16-26.
Moreno-Flores, M.T., Bradbury, E.J., Martín-Bermejo, M.J., Agudo, M., Lim, F.,
Pastrana, E., Ávila, J., Díaz-Nido, J., McMahon, S.B. and Wandosell, F. (2006).
A clonal cell line from immortalized olfactory ensheathing glia promotes
functional recovery in the injured spinal cord. Mol. Ther. 13, 598-608.
Pastrana, E., Moreno-Flores, M.T., Gurzov, E.N., Ávila, J., Wandosell, F. and
Díaz Nido, J. (2006). Genes associated with adult axon regeneration
promoted by olfactory ensheathing cells: a new role for matrix
metalloproteinase 2. J. Neurosci. 26, 5347-5359.
Pérez, M., Ribe, E., Rubio, A., Lim, F., Moran, M.A,. Ramos, P.G., Ferrer, I.,
Isla, M.T. and Ávila, J. (2005). Characterization of a double (amyloid
precursor protein-tau) transgenic: tau phosphorylation and aggregation.
Neuroscience 130, 339-347.
Ribe, E.M., Pérez, M., Puig, B., Gich, I., Lim, F., Cuadrado, M., Sesma, T.,
Catena, S., Sanchez, B., Nieto, M., Gomez-Ramos, P., Moran, M.A.,
Cabodevilla, F., Samaranch, L., Ortiz, L., Pérez, A., Ferrer, I., Ávila, J. and
Gomez-Isla, T. (2005). Accelerated amyloid deposition, neurofibrillary
degeneration and neuronal loss in double mutant APP/tau transgenic mice.
Neurobiol Dis. 20, 814-822.
Ros, R., Thobois, S., Streichenberger, N., Kopp, N., Sanchez, M.P., Pérez,
M., Hoenicka, J., Ávila, J., Honnorat, J. and de Yebenes, J.G. (2005). A new
mutation of the tau gene, G303V, in early-onset familial progressive
supranuclear palsy. Arch Neurol. 62, 1444-1450..
Santa-María, I., Pérez, M., Hernández, F., Ávila, J. and Moreno, F.J. (2006).
Characteristics of the binding of thioflavin S to tau paired helical filaments. J.
Alzheimers Dis. 9, 279-285.
Santa-María, I., Pérez, M., Hernández, F., Munoz, V., Moreno, F.J. and Ávila,
J. (2006). In vitro tau fibrillization: mapping protein regions. Biochim Biophys
Acta 1762, 683-692.
Santa-María, I., Smith, M.A., Perry, G., Hernández, F., Ávila, J. and Moreno,
F.J. (2005). Effect of quinones on microtubule polymerization: a link between
oxidative stress and cytoskeletal alterations in Alzheimer's disease. Biochim
Biophys Acta 1740, 472-480.
Smith, M.A., Nunomura, A., Lee, H.G., Zhu, X., Moreira, P.I., Ávila, J. and
Perry, G. (2005). Chronological primacy of oxidative stress in Alzheimer
disease. Neurobiol Aging 26, 579-580.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Eva María Jiménez. (2005) Estudio funcional de la proteína asociada a
microtúbulos MAP1B”. Universidad Autónoma de Madrid. Sobresaliente cum
laude. Dirigida por Jesús Ávila.
Tobias Engel. (2005) Estudio del posible sinergismo en la
neurodegeneración inducida por sobreexpresión de GSK-3β y por
mutaciones de tau mediante coexpresión en modelos de ratón. Universidad
Autónoma de Madrid. Sobresaliente cum laude. Codirigida por Félix
Hernández y José J. Lucas.
Premios
Awards
National Prize Caja Rural “Ciudad de Zamora”, 2005.
Organización de reuniones
Meetings organizations
10th International Conference on Alzheimer’s Disease and Related
Disorders. (July, 2006).
Participación en los Actos de Homenaje a D. Santiago Ramón y Cajal, en el
centenario de la Concesión del Premio Nobel.
91

Jefe de Línea /
Group Leader:
Javier Díaz Nido
Reparación neuronal y terapia
molecular en neurodegeneración.
Ataxias espinocerebelosas
Neuronal repair and molecular
therapy in neurodegeneration.
Spinocerebellar ataxias
D3
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Gimenez-Cassina, A., Lim, F. and Díaz-Nido, J. (2006). Differentiation
of a human neuroblastoma into neuron-like cells increases their
susceptibility to transduction by herpesviral vectors.
J Neurosci Res. 84, 755-767.
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Belén Illana Calero
Christina Mauritz
Érika Pastrana Izquierdo
Alfredo Giménez-Cassina Sendón
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Gloria Mª Palomo Carrasco
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Antonia Cerrato Gómez
Neurobiología Neurobiology
Nuestro grupo investiga los procesos de disfunción y
muerte de las neuronas para encontrar vías de estimulación
de la supervivencia y reparación neuronales, con vistas a su
posible aplicación terapéutica.
En este contexto, hemos prestado una atención preferente
a la disfunción mitocondrial, ya que ello sucede en la
mayoría de los procesos neurodegenerativos.
Recientemente hemos centrado nuestra atención en los
modelos celulares y animales de enfermedades y lesiones
neurológicas que afectan al cerebelo y la médula espinal,
con un énfasis en la ataxia de Friedreich, enfermedad
neurogenética causada por un déficit de frataxina, una
proteína mitocondrial codificada en el genoma nuclear.
Nuestros objetivos se dirigen a la comprensión del proceso
neurodegenerativo y al desarrollo de nuevas estrategias
experimentales de terapia molecular (incluyendo la terapia
génica). Es por ello que también perseguimos la
optimización de las técnicas de transferencia génica a
células del sistema nervioso central, para lo cual utilizamos
vectores lentivirales y herpesvirales.
Además, estamos interesados en el estudio de la
reparación de las conexiones interneuronales, que podría
ser crucial para la recuperación funcional después de una
lesión neurológica. En este sentido, hemos investigado el
efecto de distintas poblaciones de células de glía
envolvente olfatoria sobre la regeneración de axones de
neuronas adultas y hemos realizado estudios comparativos
de expresión génica para identificar genes candidatos a ser
responsables del efecto promotor de la regeneración
axonal. Un estudio más detallado de algunos de estos
genes candidatos nos ha permitido demostrar los papeles
cruciales desempeñados por la metaloproteasa de la matriz
MMP2 y por el factor neurotrófico BDNF en la estimulación
de la regeneración axonal de neuronas adultas.
Our group studies neuronal dysfunction and death processes
to find pathways to promote neuronal survival and repair with
the prospects of developing new therapeutic tools.
In this context, we have paid an special attention to
mitochondrial dysfunction, since this is a shared feature by
many neurodegenerative processes. Recently, we have
focused our attention on cell and animal models of
neurological diseases and injuries affecting the cerebellum
and spinal cord, with an emphasis on Friedreich´s ataxia.
Friedreich´s ataxia is a hereditary neurological disorder
resulting from a deficiency of frataxin, which is a
mitochondrial protein encoded for by the nuclear genome.
Our aims are directed to a deeper understanding of
neurodegeneration and the development of experimental
molecular therapy approaches. Thus we are also very
interested in the optimization of the technologies for gene
transfer to cells of the central nervous system. In this
context, we use lentiviral and herpesviral vectors for
neuronal gene transfer in order to validate possible
therapeutic targets, perform functional genomic analyses
and design novel gene therapy approaches.
Moreover, we are also interested in the repair of interneuronal
connections, which is presumably crucial for functional
recovery after a neurological lesion. In this respect we have
investigated the effects of distinct populations of olfactory
ensheathing glia on the axonal regeneration from adult
mammalian central nervous system neurons and we have
also compared gene expression patterns in order to identify
those genes that might be responsible for enhancing adult
axonal growth. Thus we have also demonstrated the crucial
roles performed by matrix metalloproteinase 2 (MMP2) and
brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in the promotion of
axonal regeneration in adult mammalian neurons (5, 6).
Hopefully these studies will lead to a better understanding
of neuronal repair.
Moreno-Flores, M.T., Bradbury, E.J., Martín-Bermejo, M.J., Agudo, M.,
Lim, F., Pastrana, E., Ávila, J., Díaz-Nido, J., McMahon, S.B. and
Wandosell, F. (2006). A clonal cell line from immortalized olfactory
ensheathing glia promotes functional recovery in the injured spinal
cord. Mol. Ther. 13, 598-608.
Pastrana, E., Moreno-Flores, M.T., Gurzov, E.N., Ávila, J., Wandosell, F.
and Díaz-Nido, J. (2006). Genes associated with adult axon
regeneration promoted by olfactory ensheathing cells: a new role for
matrix metalloproteinase 2. J Neurosci. 26, 5347-5359.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Érika Pastrana Izquierdo. (2005). Caracterización molecular de la glía
envolvente olfatoria y su efecto promotor de la regeneración nerviosa
Alfredo Giménez-Cassina Sendón. (2006). Neuroprotección frente a la
disfunción mitocondrial mediante transferencia génica con vectores
herpes virales.
CBM 2005/2006
92
Figura 1. Localización mitocondrial de la frataxina expresada en
células granulares de cerebelo mediante un vector lentiviral.
Figure 1. Mitochondrial localization of frataxin in cerebellar granule
neurons after lentiviral vector-mediated gene transfer.
Figura 2. Neurona de Purkinje de cerebelo de ratón en cultivo primario.
Figure 2. Mouse cerebellar Purkinje neuron in primary culture
93

Jefe de Línea /
Group Leader:
F. Javier Díez Guerra
Bases moleculares
de la plasticidad neuronal
Molecular bases of neuronal
plasticity
D4
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Rodriguez A., Durán A., Selloum M., Champy M-F, Díez-Guerra F.J.,
Flores J M., Serrano M., Auwerx J., Díaz-Meco M. T. and Moscat, J.
(2006). Mature-onset obesity and insulin resistance in mice deficient
in the signaling adapter p62. Cell Metabolism. 3, 211-222.
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Irene Domínguez González
Alicia Algaba García
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Silvia N. Vázquez Cuesta
Neurobiología Neurobiology
La plasticidad neuronal (PN) es la capacidad que tienen los
contactos sinápticos de regular su eficiencia de transmisión
en respuesta a la actividad que soportan. Es clave para el
funcionamiento del sistema nervioso y, muy especialmente,
para la memoria, el aprendizaje y el desarrollo y
regeneración neuronales. La PN utiliza un complejo
entramado de mecanismos de señalización intra y
extracelulares para modificar de forma específica y local
la conductancia y distribución intracelular de canales
iónicos, la dinámica de citoesqueleto y morfología celular y
la expresión y distribución de elementos reguladores
y estructurales.
Nuestro grupo se interesa en los mecanismos moleculares y
celulares responsables de la PN y centra su atención en el
estudio de las proteínas GMC. Esta es una familia de
proteínas relacionadas estructural y funcionalmente con un
patrón peculiar de expresión espacio-temporal en el
desarrollo. Su interacción con proteínas de señalización
intracelular y capacidad de alterar la morfología celular las
asocia a PN. Sin embargo, su mecanismo de acción se
desconoce. Nuestro grupo desarrolla y utiliza modelos
celulares para analizar la expresión, localización subcelular,
modificaciones e interacciones de las proteínas GMC.
Nuestro interés en la dinámica de los procesos implicados
nos lleva a utilizar fusiones con proteínas fluorescentes para
estudiar “in vivo” la localización subcelular y analizar la
relevancia de dominios y sitios de fosforilación o acilación
mediante técnicas de microscopía avanzadas.
En resumen, pretendemos aportar no sólo conocimiento
básico sobre la funcionalidad de las proteínas GMC, sino
también explorar su potencial como dianas terapéuticas en
modelos de regeneración neuronal y en la prevención de
neurodegeneración asociada al desarrollo y propagación
de focos epilépticos.
Neuronal plasticity (NP) refers to the ability of synaptic
contacts to regulate its efficiency in response to the activity
load that they support. NP is basic for normal operation of the
nervous system and, particularly, for memory, learning and
neuronal development and regeneration. NP uses a complex
network of intra- and extracellular signalling mechanisms to
modify in a specific and local way the conductance and
intracellular distribution of ion channels, cytoskeleton
dynamics and cellular morphology, and the expression and
distribution of regulatory and structural elements.
Our group is interested in the molecular and cellular
mechanisms responsible for NP and focuses its effort in the
study of GMC proteins. This is a family of proteins related both
structurally and functionally, with a peculiar spatio-temporal
expression pattern during development. They have been
associated to NP based on their interaction with signalling
proteins and capacity of altering cell morphology. However,
their molecular mechanisms are not fully understood. Our
group develops and uses cellular models to analyze the
expression, subcellular localization, modifications and
interactions of GMC proteins. Our interest in the dynamics of
the processes involved, leads us to use fluorescent proteins
fusions to study subcellular localization "in vivo" and analyze
the relevance of domains and sites of phosphorylation or
acylation using advanced microscopy techniques.
In summary, we seek to contribute not only to the basic
knowledge on the functionality of GMC proteins, but also to
explore their potential as therapeutic targets in neuronal
regeneration models and in the prevention of the
neurodegeneration associated with the development and
propagation of epileptic foci.
CBM 2005/2006
94
Figura 1. Esquema funcional de trabajo que ilustra la participación de
neurogranina en fenómenos de potenciacion / depresión (LTP / LTD) a largo plazo.
Note su implicación en señalización dependiente de calcio/calmodulina
y de ácido fosfatídico.
Figure 1. Functional scheme showing neurogranin (Ng) participation
in long-term potentiation / depression (LTP / LTD) in calcium / calmodulin (CaM)
and phosphatidic acid (PA) dependent signalling pathways.
Figura 2. Células NIH-3T3 con expresión de neurogranina (rojo),
fosfolipasa D2 (amarillo) y fosfatidil-inositol-4-fosfato 5-quinasa (verde).
Note el grado de colocalización entre ellas.
Figure 2. NIH-3T3 cells expressing neurogranin (red), phospholipase D (yelow)
and phosphatidyl-inositol-4-phosphate 5-kinase (green).
Note the colocalization pattern showed.
95

Jefe de Línea /
Group Leader:
Cecilio Giménez
Biología molecular detransportadores
de sinapsis glutamatérgicas
Molecular biology of the transporters
in glutamatergic synapses
D5
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Cubelos, B., Giménez, C. and Zafra, F. (2005). Localization of the
GLYT1 glycine transporter at glutamatergic synapses in the rat brain.
Cereb. Cortex. 15, 448-459.
Personal Científico /
Scientific Staff:
Francisco Zafra
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Beatríz Cubelos
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Inmaculada González
Enrique Fernández
Noemí García
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Enrique Núñez
Neurobiología Neurobiology
Los niveles extracelulares de glutamato, el más abundante
neurotransmisor en la corteza cerebral, se regulan entre
márgenes muy estrictos de concentración mediante
sistemas de transporte de alta afinidad, especialmente por
el transportador GLT1/EAAT2. Hay cada vez más evidencias
experimentales demostrando que disfunciones de vías
glutamatérgicas subyacen a la fisiopatología de la
esquizofrenia, en procesos que implican una hipofunción de
receptores de glutamato del tipo NMDA. La glicina actúa
como agonista obligado de estos receptores, para lo cual
sus niveles en la hendidura sináptica deben mantenerse a
concentraciones no-saturantes para el receptor. Esta acción
se lleva a cabo por transportadores de glicina de alta
afinidad presentes en el SNC.
Nuestro grupo ha demostrado recientemente que el
transportador de glicina GLYT1 está localizado en
elementos neuronales en zonas del cerebro solapantes con
vías glutamatérgicas. Está presente en densidades
postsinápticas de sinapsis asimétricas, y se encuentra
asociado a receptores NMDA a través de la proteína de
andamiaje PSD95. Nuestros estudios inmunohistoquímicos
muestran que en estas mismas estructuras también se
encuentra una nueva variante del transportador de
glutamato GLT1, de forma que ambos transportadores
GLYT1 y GLT1 parecen operar de manera concertada en el
mantenimiento de los niveles de los dos ligandos del
receptor de NMDA, el glutamato y la glicina.
En la actualidad estamos realizando estudios de tráfico
intracelular de estos dos transportadores para tratar de
clarificar los mecanismos por los que estas proteínas
consiguen una localización específica en las proximidades
de los receptores de glutamato. Así, hemos descrito que
GLYT1, a través de motivos estructurales presentes en su
extremo carboxilo, se inserta en la membrana gracias a su
interacción con la proteína Sec3. Sec3 es un componente
de un complejo multiproteíco, denominado exocisto, que
media el tráfico de proteínas entre el aparato de Golgi y la
membrana plasmática.
Extracellular levels of glutamate, the primary excitatory
neurotransmitter in the cerebral cortex, are finely regulated
by the activity of high-affinity transport mechanisms,
especially GLT1/EAAT2. Increasing experimental evidences
implicate brain glutamatergic abnormalities in the
pathophysiology of schizophrenia, particularly at the NMDA
glutamate receptor site. Glycine participates in
glutamatergic neurotransmission as a necessary coagonist
at the NMDA receptors. High-affinity glycine transporters in
the CNS maintain the glycine at non-saturating
concentration in the surrounding of the NMDA receptors in
the synaptic cleft.
Our group has recently identified the GLYT1 glycine
transporter in neuronal elements through the brain, closely
associated with glutamatergic pathways. There, it is present
in the postsynaptic densities of asymmetric synapses, and it
is associated to NMDA receptors through the scaffolding
protein PSD95. Our immunohistochemical studies reveal
that in these structures it is also present a novel variant of the
glutamate transporter GLT1. Both GLT1 and GLYT1 seem to
operate in concert to regulate the levels of the two NMDA
receptor ligands, glutamate and glycine.
Currently we are analyzing the trafficking mechanisms that
allow a specific localization of these two transporters in the
neighbourhood of the glutamate receptors. Thus, we have
found that GLYT1, through structural motifs present in the C-
terminus, is inserted in the plasma membrane by interaction
with Sec3. Sec3 is a component of a multiproteinc complex,
named exocyst, which is required for the trafficking of
proteins from the Golgi vesicles to the plasma membrane.
González-González, I. M., Cubelos, B., Giménez, C. and Zafra, F.
(2005). Immunohystochemical localization of the amino acid
transporter SNAT2 in the rat brain. Neuroscience. 130, 61-73.
Cubelos, B., Giménez, C. and Zafra, F. (2005). The glycine transporter
GLYT1 interacts with Sec3, a component of the exocyst complex.
Neuropharmacology. 49, 935-944.
Cubelos, B., Giménez, C. and Zafra, F. (2005). The scaffolding protein
PSD-95 interacts with the glycine transporter GLYT1 and impairs its
internalization. J. Neurochem. 95, 1047-1058.
Cubelos, B., González-González, I.M., Giménez, C. and Zafra, F.
(2005). The amino acid transporter SN2 (SNAT5) localizes to glial cells
in the rat brain. GLIA. 49, 230-244.
Canellada, A., Cano, E., Sánchez- Ruiloba, L., Zafra F. and
Redondo, J.M. (2006). Calcium-dependent expression of TNF-α in
neural cells is mediated by the calcineurin/NFAT pathway.
Mol. Cell. Neurosci. 31, 692-701.
CBM 2005/2006
96
Figura 1. Acumulación del transportador de glutamato GLT1 en espinas dendríticas.
Figure 1. Clusters of the glutamate transporter GLT1 in dendritic spines.
97

Jefe de Línea /
Group Leader:
José Javier Lucas
Enfermedad de Huntington y otras
enfermedades neurodegenerativas
Huntington’s disease and other
neurodegenerative disorders
D6
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
La enfermedad de Huntington (EH) es una enfermedad
neurodegenerativa que, por ser hereditaria monogénica y
dominante, resulta de especial interés para conocer las
claves de la neurodegeneración en general.
Research summary
Huntington’s disease (HD) is an autosomal dominant
neurodegenerative disorder caused by a CAG triplet repeat
expansion coding for a poly-glutamine (polyQ) sequence in
the N-terminal region of the huntingtin (htt) protein.
Díaz-Hernández, M., Torres, J., Salvatori-Abarca, A., Morán, M.A.,
Gómez-Ramos, P., Alberch, J. and Lucas, J.J. (2005). Full motor
recovery despite striatal neuron loss and formation of irreversible
amyloid-like inclusions in a conditional mouse model of Huntington’s
disease. J. Neurosci. 25, 9773-9781.
Valera, A.G., Díaz-Hernández, M., Ortega, Z., Hernández, F. and
Lucas, J.J. (2005). The ubiquitin-proteasome system in Huntington’s
disease. The Neuroscientist. 11, 583-594.
Personal Científico /
Scientific Staff:
Mª Rosario Fernández
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Adriana González Valera
Cristina Tomás
Celia Cerrato
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Raquel Gómez-Sintes
Zaira Ortega
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Desiré Ruiz
Científicos Visitantes /
Visiting Scientists:
Miguel Díaz-Hernández
(Universidad Complutense
de Madrid)
Neurobiología Neurobiology
Nuestro grupo ha sido pionero en la utilización de modelos
transgénicos condicionales para el estudio de las
enfermedades neurodegenerativas. Este abordaje permite
activar o inactivar la expresión del transgén patogénico en
distintos momentos de la vida del animal. La aplicación de
este abordaje para generar un modelo inducible de la EH
(Cell 101, 57-66, 2000) reveló que las inclusiones
intraneuronales son estructuras dinámicas y que es
necesario un aporte continuo de la huntingtina mutada para
la progresión de la enfermedad. También vimos que la
sintomatología motora y la histopatología tienen lugar
inicialmente sin pérdida de neuronas (J. Neurosci. 21, 8772-
8781, 2001). Más recientemente hemos podido comprobar
que la reversión sigue siendo posible incluso en estadios
avanzados cuando ya ha tenido lugar una pérdida de
neuronas (J. Neurosci. 25, 9773-9781, 2005).
Nuestras líneas de trabajo recientes se han centrado en
explorar la hipótesis de inhibición del sistema ubiquitina
proteasoma (UPS) en tejido (J. Neurosci. 23, 11653-11661,
2003), in vitro con los agregados purificados (J. Neurosci.
24, 9361-9371, 2004; J. Neurochem. 98, 1585-1596; 2006) e
in vivo (Hernández et al., Trends Neurosci. 27, 66-69, 2004)
mediante el uso del modelo animal reportero de actividad
UPS generado por nuestro colaborador Nico Dantuma del
Karolinska Institutet.
We were pioneers in applying conditional transgenesis in
mice to study neurodegeneration. This technology allows
exploring what aspects of neuropathology are susceptible to
revert upon shut down of the pathogenic transgene. The
conditional mouse model of HD revealed that intraneuronal
inclusions are dynamic structures and that a continuous influx
of mutant huntingtin is required for disease progression (Cell
101, 57-66, 2000). We then found that motor symptoms and
neuropathology take place without neuronal loss, at least in
the initial stages of progression (J. Neurosci. 21, 8772-8781,
2001). More recently, we found that reversal is possible even
in advanced stages after neuronal loss has taken place (J.
Neurosci. 25, 9773-9781; 2005).
Our recent research has focused on testing the potential
inhibition of the ubiquitin proteasome system (UPS) in tissue
(J. Neurosci. 23, 11653-11661, 2003), in vitro with purified
aggregates (J. Neurosci. 24, 9361-9371, 2004; J.
Neurochem. 98, 1585-1596; 2006) and in vivo (Hernández
et al., Trends Neurosci. 27, 66-69, 2004) by using the UPS
impairment reporter mice generated by our collaborator
Nico Dantuma at Karolinska Institutet.
Engel, T., Hernández, F., Gómez-Sintes, R., Ávila, J. and Lucas, J.J.
(2006). Animal models with modified expression of GSK-3 for the
study of its physiology and of its implications in human pathologies. In:
Martínez, A., Castro, A. and Medina, M. (eds.) Glycogen synthase
kinase 3 (GSK-3) and its inhibitors. Wiley-Interscience. pp: 209-219.
Engel, T., Lucas, J.J., Gómez-Ramos, P., Morán, M.A., Ávila J. and
Hernández, F. (2006). Cooexpression of FTDP-17 tau and GSK-3β in
transgenic mice induce tau polymerization and neurodegeneration.
Neurobiol. Aging. 27, 1258-1268.
Gines, S., Bosch, M., Marco, M., Gavalda, N., Díaz-Hernández, M.,
Lucas, J.J., Canals J.M. and Alberch, J. (2006). Reduced expression
of the TrkB receptor in Huntington´s disease mouse models and in
human brain. Eur. J. Neurosci. 23, 649-658.
Díaz-Hernández, M. and Lucas, J.J. (2006). Huntington’s disease In:
Keller, K. and Stefeanis, L. (eds) The proteasome in neurodegeneration.
J. Springer. pp: 225-235.
Engel, T., Goni-Oliver, P., Lucas, J.J., Ávila, J. and Hernández, F.
(2006). Chronic lithium administration to FTDP-17 tau and GSK-3beta
overexpressing mice prevents tau hyperphosphorylation and
neurofibrillary tangle formation, but pre-formed neurofibrillary tangles
do not revert. J Neurochem. 99. 1445-1455.
Engel, T., Hernández, F., Ávila, J. and Lucas, J.J. (2006). Full reversal
of Alzheimer’s disease like phenotype in a mouse model with
conditional overexpression of GSK-3. J. Neurosci. 26, 5083-5090.
Díaz-Hernández, M., Valera, A.G., Morán, M.A., Gómez-Ramos, P.,
Álvarez-Castelao, B., Castano, J.G., Hernández, F. and Lucas, J.J.
(2006). Inhibition of 26S proteasome activity by huntingtin filaments
but not inclusion bodies isolated from mouse and human brain.
J. Neurochem. 98, 1585-1596.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Tobías Engel. (2005). Estudio del posible sinergismo entre
la neurodegeneración inducida por mutaciones de tau
y por sobreexpresión de GSK-3 en modelos animales murinos
(co-dirigida por Félix Hernández).
CBM 2005/2006
98
Figura 1. Microsocopía de fuerza atómica de los agregados filamentosos
aislados de cerebro del modelo animal HD94.
Figure 1. Atomic force microscopy analysis of filamentous aggregates
isolated from brain of the HD94 conditional mouse model.
Figura 2. Localización nuclear de huntingtintina mutada en células que no están en división.
Figure 2. Nuclear Localization of N-terminal mutant huntingtin in non-dividing cells.
99

Jefe de Línea /
Group Leader:
Alberto Martínez Serrano
Biología de células troncales
neurales humanas. Potencial para
reposición celular y terapia génica
en neurodegeneración
Resumen de investigación
Biology of human neural stem cells.
Potential for cell and gene therapy
in neurodegeneration
Research summary
D7
Publicaciones
Publications
Navarro, B., Villa, A., Johansen, J., Bueno, C. and Martínez-Serrano, A.
(2005). Gene Marking of Human Neural Stem/Precursor Cells Using
Green Fluorescent Proteins. J. Gene Medicine. 7, 18-29.
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Milagros Ramos Gómez
Isabel Liste Noya
Beatriz Navarro Galve
Globalmente, las enfermedades neurodegenerativas
(Parkinson, Huntington, Alzheimer, distintas demencias y
esclerosis) cada vez son de mayor incidencia en la
población de países desarrollados, donde la expectativa de
vida aumenta progresivamente. En algunos casos, los
fármacos son eficaces paliando parte de los síntomas en
etapas iniciales de la enfermedad. Sin embargo, no curan la
enfermedad, al no frenar la atrofia o muerte de las células o
neuronas implicadas.
The incidence of neurodegenerative diseases is steadily
increasing, particularly in well developed countries, due to
the increase in life-expectancy. For some of them, like
Parkinson, Huntington or Alzheimer diseases [and different
types of dementia or sclerosis], pharmaceutical drugs are
useful at early stages of the disease, when neuronal
atrophy/loss is moderate. However, none of them really cure
the disease, since they do not halt the neuronal atrophy and
death process.
Beatriz Navarro-Galve, PhD; Alberto Martínez-Serrano (2006). "Is
there any need to argue …." about the nature and genetic signature of
in vitro Neural Stem Cells Experimental Neurology. 199, 20-25.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Beatriz Navarro Galve. (2005). Estudio de las propiedades de células
troncales neurales humanas (hNSCs) y su potencial para el desarrollo
de terapias de reemplazamiento celular y transferencia génica.
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Carlos Bueno López
Elise T.C. Courtois
Elisa García García
Emma M a González Seiz
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Inmaculada Ocaña Torres
Juliana Sánchez García
Beatriz Moreno Moreno
Barbara B. Sesé Cobos
Isabel Manso
Científicos Visitantes /
Visiting Scientists:
Aitziber Portero
Jan Toenessen
Veronica Francardo
Neurobiología Neurobiology
La investigación en biología de células troncales humanas
(bien endógenas o implantadas), es por tanto de gran
interés. Tanto por si pudiesen ayudar a retrasar la
progresión de estas enfermedades (ayudando a las
neuronas endógenas), o bien, curarlas en el mejor de los
casos (reponiendo las neuronas dañadas o perdidas).
En nuestro grupo de investigación estamos interesados en
el estudio de la biología del desarrollo de dos tipos de
células troncales humanas: 1) Células troncales neurales,
propias de tejido nervioso, presentes en el feto durante el
desarrollo, así como en el adulto, en ciertas localizaciones;
y 2) Células troncales derivadas de la masa celular interna
del blastocisto (las llamadas “células madre embrionarias”,
hES), a partir de las cuales se pueden fácilmente derivar
células troncales con propiedades de tejido nervioso.
Más en concreto, nos interesa el estudio de su desarrollo
hacia células maduras, tanto si es glía como neuronas. En
este último caso, estamos particularmente interesados en la
generación de fenotipos neuronales dopaminérgico,
GABAérgico, colinérgico, y así poder aplicarlos para el
desarrollo de potenciales terapias (Parkinson, Huntington,
Alzheimer/demencias, respectivamente).
Otro aspecto que nos interesa es el de la modificación de
las propiedades que las células troncales tienen de por sí.
Mediante modificación genética, es posible convertirlas en
“bombas biológicas” de factores terapéuticos en el sistema
nervioso enfermo, o bien conseguir “instruirlas/enseñarlas”,
de forma que generen los tipos celulares deseados en el
cerebro receptor, tras su implante.
In this context, research on the basic biology of human
neural stem cells (either endogenous or implanted) acquires
special relevance. The prospect is that healthy stem cell
derivatives, after implantation, would either delay disease
progression (helping the sick neurons) or actually cure the
disease (neuron replacement).
Our research group is interested in understanding basic
developmental events during maturation of human stem cell
derivatives, using: 1) Neural stem cells, obtained from fetal
or adult human tissue, and already instructed as neural
cells; 2) Embryonic stem cells derived from the inner cell
mass of the blastocist, (the so called embryonic stem cells,
hES cells) from which neural stem cells can be easily
derived.
Our main research focus is thus on basic developmental
events involved in the generation of glia, but particularly of
dopaminergic, Gaba-ergic and cholinergic neurons, to learn
how to harness the potential that stem cells may have for
therapy of these devastating diseases (like Parkinson,
Huntington, Alzheimer/dementia).
A last aspect in which we are interested on is the
modification of the intrinsic properties the neural stem cells
have. Through their genetic modification, it is theoretically
possible to turn them into “biological mini-pumps” (for
instance for the secretion of neurotrophic factors) , or,
alternatively, to instruct them with signals to modulate or
guide their differentiation towards specific, on-demand
desired phenotypes after implantation into the host brain.
CBM 2005/2006
100
Figura 1. A) Células troncales (“madre”) neurales humanas (teñidas de color verde), transplantadas en el hipocampo de rata, y colonizando todas las regiones de interés.
B) Una neurona GABAérgica (GABA, en color rojo), derivada en cultivo a partir de células troncales neurales humanas.
C) Las mismas células troncales también generan en cultivo neuronas dopaminérgicas humanas (de color verde), de interés para la investigación en Parkinson.
Figure 1. A) Microphotograph showing how human neural stem cells (in green) colonize all relevant fields of the rat hippocampus, following transplantation.
B) A GABA-ergic neurons (in red) obtained from in vitro differentiated human neural stem cells.
C) Human neural stem cells can also generate dopaminergic neurons (in red), which are of high interest for Parkinson´s Disease research.
101

Jefe de Línea /
Group Leader:
Federico Mayor
Mecanismos de señalización y
regulación de receptores acoplados
a proteínas G
G protein-coupled receptors
signaling and regulatory mechanisms
D8
Personal Científico /
Scientific Staff:
Ana Ruíz-Gómez
Cristina Murga
Catalina Ribas
Petronila Penela
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Ivette Aymerich
Pieter Cobelens
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Alicia Salcedo
Carlota García-Hoz
Helena Holguín
María Jurado
Pedro Campos
Raúl Alvarado
Vinatha Sreeramkumar
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Susana Rojo
Verónica Rivas
Científicos Visitantes /
Visiting Scientists:
Dr. Ricardo Caballero
Neurobiología Neurobiology
Resumen de investigación
Las quinasas de receptores acoplados a proteínas G
(GRKs) participan junto con las arrestinas, en los procesos
de regulación de múltiples receptores acoplados a
proteínas G (GPCR) de gran relevancia fisiológica y
farmacológica. Datos recientes indican que, además, tanto
arrestinas como GRKs participan en la propagación de la
señal, mediante el reclutamiento a localizaciones
específicas de diversos componentes de vías de
transducción, tanto de GPCR como de otros tipos de
receptores de membrana. Se están caracterizando
complejos mecanismos de regulación de la expresión,
degradación y función de las GRKs, y se ha descrito que los
niveles de algunas de estas quinasas se encuentran
alterados en varias situaciones patológicas, como el fallo
cardiaco, hipertensión, inflamación, o ciertos tumores, lo
que sugiere que las GRKs pueden contribuir al desarrollo
de esas importantes enfermedades.
Por otra parte, con la activa participación de nuestro grupo,
datos recientes están desvelando nuevas interacciones
funcionales de las GRKs (en particular de la isoforma
GRK2) con vías de señalización importantes en la función
del sistema cardiovascular e inmune (MAPK, PI3K, p38
MAPK, Gαq, Src), diversas proteínas relacionadas con el
control de la proliferación y la supervivencia celular (Mdm2)
o migración celular y procesos de metástasis (GIT, PI3K,
receptores de quimioquinas).
En ese contexto, el objetivo general de nuestro laboratorio
es profundizar en el conocimiento integrado de las
interacciones de las GRKs con distintas proteínas celulares,
con el fin de comprender mejor su contribución al control de
procesos celulares básicos (ciclo celular, proliferación,
migración, vías de señalización), entender cómo puede
alterase su expresión y/o funcionalidad en distintas
situaciones patológicas, y ayudar a esclarecer cómo esas
alteraciones participan en el desencadenamiento o en la
progresión de diversas enfermedades cardiovasculares,
neoplásicas o inflamatorias, para contribuir al diseño de
nuevas estrategias diagnósticas y terapéuticas.
Figura1. Modelo propuesto para la modulación de las interacciones funcionales
entre GRK2 y Mdm2 por diferentes estímulos.
Figura1.Proposed model for the modulation of Mdm2/GRK2 functional interactions
by different stimuli.
Research summary
The G protein -coupled receptor kinases (GRKs) participate
together with arrestins in the regulation of multiple G proteincoupled
receptors (GPCR) of key physiological and
pharmacological relevance. Recent data indicate that, on
top of that, both arrestins and GRKs participate in the signal
propagation by means of the recruitment to specific cellular
locations of different components of transduction pathways.
The complex mechanisms underlying regulation of GRK
expression, degradation and function are being unveiled
and the levels of these kinases have been described to be
altered in several pathological situations such as cardiac
failure, hypertension, inflammation or certain types of
tumors, what suggests that GRKs may contribute to the
development of those important pathologies.
On the other hand, with an active participation by our group,
recent data have unveiled new functional interactions of
GRKs (in particular of the GRK2 isoform) with signaling
pathways important in the cardiovascular and immune
systems (MAPK, PI3K, p38MAPK, Gαq, Src), diverse
proteins implicated in the control of cell proliferation and
survival (Mdm2) or in cell migration and metastatic
processes (GIT, PI3K, chemokine receptors).
In this context, the overall goal of our laboratory is to deepen
the knowledge of GRK interactions with different cellular
proteins, with the aim to better understand its contribution to
basic cellular processes (cell cycle, proliferation, migration,
signaling pathways), to search for novel cell targets and
physiological functions for GRKs, to understand how its
expression and/or functionality is altered in different
pathological conditions, and to help clarify how these
alterations participate in the progression or triggering of
several cardiovascular, neoplasic or inflammatory diseases,
thus contributing to the design of novel therapeutic and
diagnostic strategies.
Publicaciones
Publications
Mayor, F. (2005). Mecanismos de señalización celular: implicaciones fisiopatológicas. En “Mecanismos
moleculares y neuroendocrinos del balance energético: Patologías”. Instituto de España. Real Academia
Nacional de Farmacia. Editora Ana María Pascual-Leone Pascual, pags. 95-124.
Jiménez-Sainz, M.C., Murga, C., Kavelaars, A., Jurado-Pueyo, M., Kraastak, B.F., Heijnen, C., Mayor F Jr,
Aragay, A. (2006). G protein-coupled receptor kinase 2 negatively regulates chemokine signaling at a
level downstream of G protein subunits. Mol. Biol. Cell., 17, 25-31.
Penela, P., Murga, C., Ribas, C. Tutor, A.S., Peregrín, S., Mayor F Jr, (2006) Mechanisms of regulation of G-
protein-coupled receptor kinases (GRKs) and cardiovascular disease. Cardiovasc. Res., 69, 465-56.
Mariggio, S, García-Hoz, C., Sarnago, S., De Blasi, A., Mayor F Jr, Ribas, C. (2006). Tyrosine
phosphorylation of G-protein-coupled-receptor kinase 2 (GRK2) by c-Src modulates its interaction with
Galphaq. Cellullar Signaling, 18, 2004-12.
P. (2006). Association of 14-3-3 Proteins to {beta}1-Adrenergic
Receptors Modulates Kv11.1 K+ Channel Activity in Recombinant
Systems. Mol. Biol. Cell. 17, 4666-74.
Peregrin, S., Jurado, M., Campos, P, Sanz-Moreno, V., Ruiz-Gómez, A.,
Crespo, P., Mayor F Jr, Murga C. (2006). Phosphorylation by GRK2 at
the docking groove unveils a novel mechanism for inactivating
p38MAPK. Current Biology 16, 2042-7.
Ribas, C., Penela, P., Murga, C., Salcedo, A.,García-Hoz, C., Jurado-
Pueyo, M., Aymerich, I., Mayor F Jr, (2006). The G protein-coupled
receptor kinase (GRK) interactome in GPCR regulation and signaling.
BBA Biomembranes.
Ruiz-Gómez, A., Molnar, C., Holguín, H., Mayor F Jr., de Celis, J.F.
(2006). The cell biology of Smo signalling and its relationships with
GPCRs. BBA Biomembranes.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Antonio Sobrado de Vicente-Tutor. (2005). Nuevas vías de
señalización mediadas por receptores β1-adrenérgicos.
Sandra Peregrín Pedrique. (2005). Papel de las proteínas reguladoras
de receptores acoplados a proteínas G en la función y disfunción del
sistema cardiovascular: interacciones funcionales entre GRKs y vías
de señalización MAPK.
Patentes
Patents
F. Mayor, C. Murga, S. Peregrín .M. Jurado, P. Campos. New
phosphorylation site of mitogen-activated protein kinases, modified
proteins and applications (PCT/EP2006/005542).
Otras actividades
Other Activities
Member of the Advisory Board of the Spanish Minister of Health /
Miembro del Consejo Asesor de la Ministra de Sanidad.
Member of the Scientific Committee of the Lilly Foundation / Miembro
del Consejo Científico de la Fundación Lilly.
Member of the Executive Board of the Spanish Foundation for Science
and Technology (FECYT) (2001-2005) / Miembro del Consejo
Científico y Tecnológico de la Fundación Española de la Ciencia
y la Tecnología (FECYT).
Director. Department of Molecular Biology. Universidad Autónoma de
Madrid / Director, Departamento de Biología Molecular. Universidad
Autónoma de Madrid.
Member of the Scientific Advisory Board of different institutions, as
Institut Pi i Sunyer de Investigaciones Biomédicas (IDIBAPS) and
Centro Superior en Alta Tecnología Científica para la Investigación
en Biomedicina y Trasplantes de Tejidos y Organos de la Comunidad
Valenciana (CSAT) / Miembro del Consejo Científico Asesor del
Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (IDIBAPS)
y del Centro Superior en Alta Tecnología Científica para la
Investigación en Biomedicina y Trasplantes de Tejidos y Organos de
la Comunidad Valenciana (CSAT).
Member of the Network of Excellence on Migration and Inflammation
(MAIN) funded by the European Union / Miembro del Network of
Excellence on Migration and Inflammation (MAIN) funded by the
European Union.
Salcedo, A., Mayor F Jr ., Penela, P. (2006). Mdm2 is involved in the ubiquitination and degradation of G
protein-coupled receptor kinase 2. EMBO J, 25, 4752-62.
CBM 2005/2006
102
Figura 2. La fosforilación de p38MAPK por GRK2 en el “docking groove” ha
permitido descubrir un nuevo mecanismo de inhibición de la asociación de p38
con distintas proteínas celulares.
Figura 2. Phosphorylation of p38MAPK by GRK2 at the docking groove ncovers a
novel mechanism of inhibition of the association of p38 with different partners.
Tutor, A., Penela, P., Mayor, F. (2006). Patología molecular de los sistemas de señalización betaadrenérgicos.
En “Enfermedades metabólicas”. Instituto de España. Real Academia Nacional de
Farmacia. Editores Federico Mayor Zaragoza y María Cascales Angosto, pags. 315-337.
Tutor, A.S., Delpón, E., Caballero, R., Gómez, R., Núñez, L., Vaquero, M., Tamargo, J. Mayor F Jr., Penela,
103

Jefe de Línea /
Group Leader:
Galo Ramírez
Neurotransmisión y desarrollo
Neutransmission and development
D9
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Mendieta, J., Gago, F. and Ramírez, G. (2005) Binding of 5’-GMP to
the GluR2 AMPA receptor: Insight from targeted molecular dynamics
simulations. Biochemistry 44, 14470-14476.
Interacción de los nucleótidos de guanina con los receptores
ionotrópicos de glutamato.
Interaction of guanine nucleotides with ionotropic
glutamate receptors
Personal Científico /
Scientific Staff:
Ana Barat
Jesús Mendieta
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
José Luis García-Mira
Neurobiología Neurobiology
Los nucleótidos de guanina actúan como antagonistas
competitivos en los receptores ionotrópicos de glutamato,
mostrando una actividad neuroprotectora en diferentes
modelos de excitoxicidad, tanto in vivo como en cultivo.
Tomando 5’-GMP como nucleótido de referencia, hemos
analizado la interacción de esas moléculas con el sitio de
reconocimiento de los agonistas, en el caso concreto del
receptor GluR2 de AMPA (α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-
isoxazolpropionato), mediante técnicas de modelización
molecular. En una publicación anterior hemos analizado los
cambios estructurales asociados a la unión de los agonistas
a este receptor y hemos sugerido un mecanismo para la
formación subsiguiente de un canal iónico. En este bienio
hemos partido de la estructura apo del receptor para explorar
la interacción primaria entre GMP y GluR2 mediante un
programa de acoplamiento automático, seguido de un
proceso de dinámica molecular dirigida para forzar el cierre
de la proteína sobre el ligando y analizar las interacciones
resultantes entre el GMP y los aminoácidos circundantes en
el equilibrio. La validez de esta estrategia ha sido confirmada
aplicándola a los complejos kainato/GluR2 y 6,7-
dinitroquinoxalina-2,3-diona (DNQX)/GluR2 en los que hemos
obtenido resultados en perfecto acuerdo con las estructuras
cristalográficas conocidas.
El acoplamiento entre el anillo fenilo de Tir73 y el anillo
purínico del GMP y el puente salino entre el fosfato del GMP
y la Arg108 del dominio S1, junto con varios puentes de
hidrógeno, aseguran el anclaje del GMP al sitio de
reconocimiento del agonista. A diferencia de lo que sucede
con antagonistas competitivos típicos, como el DNQX, la
ocupación de dicho sitio por el GMP no impide el cierre de
los segmentos S1 y S2 sobre el GMP (como lo hacen sobre
los agonistas), aunque dicho cambio conformacional no
llega a activar el sitio Glu209 que pone en marcha la
apertura del canal iónico, de manera que GMP actuaría
como un falso agonista más bien que como tal antagonista
competitivo. Este hecho y las barreras energéticas que
estabilizan al GMP unido a la forma cerrada del receptor
nos han permitido explicar el comportamiento anormal de
algunos nucleótidos de guanina en experimentos de
desplazamiento de ligandos radioactivos.
Guanine nucleotides behave as competitive antagonists at
ionotropic glutamate receptors, and show neuroprotective
activity in different experimental excitotoxicity paradigms,
both in vivo and in cultured cell preparations. Taking 5’-GMP
as the reference nucleotide we have tried to understand how
these molecules interact with the agonist-binding site of the
GluR2 α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionate
(AMPA) receptor. Using a crystallographic model of the
ligand-binding core of the GluR2 receptor in complex with
kainate, we have previously analyzed the structural changes
associated to the binding of agonists to the receptor, and
suggested a mechanism for the coupling of agonist binding
to channel gating. In the present investigation we used the
structure of the apo form of the receptor to probe the primary
interactions between GMP and GluR2 by means of an
automated docking program. A targeted molecular
dynamics (TMD) simulation procedure was subsequently
used to force the closing of the protein and to study the
rearrangement of the ligand and surrounding amino acids.
The resulting structure provides a plausible model of the
nucleotide-receptor complex. Indirect support for the
validity of our approach was obtained when the same
methodology was shown to yield structures of the
kainate/GluR2 and 6,7-dinitroquinoxaline-2,3-dione
(DNQX)/GluR2 complexes that were in very good agreement
with the published crystallographic structures.
Both the stacking interaction between the phenyl ring of
Tyr73 and the purine ring of GMP, and a salt bridge between
the phosphate group of GMP and Arg108 in the S1 domain,
together with several hydrogen bonds, are proposed to
secure the anchoring of GMP to the agonist–binding site.
Unlike conventional competitive antagonists, such as
DNQX, occupancy of the site by GMP still allows receptor
segments S1 and S2 to close tightly around GMP without
interacting with the critical residue Glu209 that appears to
trigger channel opening. GMP then behaves as a false
agonist rather than as a competitive antagonist. This fact
and the nature of the energy barriers that stabilize GMP
bound to the closed form of the receptor provide an
explanation for the unusual behavior of some guanine
nucleotides in ligand-displacement experiments.
CBM 2005/2006
104
105

Jefe de Línea /
Group Leader:
Jorgina Satrústegui
Señalización mitocondrial
del calcio y señalización de
insulina/leptina en envejecimiento
Calcium signaling in mitochondria
and insulin/leptin signaling
during ageing
D10
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Nuestro laboratorio está interesado en los mecanismos de
señalización por calcio en mitocondrias, y en la señalización
por insulina y leptina en la vejez.
Research summary
Our laboratory is interested in the study of the mechanisms
of calcium signal transduction in mitochondra, and in the
study of insulin and leptin signaling in ageing.
Jalil, MA., Begum, L., Contreras, L., Pardo, B., Iijima, M., Li, MX.,
Ramos, M., Marmol, P., Horiuchi, M., Shimotsu, K., Nakagawa, S.,
Okubo, A., Sameshima, M., Isashiki, Y., del Arco, A., Kobayashi, K.,
Satrústegui, J. and Saheki, T. (2005). Reduced N-Acetylaspartate
Levels in Mice Lacking Aralar, a Brain- and Muscle-type Mitochondrial
Aspartate-glutamate Carrier. J. Biol. Chem. 280, 31333-9.
del Arco, A. and Satrústegui, J. (2005). New mitochondrial carriers: an
overview. Cell Mol. Life Sci. 62, 2204-2227.
Personal Científico /
Scientific Staff:
Elena Bogónez
José M. Carrascosa
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Beatriz Pardo
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Laura Contreras
Patricia Mármol
Javier Traba
Ignacio Amigo
Irene Llorente
Alain Juan
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Bárbara Sesé
Isabel Manso
Estudiantes /
Undergraduate Students:
Ana Quintas
Carlos Rueda Díez
Pilar Valdecantos
Científicos Visitantes /
Visiting Scientists:
Araceli del Arco
(Universidad de
Castilla-la-Mancha)
Neurobiología Neurobiology
La entrada de Ca 2+ en mitocondrias es importante para la
señalización por Ca 2+ , ya que activa a deshidrogenasas de
la matriz mitocondrial; sin embargo, la persistencia de Ca 2+
en la mitocondria se asocia con disfunción mitocondrial y
muerte celular. Estamos estudiando sistemas de señalización
mitocondrial de Ca 2+ que no requieran la entrada de Ca 2+ en
la mitocondria. Sobre todo, una subfamilia de transportadores
mitocondriales regulados por Ca 2+ , los CaMCs, con dos
miembros principales, los transportadores de aspartatoglutamato
(AGC) aralar y citrina, y los CaMC cortos, SCaMCs,
transportadores de ATP-Mg / Pi. Tanto AGCs como SCaMCs
tienen dominios de unión de Ca 2+ hacia el espacio
intermembranas y se activan por Ca 2+ sin requerir la entrada
de Ca 2+ en la mitocondria. Sa1p, el SCaMC de levadura,
es un sensor mitocondrial de las señales de calcio inducidas
por glucosa.
El uso de ratones deficientes en aralar ha permitido
demostrar que aralar, el AGC de cerebro, cataliza el
eslabón limitante en la lanzadera de NADH malatoaspartato
y es esencial en la formación en cerebro de
aspartato y N-acetil-aspartato, un precursor de la síntesis
de lípidos de mielina. Además es esencial en la transmisión
de señales de calcio pequeñas a la mitocondria neuronal en
forma de aumentos en el NADH mitocondrial. Estas nuevas
funciones de aralar pueden ser importantes en el desarrollo
cerebral y en mielinización.
El envejecimiento en roedores y humanos está asociado a la
resistencia a la insulina. Recientemente describimos la
presencia de hiperleptinemia y resistencia central a la
leptina en ratas viejas, y observamos que también
manifiestan resistencia central a la insulina. Dichas
alteraciones en la sensibilidad central a leptina e insulina
podrían desempeñar un papel importante en el desarrollo
de la resistencia global a insulina con la edad. Estamos
estudiando el papel que podrían desempeñar tanto la
leptina como otras adipoquinas, en los cambios en la
acción insulínica en diferentes músculos, y .la reversibilidad
de estos procesos mediante la restricción calórica.
Mitochondria are the main sites for energy transduction and
the controllers of the execution phase of apoptotic cell
death. Ca 2+ entry in mitochondria is important in cell Ca 2+
signaling, as it activates dehydrogenases in the
mitochondrial matrix; however, its persistence in
mitochondria is associated with mitochondrial dysfunction
and cell death. We are interested in the study of systems for
Ca 2+ signaling in mitochondria that do not require Ca 2+ entry
in the organelle. We focus on a subfamily of Calcium
dependent Mitochondrial Carriers, CaMCs, which fall into
two groups: the aspartate-glutamate carriers (AGC) aralar
and citrin, and the Short CaMCs (SCaMCs), ATP-Mg/Pi
carriers. Both AGCs and SCaMCs have calcium binding
domains facing the intermembrane space and are activated
by Ca 2+ without the need of calcium entry in mitochondria.
Yeast SCaMC, sal1p, is a sensor of glucose-induced Ca 2+
signals. The use of AGC-deficient mice has allowed to show
that Aralar, the brain AGC, catalyzes the controlling reaction
in the malate-aspartate NADH shuttle, and is essential in the
generation of brain aspartate and N-acetylaspartate, a
precursor of myelin lipids. In addition, it is essential in the
transmission of small calcium signals to mitochondria in the
form of increases in mitochondrial NADH. These new
functions of aralar may be important in brain development
and myelination.
Insulin resistance is associated with aging in rodents and
humans. We have found hyperleptinemia and central leptin
resistance in aged rats, and we have observed that they
also show central insulin resistance. These alterations in the
central action of leptin and insulin could play a key role in the
development of overall insulin resistance along ageing. We
are currently studying the possible involvement of leptin and
other adipokines in age-associated changes in insulin
sensitivity and the alteration of insulin response in muscle
together with the reversibility of these changes by means of
caloric restriction.
del Arco, A. (2005). Novel variants of human SCaMC-3, an isoform of
the ATP-Mg/Pi mitochondrial carrier, generated by alternative splicing
from 3’-flanking transposable elements. Biochem. J. 389, 647-655.
Cavero, S., Traba, J., del Arco, A. and Satrustegui, J. (2005). The
calcium dependent ATP-Mg/Pi mitochondrial carrier is a target of
glucose-induced calcium signalling in Saccharomyces cerevisiae.
Biochem. J. 392, 537-544.
Serrano, R., Villar, M., Martínez, C., Carrascosa, JM., Gallardo, N. and
Andrés, A. (2005). Differential gene expression of insulin receptor
isoforms A and B and insulin receptor substrates 1, 2 and 3 in rat
tissues: modulation by aging and differentiation in rat adipose tissue.
J. Mol. Endocrinol. 34, 153-161.
Gallardo, N., Arribas, C., Villar, M., Ros, M., Carrascosa, JM., Martínez,
C. and Andrés, A. (2005). ObRa and ObRe are differentially expressed
in adipose tissue in aged food-restricted rats: effects on circulating
soluble leptin receptor levels. Endocrinology. 146, 4934-4942.
Carrascosa, JM. (2005). Resistencia a la insulina durante el
envejecimiento: ¿un proceso mediado por leptina. En: “Mecanismos
moleculares y neuroendocrinos del balance energético: Patologías”
(A.M.Pascual-Leone, ed), Real Academia Nacional de Farmacia,
Monografía XVIII. pp. 177-200.
Pardo, B., Contreras, L., Serrano, A., Ramos, M., Kobayashi, K.,
Iijima, M., Saheki, T. and Satrústegui, J. (2006). Essential role of aralar
in the transduction of small Ca2+ signals to neuronal mitochondria.
J. Biol. Chem. 281, 1039-1047.
Villar, M., Serrano, R., Gallardo, N., Carrascosa, JM., Martínez, C.
and Andrés, A. (2006). Altered subcellular distribution of IRS-1
and IRS-3 is associated with deffective Akt activation and GLUT4
translocation in insulin-resistant old rat adipocytes.
Biochim. Biophys. Acta 1763, 197-206.
CBM 2005/2006
106
Figura 1. Deficiencia en mielina
(inmunomarcaje con MBP) en ratones
aralar (-/-) comparados con
controles, aralar (+/+) .
Figure 1. Myelin basic protein (MBP)
deficiency in aralar (-/-) as compared
to wild type aralar (+/+) mice.
107

Jefe de Línea /
Group Leader:
Fernando Valdivieso
Patología molecular
de la enfermedad de Alzheimer
Molecular pathology
of Alzheimer’s disease
D11
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Burgos, J.S., Ramírez, C., Sastre, I., Alfaro, J.M. and Valdivieso, F.
(2005). Herpes simplex virus type 1 infection via the bloodstream with
apolipoprotein E dependence in the gonads is influenced by gender.
Journal of Virology. 79, 1605-1612.
Personal Científico /
Scientific Staff:
María Jesús Bullido
Javier Burgos Muñoz
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Jesús Aldudo Soto
Juan Mª Alfaro Sánchez
Julio Pozueta Larios
Carlos Ramírez Moreno
Mª Carmen Ramos Martín
María Recuero Vicente
Magdalena Valdivieso Ugarte
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Fernando Guzmán Sánchez
Teresa Muñoz de Galdeano
Diego Muñoz Santos
Marta Rey Martín
Soraya Santana Martínez
Esther Serrano Saiz
Raquel Tenorio Vela
María del Carmen Vicente
Cenzano
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Ana Martínez García
Jorge Ripoll Gómez
Isabel Sastre Merlín
Neurobiología Neurobiology
Nuestro interés es conocer los factores implicados en la
patogénesis de la enfermedad de Alzheimer (EA).
Actualmente tratamos de probar si el estrés del retículo
endoplásmico, causado por mutaciones o infección viral,
podría actúar en concierto con el estrés oxidativo asociado
al envejecimiento para iniciar la neurodegeneración. Hemos
acumulado numerosas evidencias de la posible implicación
del Herpes simplex virus (HSV-1) en la EA: un gen del
complejo TAP, principal diana que HSV-1 utiliza para evadir
el sistema inmune, está asociado con la EA; las proteínas
apoE y TAP modulan la neuroinvasión por HSV-1 en
modelos murinos de infección aguda, latente y por
transmisión vertical. Hemos generando una serie de
modelos celulares y animales portadores de la proteína
precursora del amiloide (APP) wild type o mutante. Entre los
modelos, es de especial interés el ratón hAPPy, único de
los numerosos transgénicos existentes que porta sólo y
completo el gen APP humano.
Our aim is to know the factors involved in Alzheimer’s
disease (AD) pathogenesis.
We are currently testing the hypothesis that endoplasmic
reticulum stress, caused either by mutations or by viral
infections, could act concomitantly with the oxidative stress
associated with aging, to initiate the neurodegenerative
process. We have reported several evidences of the
potential involvement of Herpes simplex virus (HSV-1) in AD,
mainly: A subunit of TAP, the main way used by HSV-1 to
evade immune response, showed genetic association with
AD; apoE and TAP modulate HSV-1 neuroinvasiveness in
murine models of acute, latent and vertical trasmitted
infections. We have prepared a series of cell and animal
models, expressing wild type or mutant human amyloid
precursor protein (APP); among these, it is of special interest
the hAPPy mouse, which is the only one of the numerous
APP trangenics available that carries only and complete the
human APP gene.
Figura 1. hAPPy mouse.
Ramos, M.C., Matías, S., Artiga, M.J., Pozueta, J., Sastre, I.,
Valdivieso, F. and Bullido, M.J. (2005). Neuronal specific regulatory
elements in apolipoprotein E gene proximal promoter.
Neuroreport. 16, 1027-1030.
Burgos, J.S., Ramírez, C., Guzmán-Sánchez, F., Alfaro, J.M., Sastre, I.
and Valdivieso, F. (2006). Hematogenous vertical transmission of herpes
simplex virus type 1 in mice. Journal of Virology. 80, 2823-2831.
Burgos, J.S., Guzmán-Sánchez , F., Sastre, I., Fillat, C. and
Valdivieso, F. (2006). Non-invasive bioluminescence imaging for
monitoring herpes simplex virus type 1 hematogenous infection.
Microbes and Infection. 8, 1330-1338.
Burgos, J.S., Ramírez, C., Sastre, I. and Valdivieso, F. (2006).
Effect of apolipoprotein E on the cerebral load of latent herpes simplex
virus type 1 DNA. Journal of Virology. 80, 5383-7.
Ramos, M.C., Tenorio, R., Martínez García, A., Sastre, I., Vilella
Cuadrada, E., Frank, A., Rosich Estragó, M., Valdivieso, F. and
Bullido, M.J. (2006). Association of DSC1, a gene modulated
by adrenergic stimulation, with Alzheimer’s disease. Neuroscience
Letters. 408, 203-8.
Burgos, J.S., Serrano-Saiz, E., Sastre, I. and Valdivieso, F. (2006).
ICP47 mediates viral neuroinvasiveness by induction of TAP protein
following intravenous inoculation of herpes simplex virus type 1 in
mice. Journal of Neurovirology. 12, 420-427.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Julio Pozueta Larios. 2005. “Generación de un nuevo modelo animal
para el estudio de la enfermedad de Alzheimer”. Universidad
Autónoma de Madrid.
Carlos Ramírez Moreno. 2006. “Implicación de la apolipoproteína E en
la infección hematógena y en la transmisión vertical del virus herpes
simplex tipo 1 en ratón”. Universidad Autónoma de Madrid.
Patentes
Patents
F. Valdivieso, J. Burgos, C. Ramírez, I. Sastre. (2005). “Método para
identificar compuestos terapéuticamente útiles para el tratamiento y/o
prevención de infecciones y enfermedades causadas por herpesvirus
humanos”. Nº Solicitud: PCT/ES2005/000209.
F. Valdivieso, L. Montoliu, J. Pozueta. (2005). “Modelo animal de
enfermedad de Alzheimer, procedimiento de obtención y sus
aplicaciones”. Nº Solicitud: 200503002.
Premios
Awards
Fernando Valdivieso. Premio Ideal 2005 en el campo de la
investigación.
Organización de reuniones
Organization of meetings
CBM 2005/2006
108
Figura 2. Detección inmunohistoquímica de
HSV-1 en hipocampo de ratón.
2005 Dirección del Curso “Genómica y Proteómica”, organizado por la
Fundación para la Investigación Biomédica del Hospital Gregorio
Marañón (Madrid), acreditado por la Agencia Laín Entralgo Ambito:
Profesionales Sanitarios.
109

Jefe de Línea /
Group Leader:
Francisco Wandosell
Mecanismos moleculares de
neurodegeneración y regeneración
Molecular mechanism of
neurodegeneration and regeneration
D12
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
González-Billault, C., Del Rio, J. A., Urena, J. M., Jiménez-Mateos, E. M.,
Barallobre, M. J., Pascual, M., Pujadas, L., Simó, S., La Torre, A., Gavin,
R., Wandosell, F., Soriano, E. and Ávila, J. (2005). A role of MAP1B in
Reelin-dependent Neuronal Migration”. Cereb. Cortex. 8, 1134-1145.
Personal Científico /
Scientific Staff:
Inés Antón
Mª José Benítez
María Teresa Moreno
Juan José Garrido
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Marta Salcedo
Diana Simón Sanz
Olga Varea Abbad
Inmaculada Bañón Rodríguez
Ana Franco Villanueva
Héctor Díez Nuño
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Mª Jesús Martín-Bermejo
Lara Rodestein
Neurobiología Neurobiology
Estamos interesados en el análisis de los mecanismos
moleculares disparados por procesos neurodegenerativos.
Intentamos entender señales que regulan la morfogénesis
celular; y como esta señalización puede estar alterada en
patologías. Para en un segundo abordaje diseñar
alternativas regenerativas.
Primero, analizando una serie de modelos celulares de
neurodegeneración, hemos constatado que una
desregulación de la actividad de la quinasa Glicógeno
Sintasa 3 (GSK3) correlaciona con degeneración y en
algunos casos con apoptosis neuronal. Así, la inhibición
farmacológica de GSK3 o la expresión de cDNAs
dominantes negativos de esta quinasa previene la muerte
neuronal. Además hemos definido que una activación de la
actividad GSK3 no necesariamente correlaciona con muerte
neuronal, ni con neurodegeneración. Así, hemos definido
que GSK3 está en las vías de señalización iniciadas por
Reelina o Netrina. Complementario a estas observaciones
hemos comprobado algunos elementos neuroprotectores
como los estrógenos controlan la actividad de GSK3,
inhibiéndola, tanto en cerebro como en neuronas.
Considerando la importancia de esta vía de señalización,
estamos estudiando detalladamente este proceso.
En segundo lugar nuestro objetivo es el conocimiento de las
bases moleculares del mecanismo que regula la
polimerización de actina, esencial para numerosas
funciones celulares. Utilizamos como proteína modelo WIP,
que se une actina y a proteínas relacionadas, y analizamos
su función en diversas actividades celulares dependientes
de actina: como la morfogénesis neuronal (dendritogénesis
y formación axonal), así como actividades más genéricas
como adhesión o migración, en procesos patológicos. Los
datos iniciales indican un papel relevante de WIP no solo
como regulador del citoesqueleto de actina, sino también
en señalización celular.
Our group is devoted to the analysis of molecular mechanism
triggered by neurodegenerative processes. We try to
understand key signals that regulate cellular morphogenesis,
and how these putative pathways may be defective in some
pathological situations. As a second challenge we would like
to propose regeneration alternatives.
Analyzing some cellular models of neurodegeneration, we
have defined that increases in the activity of glycogen
synthase kinase 3 (GSK-3) correlate with neuronal
degeneration and in some cases with neuronal death. The
pharmacological inhibition or the over-expression of a
dominant-negative mutant of GSK-3 in neuron cells
efficiently prevents prion-induced cell death. Second, we
have defined that an increase of GSK3 activity does not
necessarily correlate with neurodegeration. Thus, we have
defined that GSK3 is under the control of Reelin pathway, as
well as, Netrin1 pathway playing an essential role.
Complementary with these observations, we have
demonstrated the inhibition of GSK3 is a cellular event
controlled by estrogens in brain and in neurons. Considering
the importance of estrogens as neuroprotector hormone, we
are deeply analysing this pathway
Our aim is to understand the molecular basis of the
mechanism that regulates actin polymerization, an essential
process underlying numerous cellular functions. Our model
is WIP, a protein that binds actin and actin-related proteins,
and we analyze its function in actin-dependent cellular
processes: neuronal development and differentiation
(dendritic and axon formation) as well as more general
function actin-regulated such as adhesion, migration, in
pathological conditions. The initial data suggested that WIP
is not only a protein relevant as a cytoskeletal controller but
also deeply implicated in signalling.
Jiménez-Mateos, E. M., Wandosell, F., Reiner, O., Ávila, J., and
González-Billault, C. (2005). Binding of microtubule-associated protein
1B to LIS1 affects the interaction between dynein and LIS1.
Biochem. J. 389. 333-341.
Gallego, M. D., de la Fuente, M., Anton, I. M., Snapper, S.B.,
Fuhlbrigge, R.and Geha, R. S. (2005). WIP and WASP play
complementary roles in T cell homing and chemotaxis to SDF-1α.
Int.Immunol. 18, 221-232.
Moreno-Flores, M. T., Bradbury, E. J., Martín-Bermejo, M. J., Agudo,
M., Lim, F., Pastrana, E., Ávila, J., Díaz-Nido, J., McMahon, S. B. and
Wandosell, F. (2006). A clonal cell line from immortalised olfactory
ensheathing glia (OEG) promotes functional recovery in the injured
spinal cord. Mol. Ther. 13, 598-608.
Pastrana, E., Moreno-Flores, M. T., Gurzov, E. N., Ávila, J., Wandosell,
F. and Díaz-Nido, J. (2006). Genes associated with adult axon
regeneration promoted by olfactory ensheathing cells: a new role for
matrix metalloproteinase 2”. J.Neurosci. 26, 5347-5359.
Anton, I.M. and Jones, G.E. (2006). WIP: a mutifunctional protein
involved in actin cytoskeleton regulation. Eur. J. Cell Biol. 85, 295-304.
Chou, H., Anton, I.M., Holt, M., Curcio, C., Lanzardo, S., Worth, A.,
Burns, S., Thrasher, A., Jones, G.E. and Calle, Y. (2006). WIP regulates
stability and location of WASP to podosomes in migrating dendritic
cells. Current Biol. 16, 2337-2344.
Mendez, P., Wandosell, F. and García-Segura, L. M. (2006). Cross-talk
between Estrogen and Insulin–like Growth Factor-1 receptor in the
brain: Cellular and molecular mechanisms”.
Frontiers in Neuroendocrinology. 27, 391-403.
Simon, D., Varea, O., Garrido J. J., and Wandosell, F. (2006). Role of
GSK3/Shaggy in neuronal cell biology. In: Martínez,A., Castro, A. and
Medina, M.(eds). Glycogen Synthase Kinase 3(GSK-3) and Its Inhibitors.
Wiley-Intescience, John Wiley and Sons, Inc. Chapter 3, pp. 45-82.
Otras Actividades
Other Activities
Acuerdo de colaboración Fundación "SO" y FAES-FARMA.
Acuerdo de colaboración Fundación "SO"-Pharmamar hasta 2005.
CBM 2005/2006
110
111

ERegulación de la expresión génica
Regulation of gene expression
Hibridación de fitoplacton marino.
Hybridization of marine phytoplankton.
E1 / 110
Expresión génica en linfocitos T
Gene expression in T lymphocytes
Miguel A. Alonso
E9 / 126
Expresión génica en Streptomyces y levaduras
Gene expresión in Streptomyces and yeast
María Fernández Lobato
E2 / 112
E3 / 114
E4 / 116
E5 / 124
E6 / 118
E7 / 120
E8 / 122
Parasitología molecular
Molecular parasitology
Carlos Alonso Bedate
Biología molecular de extremófilos
Molecular biology of extremophylic microorganisms
Ricardo Amils
División celular bacteriana y resistencia a antibióticos
Bacterial cell division and antibiotics resistance
Juan Alfonso Ayala Serrano
Biotecnología y genética de bacterias termófilas extremas
Biothechnology and genetic of extreme thermophilic bacteria
José Berenguer
Mantenimiento y variabilidad del genoma: enzimología de la replicación
y reparación del DNA
Genome maintenance and variability: enzymology of DNA replication and repair
Luis Blanco Dávila
Síntesis de proteínas y su regulación en eucariontes
Protein synthesis and its regulation in eukaryotes
César de Haro
Envolturas celulares
Cell envelopes
Miguel Ángel de Pedro Montalbán
E10 / 128
E11 / 130
E12 / 132
E13 / 134
E14 / 136
E15 / 138
E16 / 140
Estructura y función del ribosoma
Ribosome structure and function
Juan Pedro García Ballesta
Miguel Remacha Moreno
Expresion génica en Streptomyces y levaduras
Gene expression in Streptomyces and yeasts
Antonio Jiménez Martínez
Iniciación interna de la traducción en mRNAS eucarioticos
Internal translation initiation in eukaryotic mRNAS
Encarnación Martínez-Salas
Regulación de la expresión génica por hormonas
Regulation of gene expression by hormones
Antonio Nieto
J. Predestinación García Ruiz
Regulación de la expresión génica en Leishmania
Regulation of gene expression in Leishmania
José María Requena Rolanía
Bases moleculares de la regulación post-transcripcional en eucariotas
Molecular bases of post-transcriptional regulation eukaryotes
José Manuel Sierra
Bases moleculares de las enfermedades metabólicas hereditarias
Molecular basis of inherited metabolic diseases
Magdalena Ugarte

Jefe de Línea /
Group Leader:
Miguel A. Alonso
Expresión génica en linfocitos T
Gene expression in T lymphocytes
E1
Publicaciones
Personal Científico /
Scientific Staff:
María del Carmen de Marco
Ricardo Madrid
Alicia Batista
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Juan Francisco Aranda
Olga Antón
Laura Andrés
Raquel Bello-Morales
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Sergio Gómez
Alberto Jiménez
Estudiantes /
Undergraduate students:
Natalia Reglero
Beatriz Marco
Alejo Rodríguez
Investigadores Visitantes /
Visiting Fellows:
Lee Goldstein-Magal
(Tel-Aviv University)
Olga Ernst
(Hamburg University)
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Resumen de investigación
Nuestro laboratorio se centra desde hace años en la
identificación de nuevos componentes de la maquinaria
proteica responsable del transporte vectorial de proteínas
de superficie en células polarizadas. La proteína MAL, una
proteína integral de membrana asociada a las balsas
lipídicas, fue caracterizada como el primer componente
específico de la maquinaria necesaria para el transporte
directo de proteínas a la superficie apical en células
epiteliales. La consecución de la secuencia completa del
genoma humano nos permitió definir una familia de
proteínas, denominada familia MAL, que incluye ocho
proteínas con una homología global significativa con la
proteína MAL. MAL2, uno de los miembros de esta familia,
fue identificado posteriormente como un componente
esencial de la maquinaria para la ruta de transporte
transcitótico de células epiteliales y hepatocitos. Uno de los
logros principales alcanzados durante estos últimos dos
años ha sido la demostración del carácter dinámico de
MAL2 que viaja continuamente desde endosomas
subapicales especializados hasta la periferia de la
superficie basolateral para recoger a las proteínas y
conducirlas a la superficie apical.
Otros trabajos en curso tienen por objetivo encontrar ligandos
intracelulares de MAL ó MAL2 y tratar así de establecer
conexiones con otros procesos celulares. Con esta finalidad
hemos identificado una nueva proteína de la familia de las
forminas, proteínas implicadas en la nucleación de actina,
cuya caracterización estamos realizando.
Otro proyecto en desarrollo consiste en la caracterización
bioquímica y funcional de nuevos miembros de la familia
MAL que podrían estar también implicados en procesos de
transporte polarizado. Finalmente, una vez establecido el
papel esencial de la proteína MAL en el transporte apical,
una parte muy importante de nuestro trabajo en este
periodo se ha concentrado en la realización de un estudio
funcional de la proteína MAL en linfocitos T. Este estudio ha
puesto de manifiesto el papel esencial de MAL en los
procesos de formación de la sinapsis inmunitaria y de la
activación celular.
Research summary
The main goal of our research group is to identify protein
elements of the machinery involved in vectorial transport of
proteins to the surface of polarized cells. The MAL protein,
an integral membrane protein associated with lipid rafts,
was the first protein component to be characterized as
being specific to the apical sorting machinery. The
completion of the sequence of the human genome has
allowed us to define a new family of proteins – the MAL
family – that includes eight members sharing an overall
structural homology with MAL. MAL2, a MAL family member,
was identified as an essential element of the machinery for
the transcytotic route of epithelial cells and hepatocytes.
One of the major achievements in the last two years has
been the successful analysis of the dynamics of MAL2,
which continuously shuttles between the cell periphery and
specialized apical endosomes to collect cargo and deliver it
to the apical membrane.
With the aims of further characterizing the mechanism of
action of MAL and MAL2 and of studying their relationship
with other cellular processes, other current projects address
the identification of MAL- or MAL2-interacting proteins. In
addition, to gain new insights into novel transport
processes, we are characterizing the functional role of
unedited members of the MAL family of proteins. Finally,
having established the essential role of MAL in apical
transport, a major focus of our group’s work in the past two
years has been the functional analysis of the role of MAL in
T lymphocytes. This has revealed that MAL has a crucial role
in both cell activation and immunological synapse formation.
Publications
Traverse-Glehen, A., Pittaluga, S., Gaulard, P., Sorbara, L., Alonso, M.A.,
Raffeld, M. and Jaffe, E.S. (2005). Mediastinal gray zone lymphoma: The
missing link between classical Hodgkin’s lymphoma and mediastinal
large B cell lymphoma. Am. J. Surg. Pathol. 29, 1411-1421.
Ortonne, N., Copie-Bergman, C., Remy, P., Delfau-Larue, M.H., Alonso,
M.A., Mariette, X., Dierlamm, J., Leroy, K. and Gaulard, P. (2005).
MALT lymphoma of the thymus: a case report with no evidence
of MALT1 rearrangement. Virchows Arch. 446, 189-193.
de Marco, M.C., Puertollano, R., Martínez-Menárguez, J.A. and
Alonso, M.A. (2006). Dynamics of MAL2 during GPI-anchored protein
transcytotic transport to the apical surface of hepatoma HepG2 cells.
Traffic. 1, 61-73.
Hsi, E.D., Sup, S.J., Alemany, C., Tso, E., Skacel, M., Elson, P., Alonso,
M.A. and Pohlman, B. (2006). MAL is expressed in a subset
of Hodgkin lymphoma and identifies a population of patients with poor
prognosis. Am. J. Clin. Pathol. 125, 776-82.
Rohan, S., Tu, J.J., Kao, J., Mukherjee, P., Campagne, F., Zhou, X.K.,
Hyjek, E., Alonso, M.A. and Chen, Y.T. (2006). Gene expression
profiling separates chromophobe renal cell carcinoma from
oncocytoma and identifies vesicular transport and cell junction
proteins as differentially expressed genes.
Clin. Cancer Res. 12, 6937-6945.
Suarez, Y., González-Santiago, L., Zarich, N., Dávalos, A., Aranda,
J.F., Alonso, M.A., Lasunción, M.A., Rojas, J.M. and Muñoz, A. (2006).
Plitidepsin cellular binding and Rac1/JNK pathway activation depend
on membrane cholesterol content. Mol. Pharmacol. 70, 1654-166
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Alicia Batista Barcón. (2005). “Función de la proteína MAL en el
transporte polarizado a la sinapsis inmunológica en los linfocitos T”.
Sobresaliente cum laude. Univ. Autónoma de Madrid.
Premios
Awards
Premio de la Fundación Renal “Iñigo Alvarez de Toledo” (2005).
CBM 2005/2006
114
Figura 1. Modelo de la dinámica de MAL2 y de CD59 durante el transporte transcitótico de CD59
a la superficie apical.
Figure 1. Schematic model of MAL2 and CD59 dynamics during transcytotic transport of CD59
to the apical surface.
115

Jefe de Línea /
Group Leader:
Carlos Alonso Bedate
Parasitología molecular
Molecular parasitology
E2
Publicaciones
Personal Científico /
Scientific Staff:
Manuel Soto Álvarez
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Nuria Parody de la Fuente
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Salvador Iborra Martín
Javier Carrión Herrero
Daniel Ruiz Abanades
Yago Pico de Coaña
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Miguel Ángel Fuertes
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Resumen de investigación
Las histonas de Leishmania son immunógenos relevantes
tanto durante la infección por el parásito como durante la
enfermedad. La administración de una mezcla de 4
plásmidos que codifican las histonas de L. infantum H2A,
H2B, H3 y H4 indica que estas proteínas inducen una
respuesta humoral de tipo Th1 IgG2a asociada a una
producción de IFN-γ además de proteger de forma eficaz
contra la infección por L. major.
Nuestros esfuerzos se centran en la actualidad en la
identificación de otros antígenos que puedan ser empleados
como vacunas y en el diseño de modelos de infección.
Hemos analizado si la administración de la proteína
ribosómica PO es capaz de proteger contra la infección. Para
ello hemos utilizado dos modelos o sistemas de infección:
una inoculación subcutánea de los parásitos L. major a
ratones BALB/c y una inoculación intradérmica de una dosis
baja de parásitos infectivos a ratones resistentes C57BL/6.
Demostramos que estos ratones vacunados con LiP0-DNA o
con la proteína más un adyuvante formado por motivos CpG
se protegen contra el desarrollo de una patología dérmica. En
estos ratones la densidad de parásitos es mucho más
reducida. La protección se asoció a la producción de IFN-γ
localizada en el sitio de la lesión. La inmunización con rLiP0
más el adyuvante CpG indujo solamente una protección
parcial en ratones BALB/c a pesar de que los anticuerpos
generados fueron preferentemente de tipo IgG2a. Los datos
indican que el empleo del modelo de infección BALB/c para
el estudio de Leishmaniasis cutánea puede no ser útil para
validar el valor vacunal de algunos antígenos de Leishmania.
Nuestra investigación se ha dirigido también a entender el
mecanismo de la alta flexibilidad conformacional del DNA.
Se empleó para analizar esta flexibilidad la transición B-Z-B
como modelo. Estudiamos la fuerzas que dirigen esta
transición haciendo una revisión crítica de los modelos que
se han presentado los últimos 30 años y las consecuencias
que se desprendían de estos modelos. Hicimos algunas
predicciones y presentamos un modelo unificado “probable”
que puede explicar la flexibilidad conformacional del DNA.
Research summary
Leishmania histones are relevant immunogens during both
Leishmania infection and disease. The intramuscular
injection of a mixture of four plasmid DNAs, encoding the L.
infantum histones H2A, H2B, H3 and H4 induced a specific
Th1 immune response associated with an antigen-specific
production of interferon (IFN-gamma) and an IgG2a
response. The administration of these proteins as a DNA
vaccine efficiently controls Leishmania major infection.
The objective of our further efforts is to identify other
antigens that may be used as vaccines. We tested the
Leishmania infantum acidic ribosomal protein P0 (rLiP0)
using two different models of infection: a subcutaneous
inoculation of L. major parasites in BALB/c and the
intradermal inoculation of a low infective dose in resistant
C57BL/6. We demonstrated that C57BL/6 mice vaccinated
with LiP0-DNA or rLiP0 protein plus CpG motifs were
protected against the development of dermal pathology
showing a reduction in parasite load. The protection was
associated with production of IFN-γ in the dermal site.
Immunization with rLiP0 plus CpG ODN is able to induce
only partial protection in BALB/c. The antibodies generated
against LiP0 were predominantly of the IgG2a subtype. The
data indicated that the use of BALB/c model of cutaneous
leishmaniasis may not be useful to value the potential
efficacy of some vaccines based on defined proteins.
Our research activity has been also centred in the
understanding of the mechanisms of conformational DNA
flexibility. The left-handed Z-DNA was used as a model
system. We analyzed the mechanisms that drive the B-Z
transition, reviewing with a critical approach the
mechanisms presented in the last 30 years and the
subsequent progression of ideas. We made some
predictions and presented a “probable” unified model that
may explain the B-Z-B conformation flexibility.
Publications
Nguewa, P. A., Fuertes, M. A., Iborra, S., Najajreh, Y., Gibson, D.,
Matínez, E., Alonso, C. and Perez, J. M. (2005). Water soluble cationic
trans-platinum complexes which induce programmed cell death in the
protozoan parasite Leishmania infantum.
J. Inorg. Biochem. 99, 727-736.
Mendieta, J., Fuertes, M. A., Kunjishapatham, R., Santa-Maria, I.,
Moreno, F. J., Alonso, C., Gago F., Munoz, V., Avila, J.and
Hernandez, F. (2005). Phosphorylation modulates the alpha-helical
structure and polymerization of a peptide from the third tau
microtubule-binding repeat. Biochim. Biophys. Acta. 1721, 6-26.
Nguewa, P. A., Fuertes, M. A., Valladares, B., Alonso, C. and Perez, J.
M. (2005). Poly (ADP-ribose) polymerases: homology, structural
domains and functions. Novel therapeutical applications.
Prog. Biophys. Mol. Biol. 88, 143-172.
Carvalho, L.P., Passos, S., Dutra, W.O., Soto, M., Alonso, C.,
Gollob, K. J., Carvalho, E.M. and Ribeiro de Jesus, A. (2005). Efect of
LACK and KMP11 on IFN-gamma production by peripheral blood
mononuclear cells from cutaneous and mucosal leishmaniasis
patients. Scand. J. Immunol. 61, 337-442.
Nguewa, P. A., Fuertes, M. A., Cepeda, V., Iborra, S., Carrion, J.,
Valladares, B., Alonso, C. and Perez J. M. (2005). Pentamidine is an
antiparasitic and apoptotic drug that selectively modifies ubiquitin.
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infection. Vaccine. 24, 7046-7055.
CBM 2005/2006
116
Figura 1. Evolución de las lesiones causadas por la infección con L. major en ratones
C57BL/6. Los ratones fueron inmunizados dos veces con un espacio de 15 días.
La infección se realizó 4 semanas después de la última inmunización.
En el margen de la derecha se muestran las lesiones observadas a la sexta semana
después de la infección. ALM: proteínas totales solubles de Leishmania.
Figure 1. Evolution of the lesions induced by L. major infection in C57BL/6. The mice were
immunized on days 0 and 15. The mice were infected 4 weeks after the second
immunization. In the right hand of the figure the lesions observed at the sixth week are
shown. ALM: soluble Leishmania antigens.
117

Jefe de Línea /
Group Leader:
Ricardo Amils
Biología molecular de extremófilos
Molecular biology of extremophylic
microorganisms
E3
Personal Científico /
Scientific Staff:
Irma Marín
Francisco Santamaría
José Luis Sanz
Francisco Hernández
Lola García Grávalos
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Moustafá Malki
Emiliano Díaz
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Enrique Marín
Antonio García
Lucía Palacios
Nuria Fernández
Thorsten Köchling
Alberto González Fairen
Nicolás Raho
Lilia Montoya
Monika Oggerin de Orube
Carlotta Vizioli
Patxi San Martín-Üriz
Eric Zettler
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Nuria Rodríguez
Científicos Visitantes /
Visiting Scientists:
Antonio Lazcano
(U. Nacional de México, Mexico)
Linda Amaral
(MBL Woods Hole, USA)
Vicente Marcano (Universidad
de los Andes, Venezuela)
Sarah Stewart Johnson
(Harvard Medical School, USA)
Konstantinos A. Kormas
(University of Thessaly, Grecia)
Mohieddine Moumni
(Universidad Moulay Ismaïl,
Meknès Marruecos)
Rosa Martínez Silvestre
(Universidad de
Cantabria, España)
Beatriz Reguera Ramirez
(Instituto Oceanográfico
Español, Vigo, España)
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Resumen de investigación
El grupo de Biología Molecular de Extremófilos posee
distintas líneas de investigación cuyos objetivos principales
se resumen a continuación:
Acidofilia: ecología molecular, biología molecular y
biotecnología de microorganismos que se desarrollan en
ambientes ácidos, con especial énfasis en los aspectos
aplicados de los mismos: biohidrometalurgia, biodesulfuración
de carbones, secuestro específico de metales pesados,
fitorremediación.
Ecología microbiana de ambientes extremos terrestres como
modelos de interés en astrobiología: geomicrobiología de la
cuenca del Tinto (análogo de Marte) y de las lagunas
hipersalinas de la Mancha (análogos de Europa). Este trabajo
se desarrolla en colaboración con el laboratorio de
Extremofilia del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).
Ecología molecular microbiana de ambientes anaerobios:
I) Caracterización de la microbiota de sedimentos marinos y
reactores desnitrificantes y su implicación, respectivamente,
en la degradación anaerobia de alquilbenceno sulfonato
(LAS) y en la eliminación simultánea de NO3 - y H2S/S2O3 2-
(desnitrificación autotrófica). II) Metanogénesis en ambientes
inusuales. III) Degradación anaerobia de xenobióticos
(LAS, organoclorados).
Microalgas tóxicas: I) Desarrollo de métodos moleculares
para la detección de organismos productores de toxinas
diarreicas (DSP) y paralizantes (PSP); II) Aislamiento y
caracterización de bacterias asociadas a cepas tóxicas y no
tóxicas del dinoflagelado Alexandrium minutum productor de
toxinas paralizantes (PSP). Posible interés biotecnológico;
III) Estudio de la variabilidad genética de Dinophysis spp.
Figura 1.Hibridación de fitoplacton marino.
Figure 1. Hybridization of marine phytoplankton.
Research summary
The Extremophiles group has different research projects in
which the main objectives are the following:
Acidophilia: molecular ecology, molecular biology and
biotecnology of microorganisms developing in acidic
environments, with special emphasis in their potential
applications: biohydrometallurgy, coal biodesulfurization,
specific metal sequestering, phytoremediation.
Microbial ecology of terrestrial extreme environments as
models of interest in astrobiology: geomicrobiology of the
Tinto River Basin (Mars analog) and the hypersaline ponds
from la Mancha (Europa analogs). This work is done in
collaboration with the laboratory of Extremophiles of the
Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).
Microbial molecular ecology of anaerobic environments:
I) Characterization of the microbiota of marine sediments and
denitrifying reactors and its respective implication in the
anaerobic degradation of alkylbencene sulfonate (LAS) and in
the elimination of NO3 - y H2S/S2O3 2- (autotrophic denitrification).
II) Methanogenesis of unusual environments. III) Anaerobic
degradation of xenobionts (LAS, organochlorides).
Harmful algal blooms: I) Development of molecular
methodologies for the detection of microalgae producing
diarrhetic shellfish poisoning (DSP) or paralytic shellfish
poisoning (PSP), II) Isolation and characterization of
bacteria associated to toxic and non-toxic strains of
Alexandrium minutum, a producer of paralytic shellfish
poisoning (PSP); Posible biotechnological interest. III) Study
of the genetic variability of Dinophysis spp.
Publicaciones
Publications
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CBM 2005/2006
118
Figura 2. Estructura de lodo granular.
Figure 2. Structure of granular sludge.
Schulze-Makuch, D., Dohm, J.M., Fiaren, A.G., Baker, V.R., Fink, W. and Strom, R.G. (2005). Venus, Mars,
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Cape Town, pp. 737-749.
Malki, M., González-Toril, E., Sanz, J.L. Gómez, F., Rodríguez, N. and Amils, R. (2005). Importance of the
iron cycle in biohydrometallurgy. In: Harrison, S.T.L., Rawlings, D.E., Petersen, J. (eds.), IBS2005.
Cape Town University, Cape Town, pp. 737- 749.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Alberto González Fiaren. (2006). Datación de posibles procesos
biológicos en Marte en función de su historia tectónica y de la
evolución hidrogeológica y geoquímica de los océanos.
119

Jefe de Línea /
Group Leader:
Juan Alfonso Ayala Serrano
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Guillermo Cobas Pupo
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Ana Maria Veses Alcobendas
Daniel Edgar Vega Mendoza
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Rubens March
Científicos Visitantes /
Visiting Scientists:
José di Conza
(Universidad de Buenos Aires,
Argentina)
Ricardo Medina
(Universidad Central
Las Villas, Cuba)
Beatriz Martínez
(Instituto de Productos Lácteos,
IPLA, Asturias)
María Inés Mota
(Universidad
de la República, Uruguay)
Nicolás Cordeiro
(Universidad
de la República, Uruguay)
Estudiantes /
Students:
Roberto Tinoco (MHIRT)
(University of California,
Irvine, USA)
Steven Melgarejo (MHIRT)
(University of California,
Irvine, USA)
Juan Alcain (BioExp)
Giovanna Iemmolo (Erasmus)
(University of Catania, Italia)
Marcos Almendros Jiménez
(BioExp)
Manuela Balliet
(Erasmus)
(University of Manchester, UK)
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
División celular bacteriana
y resistencia a antibióticos
Resumen de investigación
Los objetivos de nuestro grupo son el estudio desde un
punto de vista molecular del proceso de crecimiento y
división bacteriana y de los diversos mecanismos de
resistencia a los antibióticos β-lactámicos, que se han
desarrollado por los microorganismos patógenos de origen
clínico. Dentro de este esquema general, hemos
desarrollado dos aspectos, por un lado la caracterización
molecular de β-lactamasas de la familia CTX-M, su
mecanismo de movilización y el origen último de la
subfamilia CTX-M-1. Así como la identificación de nuevas
PBPs de la familia LMW-clase C y el estudio de su
implicación en la morfogénesis y los mecanismos de
resistencia en Enterobacterias y estirpes anaerobias.
Los resultados esenciales en los dos últimos años han sido:
1. La caracterización del entorno génico, la presencia de
integrones de tipo 1, 2 o 3, y la determinación de los
promotores que regulan la expresión para los genes
blaCTX-M-2 en Klebsiella pneumoniae, blaKLUA-9 en
Kluyvera ascorbata, blaCTX-M-2 presente en un plásmido
de multirresistencia de Salmonella enterica serovar Infantis,
y un pequeño plásmido (8.2-kb) tipo ColE1 codificante para
TEM-144; así como el origen de un integron clase 1 aislado
en Morganella morganii resistente a cefotaxima.
2. Detección, purificación y análisis de su actividad
enzimática y perfil de inhibición para las siguientes β-
lactamasas: tres nuevas variantes de AmpC con pIs
aparentes de 6.6, 7.4, y 7.8 de Morganella. Morganii, TEM-
144 (una nueva β-lactamasa con perfil de ceftazidimasa) de
Salmonella enterica serovar Derby, y las enzimas blaPER-2
y blaTEM-116 de Escherichia coli enteropatogénico.
3. Caracterización de los niveles de muropéptidos
precursores en estirpes deficientes en MraY y FtsW y
correlación con el efecto de inhibidores de la síntesis del
peptidoglicano, encontrándose un comportamiento
divergente en estos mutantes.
4. Identificación y caracterización de una nueva PBP
(pbp4B) en Escherichia coli con una baja actividad DDcarboxypeptidasa
perteneciente a la familia AmpC de PBPs.
5. Implicación de las PBPs de Bacteroides fragilis
e identificación del mecanismo de resistencia de esta
bacteria frente a once antibióticos β-lactámicos.
Bacterial cell division
and antibiotics resistance
Research summary
The objectives of our group are the analysis of the bacterial
growth and cell division under diverse molecular
approaches, and to study the mechanisms of resistance to
the β-lactam antibiotics, that have been developed by
pathogens of clinical origin. Under this general scheme, we
have developed two main aspects. One is the molecular
characterization of the CTX-M β-lactamases family, their
mobilization mechanisms and the ancestral origin of the
CTX-M-1 subfamily. And also the identification of new PBPs
of the LMW Class C and their role on morphogenesis and on
resistance mechanisms of Enterobacteria and anaerobic
strains was carried out.
Our main achievements in the last two years were:
1. Characterization of the genetic environment, the presence
of integrons class 1, 2 or 3, and determination of the
promoters that regulates the expression of the genes
blaCTX-M-2 in Klebsiella pneumoniae, blaKLUA-9 in
Kluyvera ascorbata, blaCTX-M-2 present in a
multiresistance plasmid of Salmonella enterica serovar
Infantis, and a small ColE1 plasmid (8.2-kb) coding for TEM-
144; as well as the origin of class 1 integron isolated in a
cefotaxime resistant Morganella morganii.
2. Detection, purification and analysis of the enzymatic
activity and inhibition profile for the following β-lactamases:
three new variants of AmpC with apparent pIs of 6.6, 7.4, y
7.8 of Morganella Morganii, TEM-144 (a new β-lactamase
with a ceftazidimase profile) of Salmonella enterica serovar
Derby, and the enzymes blaPER-2 and blaTEM-116 of
enteropathogenic Escherichia coli.
3. Characterization of the level of muropeptide precursors in
MraY and FtsW deficient strains and correlation with the
effect of peptidoglycan biosynthesis inhibitors was carried
out. A divergent behaviour was found for those mutants.
4. Identification and characterization of a new PBP (pbp4B)
in Escherichia coli with a low DD-carboxypeptidase activity,
belonging to the AmpC family of LMWs PPBs.
5. Involvement of the PBPs of Bacteroides fragilis and
identification of the mechanism of resistance of this
bacterium against eleven β-lactam antibiotics.
E4
Publicaciones
Publications
Valbuena, N., Letek, M., Ramos, A., Ayala, J. A., Nakunst, D. ,
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New TEM-Derived Extended Spectrum β-Lactamase and Its Genomic
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Tesis doctorales
Doctoral Theses
Jenny Dusan Garzón. (2006). Diversidad de Bacillus sphaericus de
diferentes habitats y regiones geográficas. Universidad de los Andes,
Bogotá, Colombia. Centro de Investigaciones Microbiológicas, CIMIC.
Sobresaliente Cum Laude por unanimidad.
Figura 1.- Epigenética de la resistencia antibiótica mediada por β-lactamasas de la
familia AmpC. Los genes en azul son los identificados previamente y están bien
caracterizados. Los genes en rojo son candidatos potenciales deducidos por
análisis comparativo de secuencias y funcionalidad. Genes en negro, sin relación
con la regulación de AmpC.
CBM 2005/2006
120
Figure 1.- Epigenetic control of antibiotic resistance mediated by the ampC family of
β-lactamases. Genes in blue are those previously identified and already
characterized. Genes in red are those putative candidates deduced by comparative
analysis of sequence and functionality. Genes in black have no relationship with
AmpC regulation.
121

Jefe de Línea /
Group Leader:
José Berenguer
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Daniel Vega Mendoza
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Felipe Cava
Emilio Blas
Eloy Ferreras
Federico Acosta
Zahra Chahlafi
Científicos visitantes /
Visiting Scientist:
Nuno Borges
Elisa Trivelloni
Diederik Johannes Opperman
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Biotecnología y genética
de bacterias termófilas extremas
Resumen de investigación
En nuestro grupo empleamos bacterias termófilas extremas
del género Thermus como modelo de laboratorio, y
tratamos de descifrar aspectos de su biología, y de
desarrollar en paralelo herramientas genéticas y métodos
que permitan su manipulación y empleo como sistemas de
producción de enzimas o de selección de formas
termoestables de éstas.
Nuestro trabajo en los últimos dos años se ha centrado en
el estudio de la regulación y maduración de las enzimas
respiratorias codificadas por un elemento genético
transferible (NCE) que confiere al portador la capacidad de
crecer anaeróbicamente con nitrato como aceptor de
electrones. Hemos demostrado que la nitrato reductasa
(Nar) codificada por el NCE posee un citocromo c, ausente
en sus homólogas mesófilas, que es necesario para su
maduración y unión a la membrana. Estos datos sugieren
que esta enzima podría constituir el ancestro común a
nitrato reductasas de membrana y periplásmicas presentes
en bacterias modernas. A nivel de regulación, hemos
encontrado que el NCE codifica dos homólogos de factores
de transcripción de las familias CRP y AfsR necesarios para
la expresión del sistema de respiración de nitrato en
respuesta a la presencia de éste compuesto y a la ausencia
simultánea de O2. En los dos próximos años pretendemos
descifrar la relación entre estos reguladores y los
mecanismos de respuesta a estas señales.
A un nivel más aplicado, hemos desarrollado vectores para
expresar enzimas en T. thermophilus de una forma
competitiva frente a los sistemas de expresión empleados
en E. coli, y vectores de plegamiento a alta temperatura con
los que pretendemos estabilizar enzimas y proteínas
termosensibles. Estas nuevas herramientas nos permiten
plantearnos proyectos de investigación en colaboración
con grupos de investigación y con empresas
biotecnológicas. Como ejemplo, hemos contribuido a
identificar la función biológica del factor de elongación de la
transcripción GfhI de T. thermophilus (Fig. 1).
Biothechnology and genetic
of extreme thermophilic bacteria
Research summary
We use extreme thermophilic bacteria of the genus Thermus
to uncover specific aspects of its biology and to develop
methods to allow its genetic analysis and use as “cell
factories”, both for the production of thermozimes and for the
selection of thermostable forms from thermosensitive ones.
During the last two years we have focused our attention on
the study of the regulation and maturation of the respiratory
enzymes encoded by a conjugative element (NCE) that
confers the capability to grow anaerobically with nitrate as
electron acceptor to its host. We have demonstrated that the
nitrate reductase (Nar) encoded by this NCE contains a
cytochrome c, absent from their mesophilic homologues,
that is required for the binding to the membrane and
maturation of the Nar. These results suggest that Nar could
constitute an ancestor of membrane and periplasmic nitrate
reductases present in modern bacteria. At the regulatory
level, we have shown that the NCE encodes two
homologues to transcription factors of the CRP and AfsR
families that are required for the expression of the anerobic
respiratory system in response to nitrate and to the absence
of O2. In the next two years we plan to decipher the
relationship between these regulators and the mechanisms
responsive to these two signals.
At a more applied level, we have developed vectors that
allow us to express enzymes in T. thermophilus in a
competitive way compared to the expression in E. coli. We
have developed also a high temperature folding vector with
which we plan to stabilize thermo-sensitive enzymes and
proteins. These new tools allow us to consider research
projects in collaboration with other groups and with biotech
companies. As an example, we have contributed to
elucidate the biological function of the transcription
elongation factor GfhI from T. thermophilus (Fig. 1).
E5
Publicaciones
Publications
Moreno, R., Haro, A., Castellanos, A. and Berenguer, J. (2005). Highlevel
overproduction of His-tagged Tth DNA polymerase in Thermus
thermophilus. Appl Environ Microbiol. 71: 591-593.
Zafra, O., Cava, F., Blasco, F., Magalon, A. and Berenguer, J. (2005).
Membrane-associated maturation of the heterotetrameric nitrate
reductase of Thermus thermophilus. J. Bacteriol. 187: 3990-3996.
Cava, F. and Berenguer, J. (2006). Biochemical and regulatory
properties of a respiratory island encoded by a conjugative plasmid in
the extreme thermophile Thermus thermophilus.
Biochem Soc Trans. 34: 97-100.
Laptenko, O., Kim, S.S., Lee, J., Starodubtseva, M,, Cava, F.,
Berenguer, J., Kong, X.P. and Borukhov, S. (2006). pH-dependent
conformational switch activates the inhibitor of transcription
elongation. EMBO J. 25: 2131-2141.
Patentes
Patents
Nuevo marcador de selección termoestable para la manipulación
genética de Thermus spp. Depósito Nº 200603279. España.
Colaboraciones con la industria
Doctoral Theses
Biotools B & M (Madrid) “Efecto de proteínas de Thermus
thermophilus recombinantes y nativas en reacciones de PCR
cualitativas y cuantitativas. Modelización en la detección de
Staphylococcus aureus y sus forma resistentes a meticilina (MRSA)”
Biomethodes (Evry, Francia) Project THR: A new technology
to improve the thermostability of proteins.
Figura 1. Efecto de la deleción de los factores de elongación de la transcripción GreA (activador) y Gfh1 (inhibidor) en la morfología de
Thermus thermophilus. Se muestra la ausencia de las proteínas GreA y Gfh1 en mutantes sencillos y dobles obtenidos mediante
el uso de un vector de inserción-escisión, así como el efecto de tales mutaciones en la morfología de cada mutante (rojo) comparado
con la estirpe silvestre (verde). Se puede apreciar el pequeño tamaño de los mutantes ∆greA, la morfología aberrante de los mutantes ∆gfh1
y la formación de agregados multicelulares por el doble mutante.
CBM 2005/2006
122
Figure 1. Effect of the deletion of the transcription elongation factors GreA (activator) and Gfh1 (inhibitor) on the morphology of Thermus
thermophilus. Figure shows the absence of the GreA and Gfh1 proteins in single and double mutants obtained through the use of an insertionexcision
vector, and also the effects of such mutations on the cell morphology of each mutant (red) compared to the wild type (green).
It can be observed the small size of the ∆greA mutant, the aberrant morphology of the ∆gfh1 mutant and the formation
of huge cell aggregates in the double mutant.
123

Jefe de Línea /
Group Leader:
Luis Blanco Dávila
Personal Científico /
Scientific Staff:
Francisco J. López de Saro
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Sergio González Barrera
Raquel Juárez Santos
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Ángel Picher Serantes
Gloria Terrados Aguado
Arancha Sánchez Sánchez
Paula Andrade Vivero
Beatriz Escudero González
María José Martín Pereira
Estudiantes /
Undergraduate Students:
Sandra de la Fuente Rodríguez
Ana Gómez Bedoya
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Mantenimiento y variabilidad
del genoma: enzimología de la
replicación y reparación del DNA
Resumen de investigación
Estudiamos las dos únicas DNA polimerasas encargadas de
reparar las dobles roturas de cadena de DNA en humanos,
Polλ (lambda) y Polµ (mu), ambas identificadas en nuestro
laboratorio en 1999. Estas enzimas son relevantes tanto para
el mantenimiento de la estabilidad genómica como para
proporcionar la variabilidad necesaria en determinados
genes, como en el caso de los receptores de antígeno. La
acción mutagénica de estas enzimas podría contribuir al
fenotipo mutador asociado a ciertos procesos tumorales.
Recientemente hemos demostrado la base estructural que
capacita a Polµ humana para participar en la reparación de
dobles roturas de ADN vía NHEJ. La clave es un loop
específico que permite a Polµ llevar a cabo la inserción de
nucleótidos en ausencia de un molde director, lo que es
esencial para la síntesis a través de una rotura. Este loop está
presente también en la TdT, que lo utiliza durante la
recombinación V(D)J de los genes receptores de antígeno.
Polλ posee una gran capacidad para extender extremos
desapareados y que involucren nucleótidos dañados, lo que
abre la posibilidad de su función en tolerancia al daño.
Estamos interesados en determinar la especificidad de
acción e interacción de ambas polimerasas con proteínas del
sistema NHEJ, y con el factor de procesividad eucariótico
PCNA, y cómo estas interacciones son reguladas durante la
reparación del DNA. Estamos estudiando estos procesos
dentro del sistema de reparación de bases desapareadas
(MSH and MLH) y de reparación por escisión de base (Polß y
DNA ligasa I) en humanos.
Hemos desarrollado un modelo de levadura
(Schyzosaccharomyces pombe) deficiente en Pol IV para
estudios de complementación con sus homólogos
humanos, y se está llevando a cabo el análisis fenotípico de
los modelos murinos (knock-out) deficientes en Polλ y Polµ,
así como generando un modelo de doble deficiencia en
ambas DNA polimerasas.
Genome maintenance and variability:
enzymology of DNA replication
and repair
Research summary
We study the only two DNA polymerases involved in doublestrand
break repair in humans, Pol λ (lambda) and Polµ (mu),
which were both identified in our laboratory in 1999. These
enzymes are relevant to maintain the equilibrium between
genome stability and the levels of variability required, not only for
evolution, but also for the normal function of specific genes.
Moreover, dysregulation of these enzymes could be responsible
for the mutator phenotype associated to carcinogenesis.
We have recently demonstrated the structural basis for the
role of human Polµ in DSB repair via NHEJ: a specific loop
allows Polµ to carry out nucleotide insertion in the absence of
a directive template, an essential feature to synthesize across
a DSB when the ends can not be initially connected by base
complementarity. A similar but less flexible loop is used by
TdT for its function during V(D)J recombination of antigen
receptor genes. Polλ has a strong capacity to extend
mismatched bases, or base pairs containing damaged
bases, suggesting a functional role of Poll in damage
tolerance during replication. We are studying the specificity of
the interactions of both polymerases with NHEJ proteins, and
with the eukaryotic processivity factor PCNA, and how these
interactions are regulated during DNA repair. Other
interactions that are being studied include the mismatch
repair proteins MSH and MHL, and the human BER proteins
Polß and DNA ligase I. A Schyzosaccharomyces pombe
model lacking Pol IV has been obtained in order to perform
complementation analysis with its human homologues.
Phenotypic analysis of individual KO models for Polλ and
Polµ deficiency, together with the generation of a double KO
model for both enzymes, are being carried out.
E6
Publicaciones
Publications
Lucas, D., Laín de Lera, M. T., González, M. A., Ruiz, J. F.,
Domínguez, O., Casanova, J.C., Martínez-A., C., Blanco L., and
Bernad, A. (2005). Polymerase µ is up-regulated during nthe T celldependent
inmune response and its deficiency alters developmental
dynamics of spleen centroblasts. Eur. J. Inmunol. 235, 1601-1611.
Lebedeva, N., Rechkunova, N. I., Dezhurov, S. V., Khodyreva, S.N.,
Favre, A., Blanco, L. and Lavrik, O.I. (2005). Comparison of functional
properties of mammalian DNA polymerase lambda and DNA
polymerase beta in reactions of DNA synthesis related to DNA repair.
Biochimica et Biophysica. Acta 1751, 150-158.
Rodriguez, I., Lázaro, J.M., Blanco, L., Kamtekar, S., Berman, A.J.,
Wang, J., Steitz, T.A., Salas, M. and de Vega, M. (2005). Lesion
bypass by human DNA polymerase mu reveals a template-dependent,
sequence-independent nucleotidyl transferase activity. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA. 102, 6407-6412.
Nick McElhinny, S.A., Havener, J.M., García-Dïaz. M., Juárez, R.,
Bebenek, K., Lee, B.L., Blanco, L., Kunkel, T.A. and Ramsden, DA.
(2005). A gradient of template-dependence defines distinct biological
roles for family X polymerases in nonhomologous end joining.
Mol. Cell. 19, 357-366.
González-Barrera, S., Sánchez, A., Ruiz, J.F., Juárez, R., Picher, A.J.,
Terrados, G., Andrade, P. and Blanco, L. (2005). Characterization of
SpPol4, a unique X-family DNA polymerase in Schizosaccharomyces
pombe. Nucleic Acids Res. 33, 4762-4774.
Alonso, A., Terrados, G., Picher, A.J., Giraldo, R., Blanco, L. and
Larraga, V. (2005). An intrinsic 5'-deoxyribose-5-phosphate lyase
activity in DNA polymerase beta from Leishmania infantum supports a
role in DNA repair. DNA Repair. 5, 89-101.
Kamtekar, S., Berman, A.J., Wang, J., Lázaro, J.M., de Vega, M.,
Blanco, L., Salas, M. and Steitz, T.A. (2006). The phi29 DNA
polymerase:protein-primer structure suggests a model for the initiation
to elongation transition. EMBO J. 25. 1335-1343.
Picher, A. J., Garcia-Diaz, M., Bebenek, K., Pedersen, L. C., Kunkel,
T.A. and Blanco, L. (2006). Promiscuous mismatch extension by
human DNA polymerase lambda. Nucleic Acids Res. 34, 3259-3266.
López de Saro, F. J., Marinus, M.G., Modrich, P. and O´Donnell, M.
(2006) The beta sliding clamp binds to multiple sites within MutL and
MutS. J. Biol. Chem. 281, 14340-14349.
Juarez. R., Ruiz. J.F., Nick McElhinny, S.A., Ramsden, D. and Blanco,
L. (2006). A specific loop in human DNA polymerase mu allows
switching between creative and DNA-instructed synthesis.
Nucleic Acids Res. 34, 4572-4582.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Raquel Juárez Santos. (2006). Caracterización bioquímica de la ADN
polimerasa µ humana y su implicación en NHEJ.
Universidad Autónoma de Madrid.
CBM 2005/2006
124
Figura 1. Interacción funcional de MutS y el factor de procesividad ß. A,
estructura de la MutS de E. coli unida a un fragmento de DNA con un
mismatch (a la izquierda), y de la subunidad ß (a la derecha). B, modelo de
interacción de la subunidad ß con MutS durante las primeras etapas de la
reparación de errores.
Figure 1. A model for the functional interaction of MutS with the ß-clamp. A,
structure of E. coli MutS bound to a fragment of DNA with a mismatch (left),
and of the ß-subunit (right). B, a model for the use of ß by MutS during the
early stages of mismatch repair.
Figura 2. TdT y Polµ poseen un loop específico en el subdominio "palm". (A) Esquema de la estructura multidominio de las DNA polimerasas Polß, Polµ y
TdT. (B) Alineamiento de secuencia de aminoácidos en la región que contiene el loop1. (C) Predicción de movilidad del loop1 como interruptor entre
síntesis "creativa" y síntesis de DNA dirigida por molde. (D) Modelado de la Polµ humana que predice conformaciones alternativas para el loop1 de Polµ.
Figure 2. TdT and Polµ have a specific loop in their “palm” subdomain. (A) Scheme of the multidomain architecture present in Polß, Polµ and TdT. (B)
Amino acid sequence alignment along the region containing loop 1. (C) Prediction of a great mobility for the loop 1, allowing its function as a switcher
between “creative” and “templated” DNA synthesis. (D) Modelling of human Polµ that predicts alternative conformations for loop1 in Polµ.
125

Jefe de Línea /
Group Leader:
César de Haro
Personal Científico /
Scientific Staff:
Juan José Berlanga
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Damariz Rivero
Isabela Alonso
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
José Alcalde
Estudiantes /
Undergraduate Students:
Carlos Chillón
Helena Niño
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Síntesis de proteínas y su regulación
en eucariontes
Resumen de investigación
La regulación de la expresión génica a nivel de la
traducción juega un importante papel en el inicio de la
respuesta celular a numerosas situaciones fisiológicas de
estrés, que incluyen choque térmico, infección viral,
deficiencia de hierro, falta de nutrientes, acumulación de
proteínas mal plegadas, radiación ultravioleta e inducción
de apoptosis. En células de mamíferos, esta respuesta se
desencadena con la fosforilación transitoria de la subunidad
alfa del factor de iniciación de la traducción eIF2, a través
de la activación de una de las cuatro eIF2alfa quinasas
existentes (HRI, PKR, PERK y GCN2), que conduce a una
atenuación general de la traducción y a la activación
traduccional de genes específicos implicados en la
adaptación al estrés. En la levadura Schizosaccharomyces
pombe se han caracterizado tres eIF2alfa quinasas, dos
relacionadas con el HRI (SEK1/Hri1p y SEK2/Hri2p) y el
homólogo de GCN2.
Recientemente, hemos demostrado que: i) GCN2 está
implicada en la respuesta antiviral frente a virus RNA con
tropismo por el sistema nervioso central; y ii) las eIF2alfa
quinasas de S. pombe responden de forma diferenciada a
distintos tipos de estrés. Otros grupos han demostrado que
la fosforilación de eIF2alfa está asociada con: i) la muerte
neuronal inducida por estrés oxidativo en la enfermedad de
Alzheimer; ii) la pato-fisiología de la enfermedad de
Parkinson; y iii) procesos de isquemia cerebral transitoria.
Nuestro interés es estudiar los mecanismos moleculares
implicados en la activación de las eIF2alfa quinasas de
mamíferos (GCN2, PERK, HRI, PKR) en respuesta a
distintas formas de estrés, a través de la identificación de
proteínas que interactúan con las eIF2alfa quinasas
modulando su actividad, y aquellos que promueven la
activación diferencial de las eIF2alfa quinasas de S. pombe
tras distintos tipos de estrés, con el fin de comprender mejor
la función de esta familia de proteínas quinasas.
Protein synthesis and its regulation
in eukaryotes
Research summary
Translational regulation of gene expression plays an
important role in the onset of cellular response to a number
of physiological stresses, including heat shock, viral
infection, iron deficiency, nutrient deprivation, accumulation
of unfolded proteins, ultraviolet irradiation and induction of
apoptosis. In mammals, this response is triggered by the
transient phosphorylation of the alpha subunit of eukaryotic
initiation factor 2 (eIF2) through the activation of some of the
four eIF2alpha kinases (HRI, PKR, PERK and GCN2),
leading to a general attenuation of protein synthesis and the
translational activation of specific genes involved in the
stress adaptation. In the fission yeast Schizosaccharomyces
pombe three eIF2alpha kinases have been characterized,
two related with HRI (SEK1/Hri1p and SEK2/Hri2p) and the
GCN2 homologue.
Recently, we have showed that: i) mammalian GCN2 is
involved in the antiviral response against RNA viruses with
tropism for central nervous system; and ii) eIF2alpha kinases
from S. pombe respond in a different way to different kinds
of a cellular stress. Some other results show that
phosphorylation of eIF2alpha is associated with: i) the
neuronal death induced by oxidative stress in Alzheimer’s
disease; ii) the patho-physiology of Parkinson’s disease, and
iii) the transient brain ischemia processes.
Overall, we will study the molecular mechanisms involved in
the activation of mammalian eIF2alpha kinases (GCN2, PERK,
HRI, PKR) in response to distinct cellular stresses, by
identifying proteins that interact with these eIF2alpha kinases
modulating their activity, and those involved in the differential
activation of the eIF2alpha kinases from S. pombe in response
to distinct cellular stresses, with the aim to better understand
the function of this protein kinase family.
E7
Publicaciones
Publications
Berlanga, J.J., Ventoso, I., Harding, H.P., Deng, J., Ron, D.,
Sonenberg, N., Carrasco, L. and de Haro, C. (2006). Antiviral effect of
the mammalian translation initiation factor 2 alpha kinase GCN2
against RNA viruses. EMBO J. 25, 1730-1740.
Herrero, S., Berlanga, J.J., Alonso, I. and de Haro, C. (2006). Heme
responsiveness in vitro is a common feature shared by the eukaryotic
initiation factor 2 alpha kinase family. An. R. Acad. Nac. Farm. 72,
611-627.
Berlanga, J.J., Baass, A. and Sonenberg, N. (2006). Regulation of
poly(A) binding protein function in translation: Characterization of the
Paip2 homolog, Paip2B. RNA. 12, 1556-1568.
Ventoso, I., Sanz, M.A., Molina, S., Berlanga, J.J., Carrasco, L. and
Esteban, M. (2006). Translational Resistance of Late Alphavirus mRNA
to eIF2alpha Phosphorylation: a Strategy to Overcome the Antiviral
Effect of Protein Kinase PKR. Genes Dev. 20, 87-100.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Damariz Rivero Guédez. (2006). Respuesta diferencial de las eIF2
alpha quinasas de Schizosaccharomyces pombe a distintas formas
de estrés celular.
CBM 2005/2006
126
Figura 1. Regulación de la expresión génica por las eIF2alfa quinasas.
Figure 1.Regulation of gene expression by eIF2alpha kinases.
127

Jefe de Línea /
Group Leader:
Miguel Ángel de Pedro Montalbán
Envolturas celulares
Cell envelopes
E8
Publicaciones
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Said Taimani
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Resumen de investigación
Nuestro objeto de estudio es la pared celular bacteriana y
en particular la capa de peptidoglicano (sáculo), como
elemento morfogenético primario y como sitio de acción de
agentes antibacterianos. Nuestro trabajo se centra en el
estudio de la generación y función de regiones
topológicamente diferenciadas en la envoltura celular de
Escherichia coli, sobre todo en los siguientes aspectos:
a) Generación y función de las regiones de peptidoglicano
inerte (IPG). Nuestros datos demuestran que las regiones IPG
se generan exclusivamente durante el proceso de división
celular y son esenciales en la morfogénesis bacteriana.
Hemos demostrado la implicación de las proteínas PBP 5
FtsZ, BolA y MreB en la generación y delimitación de las
regiones IPG. Seguimos estudiando las bases moleculares,
estructurales y metabólicas que intervienen en la generación
de regiones de IPG y su papel en la morfogénesis de E. coli y
de especies más complejas morfológicamente.
b) Diferenciación, distribución y dinámica de los sitios de
incorporación de precursores en el sáculo. Hemos
desarrollado métodos para visualizar los sitios de
crecimiento del sáculo. Estamos estudiando los factores
que determinan su activación, número y distribución en los
diferentes estadíos del ciclo celular, en particular durante
las transiciones en el estado de crecimiento y entre las
fases de elongación y septación.
c) Pretendemos identificar en los procesos anteriores
elementos con potencialidad como sitios de acción de
nuevos agentes antibacterianos de alta especificidad al
igual que otros antibióticos (beta-lactámicos) que actúan a
nivel del sáculo, elemento exclusivamente bacteriano.
Research summary
Our research object is the bacterial cell envelope, in
particular the peptidoglycan layer (sacculus) as the primary
morphogenetic element, and as a prime target for
antibacterial agents. Our work is focused on the generation
and functionality of topologically differentiated domains in
the Escherichia coli cell envelope, in particular in the
following aspects:
a) Generation and function of inert peptidoglycan (IPG)
regions. Our results demonstrated that IPG regions are
strictly dependent on the cell division process, and are key
elements in bacterial morphogenesis. The morphogenetic
proteins FtsZ, BolA, MreB, and PBP5 are all required for
proper differentiation and topology of IPG regions. We are
investigating the molecular, structural and metabolic
elements involved in the development, functionality and
topology of IPG both in E. coli and other morphologically
more complex species.
b) Differentiation, distribution and dynamics of precursor
insertion sites in the sacculus. We have developed a series
of new high resolution methods allowing direct visualization
of active growth sites in the sacculus. At present we are
applying those methods to define the factors implicated in
the activation, distribution, and number of the growth sites
on the different stages of bacterial growth, with particular
emphasis on the transitions in the state of growth and from
elongation to septation.
c) We intent to identify new elements in the morphogenetic
process with high potentiality as targets for new antibacterial
agents of as highly specific as other antibiotics directed
against peptidoglycan synthesis (beta-lactams).
Publications
Koch, A.L. and de Pedro, M.A. (2006). Partition of old murein in small
patches over the entire wall of E. coli cells forced to grow as coccoid.
Curr. Microbiol. 52, 249-253.
Vieira,H., Freire, P., Furtado, A., de Pedro, M.A. and Arraiano, C.
(2006). Effect of the morphogen bolA on the permeability of the
Escherichia coli outer membrane. FEMS Microbiol Lett. 260, 106-111.
CBM 2005/2006
128
Figura 1. Visualización de los sitios de IPG (verde) y de crecimiento (rojo) en un sáculo (azul) de E.coli.
Figure 1. Visualization of IPG (green) and growth sites (red) in an E.coli sacculus.
129

Jefe de Grupo /
Group Leader:
María Fernández Lobato
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Miguel de Abreu Felipe
Miguel Álvaro Benito
Dolores Linde López
Patricia Gutierrez Alonso
Estudiantes /
Undergraduated Students:
Lucia Peña
Aikaterini Tsilingiri
Científicos Visitantes /
Visiting Scientists:
Ivana Janatova (ASCR, Praga)
Andriy Dorosh (ASCR, Praga)
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Expresión génica en Streptomyces
y levaduras
Resumen de investigación
Nuestro investigación está encaminada a conocer los
mecanismos moleculares de la regulación de la expresión
de genes de Streptomyces y levaduras implicados en la
síntesis de moléculas de interés biotecnológico. Durante los
últimos dos años hemos continuado el estudio de los
clusters biosintéticos de los antibióticos nucleosídicos
puromicina (pur) y A201A (ata) de Streptomyces y de
distintas proteínas con actividad glucosidasa /
glicosiltransferasa de levaduras que puedan ser empleadas
en la obtención / modificación de oligosacáridos.
Un 44% de la masa de A201A lo constituyen residuos
glucídicos (furanosa insaturada y D-ramnosa) que sin duda
están implicados en el control de las propiedades
biológicas-farmacológicas del antibiótico. Estamos
caracterizando los genes implicados en la incorporación /
modificación de estos residuos. Nuestro análisis se centra
en los genes ata5, ata7, ata10, ata12, ata13 ata14 y ata17;
la mayor parte de estos han sido ya inactivados y los
productos generados en cada caso están siendo
estudiados. Se intentarán obtener nuevas moléculas con
actividad antibiótica basándonos en la flexibilidad de
sustrato que muestran las glicosiltransferasas descritas.
El campo de los oligosacáridos prebióticos como ingredientes
funcionales, en alimentación, se ha desarrollado de manera
espectacular en los últimos años. Estamos caracterizando y
estudiando distintas actividades glicosiltransferasa de
levaduras pertenecientes a los géneros Phaffia,
Schwanniomyces y Rhodotorula que sintetizan distintos tipos
de oligosacáridos con propiedades prebióticas. Conocer la
relación que existe entre la estructura, función y especificidad
de estas enzimas es uno de nuestros objetivos principales.
Estamos modificando posiciones concretas y aleatorias de
estas proteínas para aumentar/modificar su actividad
transferasa, su inmovilización a soportes sólidos y favorecer
su utilización industrial.
Gene expresión in Streptomyces
and yeast
Research summary
Our research is focussed in knowing the molecular
mechanisms regulating the expression of some
Streptomyces and yeast genes, which produce novel
compounds of biotechnological interest. During the last
years, we are continuing to study the biosynthetic cluster of
the nucleoside antibiotics puromycin (pur) and A201A (ata)
and also some yeast proteins with glucosidase/
glycosyltransferase activity able to produce/modify
oligosaccharides.
The monosaccharide residues constitute about 44% of the
A201A mass (unsaturated furanose and D-rhamnose),
which must be related with the biological-pharmacological
properties of this antibiotic. We are characterizing the
involved genes in the incorporation/modification of these
residues. Our analysis is focused in ata5, ata7, ata10, ata12,
ata13, ata14 and ata17 genes; most of these have been
already inactivated and the generated products are being
characterized. The biosynthesis of novel antibiotics will be
attempted based on the low substrate specificity previously
described for glycosyltransferases.
The field of prebiotic oligosaccharides as functional
ingredients in food has developed substantially in the last
few years. We are characterizing and studying several
glycosyltransferases from Phaffia, Schwanniomyces and
Rhodotorula yeast genera, which produce different prebiotic
oligosaccharides. To know the structure-function-specificity
relationships are ours priority objectives. We are carrying out
structural modifications of theses proteins in order to
increase/modify their transglycosylase activity, to modulate
their immobilization on acrylic polymers and to improve their
industrial applications.
E9
Publicaciones
Publications
Marín, D., Linde, D. and Fernández-Lobato, M. (2006). Purification and
biochemical characterization of an a-glucosidase from
Xanthophyllomyces dendrorhous. YEAST. 23, 117-125.
Sánchez, M.B.+, Barrado+, P., Jiménez, A. and Fernández-Lobato, M.
(2006). The pur3 gene from the pur cluster encodes
a monophosphatase essential for puromycin biosynthesis
in Streptomyces. FEBS Lett. 580, 1807-1811.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Dolores Marín Alberdi. 2005. Estudio sobre enzimas amilolíticas de las
levaduras no convencionales Phaffia rhodozyma y Schwanniomyces
occidentalis.
Patentes
Patents
Fernández Lobato, M., Macias I., Marín, D., Linde, L., Fernández
Arrojo, L. Plou, FJ. (2005) Nueva enzima, con actividad
fructofuranosidasa para la obtención de oligosacáridos prebióticos.
UAM/CSIC. P200501875. PCT/ES22006/000435.
Fernández Lobato, M., Álvaro, M., de Abreu, M., Fernández Arrojo L.,
Plou, FJ. Nueva actividad fructofuranosidasa para la obtención del
oligosacárido prebiótico 6-kestosa. UAM/CSIC. P200503195.
PCT/ES2006/000693.
CBM 2005/2006
130
Figura 1. (A) Modelado estructural de la b-fructofuranosidasa de Sw. occidentalis.
Los residuos implicados en la actividad hidrolasa están marcados. (B) Representación del centro activo.
Figure 1. (A) Molecular model of Sw. occidentalis b-fructofuranosidase.
Residues involved in hydrolase activity are indicated (B) Catalytic site representation.
131

Jefes de Línea /
Group Leaders:
Juan Pedro García Ballesta
Miguel Remacha Moreno
Estructura y función del ribosoma
Ribosome structure and function
E10
Publicaciones
Personal Científico /
Scientific Staff:
Antonio Jiménez Díaz
Cruz Santos Tejedor
Francisco Martínez Azorín
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Alberto García Marcos
Verónica Briceño Domínguez
Jesús Revuelta Cervantes
María Rodríguez Mateos
Rosario Francisco Velilla
David Cárdenas Sanjur
Estudiantes /
Undergraduated Students:
Belén Rebollo
Vanesa Arribas
Patricia Cerón
Científicos Visitantes /
Visiting Scientists:
E. Gratton
(LFD, Universidad de Illinois,
Urbana, USA.)
S. Kouyanou
(Departamento de Biología,
Universidad de Atenas, Grecia.)
Sobona Sharma
(Tata Institut, Bombay, India.)
Wanxiang Xu
(Fudan University,
Shanghai, R.P. China.)
Ming F. Tam
(Institute of Molecular Biology,
Academia Sinica, Taiwan.)
J. Woolford
(Department of Biological
Sciences, Carnegie Mellon
University, Pittsburg, USA.)
Nilgun Tumer
(Biotechnology Center, Rutgers
University, New Jersey, USA.)
Asistencia Técnica /
Tecnical Assistance:
Mari Carmen Fernández Moyano
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Resumen de investigación
El ribosoma como regulador de la traducción en eucariontes:
Papel del tallo ribosómico.
En eucariontes, el ribosoma no es solamente el elemento
activo central del mecanismo de traducción sino que tiene
funciones reguladoras de la síntesis proteica. Nuestros
resultados previos han indicado que el tallo ribosómico,
esencial para la actividad de los factores solubles, también
puede controlar la traducción de determinados mRNAs. A
pesar de su importancia este dominio ribosómico es poco
conocido a nivel molecular y por ello intentamos aclarar
aspectos estructurales y funcionales que permitan
comprender especialmente su papel regulador, usando
como modelo S. cerevisiae y cultivos celulares humanos.
Estructura: Se están estudiando las interacciones
extraordinariamente dinámicas entre las cinco proteínas,
P0, P1α, P1β, P2α y P2β, que forman el tallo de la levadura,
y con la proteína L12, asociada a la base del mismo.
Mediante “crosslinking”, cromatografía de afinidad con
proteínas etiquetadas, la técnica del doble híbrido, y la
expresión de proteínas manipuladas genéticamente, se
están caracterizando los sitios de interacción en las
diferentes proteínas y se está analizando su asociación con
otros componentes de la maquinaria de traducción.
Funcion: Se están identificando mRNAs cuya traducción
está afectadas por modificaciones en el tallo ribosómico,
para investigar sobre ellos el mecanismo de regulación a
nivel molecular. En S. cerevisiae usamos mutantes con los
genes del tallo ribosómico eliminados, y en cultivos
celulares humanos se inhibe la expresión de los mismos
genes usando iRNAs.
Ensamblaje: El ensamblaje del tallo tiene un papel
importante en su función reguladora. La proteína P0 se une
a las partículas preribosómicas en el nucleolo en un proceso
de alguna forma controlado por la proteína Mrt4. Las
proteínas P1 y P2 se asocian reversiblemente al ribosoma en
el citoplasma. Se están identificando los factores implicados
en este proceso caracterizando partículas pre-ribosómicas
aisladas mediante la técnica del TAP.
Antibióticos: Se está investigando la interacción del
tallo ribosómico con antibióticos que lo inhiben
(sordarinas, thiostrepton).
Research summary
The ribosome as translation regulator in eukaryotes: Role of
the ribosomal stalk.
In eukaryotes, the ribosome is the central active component
of the translation mechanism and also an important
regulatory element of the protein biosynthesis. Our previous
results have shown that the ribosomal stalk, which is
essential for soluble factors activity, can also control the
translation of some mRNAs. In spite of its functional
relevance this ribosomal domain is poorly understood at the
molecular level. We are trying to clarify functional and
structural aspects that can help to understand the ribosomal
stalk regulatory role using as a model S. cerevisiae and
human cell cultures.
Structure: We are studying the extraordinarily dynamic
interactions existing among the five proteins, P0, P1α, P1β,
P2α y P2β, that form the yeast stalk and with protein L12,
which is associated to the stalk base. Using cross-linking,
affinity chromatography, the two-hybrid system and
genetically manipulated proteins, the interaction sites in the
different stalk proteins are being characterized. Similarly, the
association of these proteins with other translation
machinery components is being analyzed.
Function: We are trying to identify mRNAs whose translation
is affected by changes in the ribosomal stalk in order to
investigate in detail the regulatory mechanism at the
molecular level. In S. cerevisiae we are using stalk gene
deletion mutants while in human cell culture the expression
of the corresponding genes is suppressed by iRNA.
Assembly: The assembly process has an important role in
the ribosomal stalk regulatory function. Protein P0
associates to the pre-ribosomal particles in the nucleolus in
a process somehow controlled by the assembly protein
Mrt4. In contrast, proteins P1 and P2 reversibly bind to the
ribosome in the cytoplasm. We are trying to identify what
factors are involved in this process characterizing preribosomal
particles purified by TAP.
Antibiotics: The mode of action of ribosomal stalk inhibitors
(sordarins, thiostrepton) is also being studied.
Publications
Perez-Fernandez, J., Remacha, M. and Ballesta, J.P.G. (2005). The
acidic protein binding site is partially hidden in the free S. cerevisiae
ribosomal stalk protein P0. Biochemistry. 44, 5532-5540.
Aruna, K., Chakraborti, T., Rao, P., Santos, C., Ballesta, J.P.G. and
Sharma, S. (2005). Functional complementation of yeast ribosomal P0
protein with Plasmodium falciparum P0. Gene. 357, 9-17
Santos, C. and Ballesta, J.P.G. (2005). Characterization of the 26S
rRNA binding domain in Saccharomyces cerevisiae ribosomal stalk
phosphoprotein P0. Mol Microbiol. 58, 217-226.
De la Cruz, J., Sanz-Martínez, E. and Remacha, M. (2005).
The essential WD-repeat protein Rsa4p is required for rRNA
processing and intra-nuclear transport of 60S ribosomal subunits.
Nucleic Acids Res. 33, 5728-5739.
Qiu, D-Y., Parada, P., García Marcos, A., Cárdenas, D., Remacha, M.
and Ballesta, J.P.G. (2006). Different roles of P1 and P2 S. cerevisiae
ribosomal stalk proteins revealed by cross-linking.
Mol. Microbiol. 62, 1191.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Alberto García Marcos. (2005). Estudios in vitro e in vivo del tallo
ribosómico de S. cerevisiae mediante técnicas biofísicas y bioquímicas.
Universidad Autónoma de Madrid. Sobresaliente cum laude.
Figura 1. Complejo de la proteína del tallo ribosómico L11 de E. coli (verde), el rRNA del sitio asociado a la GTPasa (GAR) en el 26srRNA de S. cerevisiae (amarillo)
y el antibiótico thiostrepton (blanco). Se marcan los residuos de Prolina (rojo) del dominio carboxilo terminal (CTD) de L11 y los nucleótidos A1095 (azul claro) y G1067
(magenta) directamente relacionados con la unión del antibiótico. También se marcan los aminoácidos Gly-130 y Thr-131 (azul oscuro) y los nucleótidos U-1060 y A1088
(naranja) que juegan un papel clave en la asociación de la proteína con el rRNA. Los aminoácidos y nucleótidos están numerados de acuerdo con las secuencias de
E.coli. La estructura se ha modelado en colaboración con la Unidad de Bioinformática del CBMSO usando modelos cristalinos bacterianos disponibles.
CBM 2005/2006
132
Figure 1.Complex of E.coli stalk ribosomal protein L11 (green), the S. cerevisiae GTPase associated region (GAR) of the 26srRNA (yellow) and thiostrepton (white).
The L11 CTD Pro residues (red) and nucleotides A1095 (cyan) and G1067 (magenta) directly involved in the antibiotic binding are marked. Similarly marked are residues
Gly-130 and Thr-131 (blue) and the nucleotide pair U1060-A1088 (orange), which are highly important for the association of L11 with the GAR region.
The E.coli amino acids and nucleotide numbering is used. The structure has been modelled in collaboration with the CBMSO Bioinformatics Service.
133

CBM 2005/2006
134
Jefe de Línea /
Group Leader:
Antonio Jiménez Martínez
Personal Científico /
Scientific Staff:
María Fernández Lobato
José Antonio Tercero Orduña
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
María Blanca Sánchez Martínez
Brian Molloy Galiana
Ainhoa Ceballos Hernández
Vanesa Rojas Rudilla
María Victoria Vázquez Sarrión
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Asunción Martín Redondo
Científicos Visitantes /
Visiting Scientists:
Ivana Janatova (ASCR, Praga),
Andriy Dorosh (ASCR, Praga)
Víctor Cifuentes (Chile)
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Expresion génica en Streptomyces
y levaduras
Resumen de investigación
Nuestro grupo está interesado en conocer los mecanismos
moleculares de la regulación de la expresión de genes de
Streptomyces y levaduras implicados en la síntesis de
moléculas de interés biotecnológico. Durante los últimos dos
años hemos continuado el estudio de los clusters biosintéticos
de los antibióticos nucleosídicos puromicina (pur) y A201A
(ata) de Streptomyces y de distintas proteínas con actividad
glucosidasa/glicosiltransferasa de levaduras que puedan ser
empleadas en la obtención/modificación de oligosacáridos.
Se ha estudiado el proceso de regulación de la biosíntesis
y mecanismo de resistencia a puromicina en Streptomyces
alboniger. Se ha aislado un regulador (bldA) del proceso
biosintético y determinado la implicación de pur8 en el
mecanismo de resistencia al antibiótico. Un 44% de la masa
de A201A lo constituyen residuos glucídicos (furanosa
insaturada y D-ramnosa) que sin duda están implicados en
el control de las propiedades biológicas-farmacológicas del
antibiótico. Estamos caracterizando los genes implicados
en la incorporación/modificación de estos residuos. Nuestro
análisis se centra en los genes ata5, ata7, ata10, ata12,
ata13 ata14 y ata17; la mayor parte de estos han sido ya
inactivados y los productos generados en cada caso están
siendo estudiados. Se intentarán obtener nuevas moléculas
con actividad antibiótica basándonos en la flexibilidad de
sustrato que muestran las glicosiltransferasas descritas.
El campo de los oligosacáridos prebióticos como ingredientes
funcionales en alimentación se ha desarrollado de manera
espectacular en los últimos años. Estamos caracterizando y
estudiando distintas actividades glicosiltransferasa de
levaduras pertenecientes a los géneros Phaffia,
Schwanniomyces y Rhodotorula que sintetizan distintos tipos
de oligosacáridos con propiedades prebióticas. Conocer la
relación que existe entre la estructura, función y especificidad
de estas enzimas es uno de nuestros objetivos principales.
Estamos modificando posiciones concretas y aleatorias de
estas proteínas para aumentar/modificar su actividad
transferasa, su inmovilización a soportes sólidos y favorecer
su utilización industrial.
Otra parte del trabajo está centrada en la caracterización de
factores implicados en la regulación de la replicación
cromosómica en células eucariotas, especialmente cuando el
DNA está dañado, utilizando la levadura Saccharomyces
cerevisiae como organismo modelo. Se encontró que la
acción coordinada de las rutas de reparación por escisión de
bases, recombinación homóloga y tolerancia al daño,
además de un checkpoint de la fase S funcional, es necesaria
para la progresión eficiente de las horquillas de replicación a
través de un DNA dañado, lo cual es esencial para mantener
la estabilidad genómica y la viabilidad celular. Además, se
determinó que, en condiciones de estrés replicativo, la
helicasa Sgs1 coopera con proteínas del checkpoint de
replicación para mantener un replisoma estable.
Gene expression in Streptomyces
and yeasts
Research summary
Our group is interested to know the gene expression
molecular mechanism from some Streptomyces and yeast
genes, which produce novel compounds of
biotechnological interest. During the last years, we are
continuing to study the biosynthetic cluster of the nucleoside
antibiotics puromycin (pur) and A201A (ata) and also some
yeast proteins with glucosidase/glycosyltransferase activity
able to produce/modify oligosaccharides.
Regulation of the biosynthesis and resistance processes to
puromycin has been studied in Streptomyces alboniger. A
biosynthetic regulator bldA gene has been characterized
and also the function of the pur8 gene in the antibiotic
resistance analysed. The monosaccharide residues
constitute about 44% of the A201A mass (unsaturated
furanose and D-rhamnose), which must be related with the
biological-pharmacological properties of this antibiotic. We
are characterizing the involved genes in the
incorporation/modification of these residues. Our analysis is
focused in ata5, ata7, ata10, ata12, ata13, ata14 and ata17
genes; most of these have been already inactivated and the
generated products are being characterized. The
biosynthesis of novel antibiotics will be attempted based on
the low substrate specificity previously described for
glycosyltransferases.
The field of prebiotic oligosaccharides as functional
ingredients in food has developed substantially in the last
few years. We are characterizing and studying several
glycosyltransferases from Phaffia, Schwanniomyces and
Rhodotorula yeast genera, which produce different prebiotic
oligosaccharides. To know the structure-function-specificity
relationships are our priority objectives. We are carrying out
structural modifications of these proteins in order to
increase/modify their transglycosylase activity, to modulate
their immobilization on acrylic polymers and to improve their
industrial applications.
Other part of the work is focused on the characterization of
factors involved in the regulation of chromosomal replication
in eukaryotic cells, especially when the DNA is damaged,
using the yeast Saccharomyces cerevisiae as a model
organism. It was found that coordinated action of base
excision repair, homologous recombination and DNA
damage tolerance pathways, in addition to a functional S
phase checkpoint, is required for efficient DNA replication
fork progression through damaged DNA, which is essential
to preserve genome stability and cell viability. Moreover, it
was determined that, in replicative stress conditions, the
Sgs1 helicase cooperates with replication checkpoint
proteins to maintain a stable replisome.
E11
Publicaciones
Publications
Marín, D., Linde, D. and Fernández-Lobato, M. (2006). Purification and
biochemical characterization of an α-glucosidase from
Xanthophyllomyces dendrorhous. YEAST. 23, 117-125.
Sánchez, M.B., Barrado, P., Jiménez, A. and Fernández-Lobato, M.
(2006). The pur3 gene from the pur cluster encodes a
monophosphatase essential for puromycin biosynthesis in
Streptomyces. FEBS Lett. 580, 1807-1811.
Cobb, J.A., Schleker, T., Rojas, V., Bjergbaek, L., Tercero, J.A. and
Gasser, S.M. (2005). Replisome instability, fork collapse and gross
chromosomal rearrangements arise synergistically from Mec1 kinase
and RecQ helicase mutations. Genes Dev. 19, 3055-3069.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Dolores Marín Alberdi. (2005). “Estudio sobre enzimas amilolíticas
de las levaduras no convencionales Phaffia rhodozyma
y Schwanniomyces occidentalis”.
Facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma de Madrid.
María Blanca Sánchez Martínez. (2005). “Estudios sobre los procesos
de regulación de la biosíntesis y la resistencia a puromicina
en Streptomyces alboniger”.
Facultad de Ciencias. Universidad Autónoma de Madrid.
Apto cum laude.
Patentes
Patents
Fernández Lobato, M., Macias I., Marín, D., Linde, L., Fernández
Arrojo, L. Plou, FJ. (2005). “Nueva enzima, con actividad
fructofuranosidasa para la obtención de oligosacáridos prebióticos”.
UAM/CSIC. P200501875. PCT/ES22006/000435.
Fernández Lobato, M., Marín, D., Jiménez, A., Plou, F.J., Gómez de
Segura, M.A., Alcalde, M. (2005). Novel enzyme for the production of
prebiotic oligosaccharides. UAM-CSIC. PCT/ES2005/070177.
WO 2006/064078 A1.
Fernández Lobato, M., Álvaro, M., de Abreu, M., Fernández Arrojo, L.,
Plou, FJ. “Nueva actividad fructofuranosidasa para la obtención del
oligosacárido prebiótico 6-kestosa”.
UAM/CSIC. P200503195. PCT/ES2006/000693.
135

Jefe de Línea /
Group Leader:
Encarnación Martínez-Salas
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Olga Fernández Miragall
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Almudena Pacheco García
Paula Serrano Pérez-Nievas
Noemi Fernández Sánchez
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Jorge Ramajo Alonso
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Iniciación interna de la traducción
en mRNAS eucarioticos
Resumen de investigación
La capacidad codificante del genoma eucariótico se
amplifica por señales reguladoras que controlan su
expresión; una de estas señales determina el sitio de inicio
de la traducción. Recientemente se han descrito mRNAs
que contienen sitios de entrada interna del ribosoma (IRES)
responsables de la iniciación de la traducción desde
codones internos. Los elementos IRES son reguladores
positivos de la traducción, activos en mRNAs virales y
celulares traducidos en condiciones de alerta celular. Por el
contrario, la presencia de regiones largas en el extremo 5´
no traducido de mRNAs, la formación de estructura estable
y la presencia de tripletes AUG por encima del codon
iniciador disminuyen la tasa de iniciación. El mecanismo de
acción de los elementos IRES está todavía en estudio,
desconociéndose motivos universalmente conservados que
permitan su predicción.
Los elementos IRES dirigen la síntesis de proteínas en
vectores policistrónicos de forma eficiente tanto en extractos
solubles como en células transfectadas, independientemente
de la naturaleza del cistrón al que preceden (Figura 1). El
trabajo que hemos realizado en los últimos dos años se
resume en cuatro puntos. 1, hemos continuado la
caracterización estructural de elementos IRES modelo,
fuertemente activos como son FMDV y HCV. 2, hemos
diversificado el estudio a IRES celulares, como BiP y HSp101.
3, hemos desarrollado procedimientos de identificación de
nuevos factores transactivadores de IRES, que pueden
explicar el comportamiento diferencial de distintos IRES,
tanto en competición como en respuesta a cambios
ambientales. 4, hemos establecido un papel regulador de
regiones 3´ no codificantes del RNA, que a través de su
interacción con el extremo 5´ del RNA contribuyen a
establecer puente funcionales del tipo RNA-RNA y RNAproteína.
En el futuro próximo nos proponemos desarrollar
posibles modelos de iniciación interna que faciliten su
predicción acertada en regiones desconocidas del genoma.
Internal translation initiation
in eukaryotic mRNAS
Research summary
The coding capacity of the eukaryotic genome is increased
by different signals often present in non-coding regions,
among them the accurate translation start site. This includes
internal ribosome entry site (IRES) present in viral and
cellular mRNAs. The mechanism of action of IRES elements
is still under study, and no universal motifs to explain the
different strategies used to interact with the translational
machinery are known yet. This lack of knowledge represents
a handicap to predict IRES presence in mRNAs. IRES
elements behave as positive cap-independent translation
regulators, being active in mRNAs translated during cellular
stress conditions. In contrast, presence of long 5´UTR in
eukaryotic mRNAs, together with stable secondary structure
formation and upstream AUG triplets, negatively controls
cap-dependent initiation.
IRES elements direct protein synthesis from polycistronic
vectors in an efficient manner either in cell free systems or in
transfected cells, irrespectively of the downstream cistron
(Firefly luciferase, Renilla luciferase, or GFP) (Figure 1). In
the last years our efforts have been focused to four different
goals. 1, we have continued the structural and functional
characterization of highly efficient IRES as FMDV or HCV
that serve as models for other elements. 2, we have
diversified the IRES elements under study to the cellular
RNAs, BiP and HSP101 that may respond in a different
manner. 3, we have implemented procedures to identify
transacting factors involved in IRES activity; the interaction
with these factors may help to explain the differential
response of these elements to competition as well as to
environmental changes. 4, we have established a regulatory
role of 3´ RNA noncoding regions through its interaction with
the 5´ end of the mRNA, generated by RNA-RNA and RNAprotein
functional bridges. In the near future we plan to
develop internal initiation models that could help to predict
these regulatory elements in still unknown genome regions.
E12
Publicaciones
Publications
Piron, M., Beguiristain, N., Nadal, A., Martinez-Salas, E. and Gómez, J.
(2005). Characterizing the function and structural organization of the
5´ tRNA-like motif within the hepatitis C virus quasiespecies.
Nucleic Acids Res. 33, 1487-1502.
Dinkova, TD., Zepeda, H., Martínez-Salas, E., Martínez, LM., Nieto-
Sotelo, J. and Sánchez de Jiménez, E. (2005). Cap-independent
Translation of maize Hsp101. Plant J. 41, 722-731.
Mansilla, A., Lopez-Sanchez, C. de la Rosa E.J., García-Martínez, V.,
Martínez-Salas, E., de Pablo, F. and Hernández-Sánchez, C. (2005).
Developmental regulation of a proinsulin mRNA generated by intron
retention. EMBO Reports. 6, 1182-1187.
Reigadas, S., Pacheco, J. Ramajo and Martínez-Salas, E. (2005).
Interference between internal ribosome entry site elements:
Identification of common transacting factors. FEBS Lett. 579, 6803-6808.
Fernández-Miragall, O., Ramos, R., Ramajo, J. and Martínez-Salas, E.
(2006). Evidence of reciprocal RNA tertiary interactions between
conserved motifs essential for internal initiation of translation.
RNA. 12, 223-234.
Serrano, P., Rodríguez-Pulido, M, Saiz, M. and Martinez Salas, E.
(2006). The 3´end of FMDV genome specifically interacts with two
different elements in the 5´end through direct RNA-RNA contacts.
J. Gen. Virol. 87, 3013-3022.
CBM 2005/2006
136
Figura 1. Síntesis de proteínas dependiente de IRES en vectores policistrónicos. Panel superior, ejemplos de traducción dirigida por tres IRES
diferentes en extractos libres de células. Panel inferior, expresión de GFP dirigida por el IRES de FMDV en células HeLa.
Figure 1. IRES-driven protein synthesis from polycistronic vectors. Upper panel, representative examples of IRES-driven protein synthesis in
cell-free systems. Lower panel, GFP protein synthesis dependent on the FMDV IRES in Hela cells.
137

Jefes de Línea /
Group Leaderd:
Antonio Nieto
J. Predestinación García Ruiz
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Carlos García García
Científicos Colaboradores /
Scientific Collaborators:
Carmen Rodríguez-Navas
Mª Jesús Delgado Martín
Marta Riffo Duarte (CNIO)
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Regulación de la expresión génica
por hormonas
Resumen de investigación
Bases moleculares celulares y tisulares implicadas en la
regeneración del esqueleto. El objetivo de nuestro trabajo es
aumentar el conocimiento sobre las bases de la
regeneración de los tejidos que forman el esqueleto.
Estudiamos los programas de diferenciación condral y ósea
utilizando células pluripotenciales aisladas de médula ósea
de animales adultos, rata, ratón y humanos. Realizamos
diferenciación osteocondral in vitro con medios de
composición definida y estudiamos los cambios en el
citoesqueleto, la expresión de genes de desarrollo y
activación de factores de transcripción específicos de la
célula osteocondral. Paralelamente la posibilidad de una
terapia celular utilizando células mesenquimales se realiza
en colaboración con el Dr. Delgado-Baeza del Hospital
Infantil “La Paz”, realizando trasplantes de células
pluripotenciales en modelos animales de osteoporosis,
fractura de placa de crecimiento y en modelo de diversas
patologías del esqueleto. Igualmente colaboramos con el
grupo que dirige el Dr. Martínez-Duart del Dpto. de Física
Aplicada de la UAM en el análisis de superficies de
materiales nanoestructurados y funcionalizados para
prótesis biocompatibles o biosensores.
Regulación hormonal del gen de la uteroglobina. Otro de
nuestros objetivos es el estudio de la regulación del gen de
la uteroglobina (ug) en el endometrio por progesterona. En
estudios previos hemos descrito la posible implicación del
factor de transcripción SOX17 en esta regulación hormonal.
En la continuación de estos estudios hemos observado que
la progesterona induce un aumento de la concentración
intracelular de SOX17, con una consiguiente translocación
de este factor al núcleo. La cinética de aparición y
translocación de SOX17 en el endometrio es paralela a la
inducción de la transcripción de ug. Estos resultados
demuestran, por primera vez, la implicación de SOX17 en la
inducción de ug por progesterona. Otro de nuestros
objetivos ha sido averiguar la posible función de la
uteroglobina (UG) en los procesos de la reproducción.
Hemos observado que embriones tempranos de ratón,
cultivados in vitro, crecen y se desarrollan más rápidamente
en presencia de concentraciones fisiológicas de UG. Esta
estimulación parece ocurrir a través de la fosforilación de
proteínas específicas. Estos resultados sugieren una
función de la UG en el desarrollo del embrión.
Regulation of gene expression
by hormones
Research summary
Molecular and cellular bases involved in the skeleton
regeneration process. The aim of our reseach is to
understand the molecular and cellular bases of the skeleton
regeneration process. To this end, we study chondrogenic
and osteogenic differentiation processes of bone marrowderived
pluripotent mesenchymal cells by doing in vitro and
cell trasplant experiments. We determine regulatory factors
involved in both chondrogenic and osteogenic
differentiacion by studying the expression of target genes of
both tissues and the cascade of transcriptional factors
involved. Thus, the expression of collagen types,
proteoglycans and Cbfa, Sox 9, AP-1 are being studied. In
addition, we study whether bone marrow-derived pluripotent
cells could be used in osteoporosis and osteoarthritis
therapy by transplant and implant of cells in osteoporotic,
and growth plate injured animal models. This work is being
realized in collaboration with Dr. Delgado-Baeza from
Hospital Universitario Infantil “La Paz”. We also colaborate
with Dr. Martinez-Duart group, Fisic Department by
analysing biofunctionalized surfaces of nanostructured
materials for biomedical and biosensor applications.
Hormonal regulation of the uteroglobin gene. We are also
studying the regulation of the uteroglobin gene (ug) in the
endometrium by progesterone. In previous studies we have
reported the possible implication of the transcription factor
SOX17 in this hormonal regulation. Recent results indicated
that progesterone produces an intracellular increase of
SOX17 with a concomitant translocation of this factor into the
nucleus. The kinetics of appearance and translocation of
SOX17 in the endometrium are parallel to the kinetic of the
hormonal induction of the ug transcription. These results
indicate, for the first time, the implication of SOX17 in the
progesterone induction of ug. Another of our aims is to
ascertain a possible function of uteroglobin (UG) in the
reproductive processes. We have observed that mouse early
embryos, cultured in vitro, growth and develop much better
in the presence of physiological concentrations of UG. This
stimulation seems to occur through the phosphorylation of
specific proteins. These results suggest a physiological role
of UG in the development of the early embryo.
E13
Publicaciones
Publications
Riffo, M., Díaz González, K. and Nieto, A. (2006). Uteroglobin induces
the development and cellular proliferation of the mouse early embryo.
J. Exp. Zool. 305, 28-34.
Romero-Prado, M., Blázquez, C., Rodríguez-Navas, C., Muñoz, J.,
Guerrero, I., Delgado-Baeza, E. and García-Ruiz, J.P. (2006).
Functional characterization of human mesenchymal stem cells that
maintain osteochondral fates. J. Cell. Biochem. 98, 1457-1470.
López-Ferrer, D., Ramos Fernández, A., Martínez-Bartolomé, S.,
García-Ruiz, P. and Vázquez, J. (2006). Quantitative proteomics using
16
O/ 18 O labeling and linear ion trap mass spectrometry.
Proteomic. 6 Suppl 1, S4-S11.
Delgado-Baeza, E., García-Ruiz, J.P., Ogueta, S., Romero-Prado, M.,
Rodríguez-Navas, C., Bláquez, C., Canillas, F. (2006). Diferenciación
de células mesenquimales de la médula ósea humana hasta células
osteocondrales. Fundamentos moleculares de la Medicina II.
Real Academia Nacional de Medicina. pp 131-141.
Manso-Silván, M., Rodríguez-Navas, C., Arroyo-Hernández, M., López-
Elvira, E., Gago, R., Vázquez, L., Agulló-Rueda, F., Climent, A.,
Martínez-Duart, J.M. and García-Ruiz, J.P. (2006). Hybrid titaniaaminosilane
platforms evaluated with human mesenchymal stem cells.
J. Biomedical Materials Research. (JBMR-06-0417).
Manso-Silvan, M., Valsesia, A., Hasiwa, M., Rodríguez-Navas, C.,
Guilliland, D., Ceccone, G., Garcia-Ruiz, J.P. and Rossi, F. (2006).
Micro-Spot and wetting patterning for applications of biofunctional
aminosilane-titanate coatings. Biomedical Microdevice.
(BMMD-06-00088).
CBM 2005/2006
138
Figura 1. Embriones tempranos de ratón estimulados por UG. A) Estadio de mórula observado mediante microscopía electrónica de barrido.
B) Estadio de blastocisto observado mediante microscopía de fluorescencia.
Figure 1. Mouse early embryos stimulated with UG. A) Scanning electron microscopy image at the stage of morula.
B) Stage of blastocyst visualized by fluorescent microscopy.
139

Jefe de Línea /
Group Leader:
José María Requena Rolanía
Postdoctorales /
Postdoctoral :
Graciela Uzcanga Urbina
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Cristina Folgueira Fernández
Javier Carrión Herrero
Daniel Ruiz Abanades
Estudiantes /
Undergraduated Students:
Pablo Olivares Pedraza
Ana Isabel García Mace
Nadia Madrid Elena
Científicos visitantes /
Visiting scientist:
Ana Margarita Montalvo Álvarez
Instituto de Medicina Tropical
Pedro Kouri (La Habana, Cuba)
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Regulación de la expresión génica
en Leishmania
Resumen de investigación
Los protozoos parásitos del género Leishmania son agentes
etiológicos de enfermedades con amplia distribución
geográfica conocidas como leishmaniasis. Leishmania
posee un ciclo de vida digenético, donde alternan las
formas promastigote flagelado, que se mutiplica en
flebotomos, y amastigote aflagelado, que es intracelular
obligado y se multiplica en los macrófagos de huéspedes
vertebrados. Como eucariota, Leishmania es atípico: todos
los genes codificantes de proteínas, como en otros
tripanosomátidos, se organizan en largas unidades
transcripcionales que generan RNA policistrónicos que
finalmente son procesados a mRNAs monocistrónicos por
“trans-splicing” y poliadenilación.
Nuestro grupo está interesado en el estudio de los
mecanismos de expresión génica en Leishmania infantum,
especie endémica en España. Concretamente, estamos
estudiando la regulación de los genes HSP83/90 y HSP70.
En este parásito digenético, expuesto a cambios de
temperatura, la respuesta al choque térmico está asociada
a la diferenciación morfológica. Hemos demostrado que la
regulación de la respuesta al choque térmico ocurre
exclusivamente a nivel post-trancripcional e implica a
secuencias situadas en las regiones 3’UTR de los mRNAs,
que modulan la estabilidad y la eficiencia traduccional de
éstos. A modo de ejemplo, la figura 1 resume los
mecanismos reguladores que operan sobre los genes del
locus HSP70. El locus consta de seis copias organizadas en
un tándem directo y que se diferencian en sus 3’UTRs.
Aunque todos los genes se transcriben de forma similar, los
mRNAs para los genes 1-5 (HSP70-I) aumentan tras un
choque térmico, mientras que los mRNAs del gen 6 (HSP70-
II) no cambian. Por otro lado, los transcritos HSP70-I se
encuentran asociados a los ribosomas tanto a las
temperaturas normal como de choque térmico, mientras
que los transcritos HSP70-II se traducen sólo durante el
choque térmico. Así, mientras que los genes HSP70-I se
regulan por estabilización de sus mRNAs, el gen HSP70-II
se regula a nivel traduccional.
Regulation of gene expression in
Leishmania
Research summary
Protozoan parasites of the genus Leishmania are
aetiological agents of leishmaniasis, a major health problem
worldwide. Leishmania spp. have a digenetic life cycle,
alternating between free-living, flagellated promastigotes in
phlebotomine sand flies, and obligate intracellular
aflagellated amastigotes that multiply within macrophages
of the vertebrate host. As a eukaryote, Leishmania is
atypical. All protein-encoding genes in trypanosomatids are
organized in large transcription units that generate
polycistronic precursor RNAs which are then processed to
monocistronic mRNAs by trans-splicing and
polyadenylation.
Our group is interested in the study of mechanisms of gene
expression in Leishmania infantum, species that is endemic
in Spain. In particular, we are concentrated in analysing the
regulation of two heat shock genes, i.e. HSP83/90 and
HSP70. In this digenetic parasite, which is exposed to
drastic temperature changes, the heat shock response is
believed to be involved in promoting stage differentiation.
We have demonstrated that the regulation of the heat shock
response occurs exclusively at the post-transcriptional level
and involves sequences within the 3’-untranslated regions
(3’UTR) of mRNAs that modulate RNA stability and/or
translational efficiency. As an example, figure 1 summarizes
the regulatory mechanism operating on the genes
composing the HSP70 locus. The locus consists of six
copies arranged in a head-to-tail tandem differing in their
3’UTRs. Although all genes are transcribed at similar rates,
the abundance of the mRNAs derived from HSP70 genes 1
to 5 (HSP70-I) increases following heat shock, while the
mRNAs derived from HSP70 gene 6 (HSP70-II) remain
unaffected. On the other hand, the HSP70-I transcripts were
found associated with ribosomes at both normal and heat
shock temperatures, whereas the HSP70-II transcripts seem
to be translated only at heat shock temperatures. Thus,
while HSP70-I genes are regulated at the level of mRNA
stability, the HSP70-II gene is regulated at the translational
one.
E14
Publicaciones
Publications
Quijada, L., Soto, M. and Requena, J.M. (2005). Genomic DNA
macroarrays as a tool for analysis of gene expresión in Leishmania.
Exp. Parasitol. 111, 64-70.
Folgueira, C., Quijada, L., Soto, M., Abanades, D.R., Alonso, C. and
Requena, J.M. (2005). The translational efficiencies of the two
Leishmania infantum HSP70 mRNAs, differing in their 3'-untranslated
regions, are affected by shifts in the temperature of growth through
different mechanisms. J. Biol. Chem. 280, 35172-13183.
Carrion, J., Nieto, A., Iborra, S., Iniesta, V., Soto, M., Folgueira, C.,
Abanades, D.R., Requena, J.M. and Alonso, C. (2006).
Immunohistological features of visceral leishmaniasis in BALB/c mice.
Parasite Immunol. 28, 173-183.
Folgueira, C., Cañavate, C., Chicharro, C. and Requena, J.M. (2006).
Genomic organization and expression of the HSP70 locus in New and
Old World Leishmania species. Parasitology. 134, 1-9.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Cristina Folgueira Fernández. (2006). Los genes HSP70 de
Leishmania: importancia de la regulación traduccional y relevancia
biológica del gen HSP70-II.
Otras actividades
Other activities
Coordinador del Grupo de Parasitología Molecular de la SEBBM.
Miembro de la Editorial Board de BMC Microbiology.
CBM 2005/2006
140
Figura 1 . Regulación de la expresión génica del locus HSP70 de Leishmania.
Figure 1. Regulation of gene expresión of the Leishmania HSP70 locus.
141

Jefe de Línea /
Group Leader:
José Manuel Sierra
Personal Científico /
Scientific Staff:
José María Izquierdo
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Raquel Reyes Manzanas
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
José Alcalde
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Bases moleculares de la regulación
post-transcripcional en eucariotas
Resumen de investigación
Nuestro grupo de investigación está interesado en el
estudio de las bases moleculares de la regulación
post-transcripcional en eucariotas y, en concreto, en los
mecanismos del "splicing" de intrones y de la traducción de
RNA mensajeros. Deseamos conocer prioritariamente el
papel que estos procesos juegan en el origen y progresión
del cáncer, así como en la diferenciación celular durante el
desarrollo embrionario.
Factores proteicos implicados en el reconocimiento
del mRNA y su papel en el desarrollo embrionario y
proliferación celular.
Las proteínas eIF (eukaryotic initiation factor) 4E, eIF4G,
eIF4A y eIF4B están implicadas en el reconocimiento y
unión del mRNA al ribosoma. Por lo que se refiere al eIF4E,
resultados previos de nuestro laboratorio demostraron que
en Drosophila existen siete genes que codifican ocho
isoformas distintas de esta proteína. Uno de estos genes,
eIF4E1/2, origina por “splicing” alternativo tres mRNAs y
dos isoformas proteicas, eIF4E1 y eIF4E2, que difieren en
sus extremos amino. Es interesante que en embriones
carentes del gen eIF4E1/2 se produce la inducción de
apoptosis y la traducción de varios mRNAs por un
mecanismo independiente del reconocimiento de la
estructura m 7 GpppN (“cap”). Nuestro trabajo mas reciente
se ha centrado en el estudio de las bases moleculares del
“splicing” alternativo del eIF4E1/2 de Drosophila y su
posible relevancia biológica durante el desarrollo.
El papel de TIA-1 y TIAR en la regulación post-transcripcional
de la oncogénesis.
TIA-1 (“T-cell Internal Antigen-1”) y TIAR (“TIA-1-Related
protein”) son dos reguladores de “splicing” alternativo, y de
otros procesos celulares a nivel post-transcripcional, cuyo
potencial apoptótico previsiblemente se desregula en
cáncer. El objetivo de este proyecto de investigación es: I)
identificar RNAs y proteínas humanos que interaccionan
con TIA-1 y TIAR; II) determinar los mecanismos
moleculares en los que están implicadas estas proteínas; III)
conocer el comportamiento de estos factores durante el
proceso de oncogénesis. La consecución de estos
objetivos abre la posibilidad de definir nuevas dianas que
permitan intervenir para paliar la incidencia y/o progresión
de enfermedades neoplásicas, inflamatorias o autoinmunes,
así como desórdenes neurodegenerativos que, en
humanos, son consecuencia de la desregulación del
balance entre proliferación celular y apoptosis. Estos
estudios, además, pueden constituir uno de los primeros
análisis detallados del papel que dos proteínas implicadas
en apoptosis juegan en la regulación de la expresión génica
a nivel post-transcripcional.
Molecular bases of post-transcriptional
regulation in eukaryotes
Research summary
Our research group is interested in the study of the
molecular bases of the post-transcriptional regulation in
eucaryotes and, in particular, in the mechanisms of intron
splicing and mRNA translation. We wish to know primarily
the role of these processes in the origin and progress of
cancer, as well as in cell differentiation during embryonic
development.
Protein factors involved in mRNA recognition and their role in
embryonic development and cell proliferation.
The proteins eIF (eukaryotic initiation factor) 4E, eIF4G,
eIF4A and eIF4B are involved in the recognition and binding
of the mRNA to the ribosome. In relation to eIF4E, previous
results from our laboratory showed that in Drosophila there
are seven genes encoding eigth different isoforms of this
protein. One of these genes, eIF4E1/2, gives rise by
alternative splicing three mRNAs and two protein isoforms,
eIF4E1 and eIF4E2, whose amino termini are different.
Interestingly, in embryos lacking eIF4E1/2 gene, an
induction of apoptosis as well as the translation of several
mRNAs by a mechanism independent of the recognition of
the m 7 GpppN (cap) structure were observed. Our recent
work has focused on the study of the molecular bases of the
alternative splicing of Drosophila eIF4E1/2 and its possible
biological relevance during development.
The role of TIA-1 and TIAR on the post-transcriptional
regulation in oncogenesis.
TIA-1 (“T-cell Internal Antigen-1”) y TIAR (“TIA-1-Related
protein”) are two alternative splicing regulators, as well as
other cellular processes at the post-transcriptional level,
whose apoptotic features in cancer are properly altered. The
goal of this research project is: I) to identify human RNAs
and proteins that interact with TIA-1 and TIAR; II) to study
the molecular fine-tuning mechanisms where these proteins
are implied; III) to understand the behaviour of these factors
in oncogenesis. Presumably, this project will open the
possibility of defining potential targets aimed to avoid the
development and/or progress of certain human pathologies
such as cancer, inflammatory and autoimmune diseases as
well as neurodegenerative disorders, where a dysregulation
by imbalanced cell proliferation and apoptosis has been
described. Furthermore, it will be one of the first detailed
analyses of regulation of programmed cell death at the posttranscriptional
level.
E15
Publicaciones
Publications
Izquierdo, J.M., Majós, N., Bonnal, S., Martínez, C., Castelo, R.,Guigó,
R., Bilbao, D. and Valcárcel, J. (2005). Regulation of Fas alternative
splicing by antagonistic effects of TIA-1 and PTB on exon definition.
Mol. Cell. 19, 475-484.
Roesler, J., Izquierdo, J.M., Ryser, M., Rosen-Wolff, A., Gahr, M.,
Valcárcel, J., Lenardo, M.J. and Zheng, L. (2005). Haploinsufficiency,
rather than the effect of an excessive production of soluble CD95
(CD95{Delta}TM), is the basis for ALPS Ia in a family with duplicated 3'
splice site AG in CD95 intron 5 on one allele. Blood. 106, 1652-1659.
Hernández, G., Altmann, M., Sierra, J. M., Urlaub, H., Diez del Corral,
R., Schwartz, P. and Rivera-Pomar, R. (2005). Functional analysis of
seven genes encoding eight translation initiation factor 4E (eIF4E)
isoforms in Drosophila. Mech. of Develop. 122, 529-543.
Izquierdo, J. M. and Cuezva, J. M. (2005). Epigenetic regulation
of the binding activity of translation inhibitory proteins that bind the 3´
untranslated region of beta-F1-ATPase mRNA by adenine nucleotides
and the redox state. Arch. Biochem. Biophys. 433, 481-486.
Izquierdo, J.M. (2006). Control of the ATP synthase beta subunit
expression by RNA-binding proteins TIA-1, TIAR, and HuR.
Biochem. Biophys. Res. Commun. 348, 703-711.
Izquierdo, J.M. and Valcárcel, J. (2006). A simple principle to explain
the evolution of pre-mRNA splicing. Genes Dev. 20, 1679-1684.
Figura 2. Sobreexpresión ectópica del eIF4E1 en Drosophila
melanogaster.- Mosca con genotipo silvestre (A) o con el
genotipo UAS-4E1/GAL4-NGT31;TM2/+ (B). Los halterios (H)
silvestres o transformados en alas se indican con flechas.
Figure 2. Ectopic overexpression of eIF4E1 in Drosophila
melanogaster.- Flies with wild-type (A) or UAS-4E1/GAL4-
NGT31;TM2/+ (B) genotypes. Wild-type halteres (H) or
transformed in wings are shown with arrows.
Figura 1. Estructura del gen eIF4E1/2 de Drosophila y esquema del “splicing” alternativo.- Se indican las posiciones de las
dianas EcoRI (R) en el fragmento de DNA. Los mRNA1 y mRNA2 codifican el eIF4E1, mientras que la isoforma eIF4E2 está
codificada por el mRNA3. Los extremos amino específicos de cada isoforma están coloreados de azul y verde.
CBM 2005/2006
142
Figure 1. Structure of Drosophila eIF4E1/2 gene and outline of the alternative splicing.- The positions of restriction sites for
EcoRI (R) are shown in the DNA fragment. The mRNA1 and mRNA2 encode eIF4E1, while the eIF4E2 isoform is encoded
by mRNA3. The specific N-termini of each isoform are colored in blue and green.
143

Jefe de Línea /
Group Leader:
Magdalena Ugarte
Bases moleculares de las enfermedades
metabólicas hereditarias
Molecular basis of inherited
metabolic diseases
E16
CBM 2005/2006
144
Personal Científico /
Scientific Staff:
Lourdes R. Desviat
Belén Pérez
Celia Pérez-Cerda
Begoña Merinero
Pilar Rodríguez-Pombo
María José García
Eva María Richard
Pedro Ruiz
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Cristina Aguado
Patricia Alcalde
Sonia Clavero
Ana Jorge
Mª Ángeles Martínez
Ana Rincón
Ana Isabel
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Margarita Castro
María Jesús Ecay
Isaac Ferrer
Fernando García
Fátima Leal
Rosa Navarrete
Ascensión Sánchez
Paloma Sanz
María Briones
Rosario Carrillo
Gema Palmeiro
Isabel Reina
Julia Gutiérrez
Ana Ruiz
Eva Saiz
Julio Sánchez
Regulación de la expresión génica Regulation of gene expression
Resumen de investigación
Durante este periodo se han estudiado 3.464 pacientes
para diagnóstico bioquímico y/o genético de diferentes
enfermedades metabólicas hereditarias (EMH),
confirmándose un defecto genético en 291 casos. Se ha
ampliado el número de EMH investigadas implementando
nuevas tecnologías bioquímicas y genéticas para el estudio
de los defectos congénitos de glicosilación y defectos de
biosíntesis y transporte de creatina cerebral. Se ha
completado el espectro mutacional de la enfermedad
jarabe de arce y de acidemia metilmalónica aislada.
Se han investigado la fisiopatología celular de diferentes
EMH y los mecanismos moleculares de mutaciones
identificadas en pacientes como base de nuevas
aproximaciones terapéuticas individualizadas, dentro de lo
que se conoce como medicina genómica.
En fenilcetonuria (PKU), se ha continuado estudiando las
bases moleculares de la respuesta in vivo a suplementación
con el cofactor tetrahidrobiopterina (BH4), nueva estrategia
terapéutica para pacientes PKU. Se ha utilizado un modelo
celular de hepatoma para investigar el efecto de la BH4 en
la expresión génica de la fenilalanina hidroxilasa (PAH). Los
resultados demuestran que la BH4 no regula la
transcripción del gen PAH y confirman un efecto
estabilizador como chaperona química sobre las proteínas
PAH mutantes con defectos estructurales.
Otro objetivo ha sido la investigación del patrón
transcripcional de mutaciones que afectan al
procesamiento del mRNA (splicing) en diferentes acidemias
orgánicas. Se han identificado mutaciones que resultan en
diferentes proporciones de transcritos correcta e
incorrectamente procesados, lo que puede correlacionarse
con el fenotipo y que son la base de tratamientos
farmacológicos y genéticos que modulan el splicing.
Por otra parte, mediante la técnica proteómica de 2-D DIGE
se han identificado 10 proteínas mitocondriales de
expresión diferencial en acidemia metilmalónica, algunas
de las cuales (citocromo c, succinil-CoA ligasa, MnSOD y
mGPDH) pueden jugar un papel importante en la
fisiopatología de MMA.
Figura 1 Figura 2
Figura 1 / Figure 1. Análisis, mediante electroforesis bidimensional, del proteoma
sérico de un control y de un paciente con un defecto de glicosilación (CDG tipo Ia)
Analysis by 2D-electrophoresis of the serum proteome of a control individual and a
patient with a congenital glycosylation defect (CDG type Ia).
Figura 2 / Figure 2. Análisis mediante RT-PCR, clonaje y posterior secuenciación
del efecto de la mutación c.733G>A sobre el correcto procesamiento del mRNA
del gen MMAA causante de acidemia metilmalónica.
Analysis by RT-PCR, cloning and sequencing of the effect of mutation c.733G>A
in the MMAA gene on mRNA splicing.
Research summary
In this period we have analyzed samples from 3464 patients
for biochemical and/or genetic diagnosis of different inborn
errors of metabolism (IEM), confirming a genetic defect in
291 cases. The number of IEM analyzed has increased with
the implementation of new biochemical and genetic
methodologies to study congenital glycosilation and brain
creatine defects. The mutational spectrum of maple syrup
urine disease and isolated methylmalonic acidemia have
been elucidated.
Our present research aims include the investigation of the
cellular physiopathology of different IEM and of the molecular
mechanisms of the mutations identified in patients that serve
as basis of novel individual therapies (genomic medicine).
In phenylketonuria (PKU) we have continued with the
research on the molecular basis of the in vivo response to
cofactor (tetrahydrobiopterin, BH4) supplementation, a
novel therapeutic strategy for PKU patients. Using
hepatoma as cellular model we have investigated the effect
of BH4 on phenylalanine hydroxylase (PAH) gene
expression. The results discard and effect of BH4 on
transcription and confirm a chemical chaperone effect
stabilising mutant PAH proteins with folding defects.
We are also analysing the transcriptional pattern of
mutations affecting premRNA splicing in different organic
acidemias. We have identified mutations that result in
different levels of aberrantly and correctly processed
transcripts, which can be correlated with the phenotype and
which are the basis of novel pharmacological and genetic
therapies aimed at splicing modulation.
The comparative analysis of control/methylmalonic acidemia
(MMA) patient mitochondrial proteome using 2-D DIGE, has
allowed us to identify differential expression of 10 proteins.
Some of them have a biological significance and might be
related to the pathophysiology of MMA, such us cytochrome
c, succinyl-CoA ligase, MnSOD and mGPDH.
Publicaciones
Publications
Puisac, B. et al. (2005). Skipping of exon 2 and exons 2 plus 3 of HMG-CoA lyase (HL) gene
produces the loss of beta sheets 1 and 2 in the recently proposed (beta-alpha)8 TIM Barrel model of
HL. Biophysical Chemistry 115(2-3), 241-245.
Martínez, M.A.et al. (2005). Genetic analysis of three genes causing isolated methylmalonic acidemia.
Identification of twenty one novel allelic variants. Mol. Genet. Metab. 84(4), 317-325.
Rodríguez Pombo, P. et al. (2005). Towards a model to explain the intragenic complementation in the
heteromultimeric protein propionyl-CoA carboxylase. Biochim. Biophys. Acta 1740(3), 489-498.
Pérez-Cerdá, C. et al. (2005) 2-Methyl-3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase (MHBD) deficiency: An
X-linked inborn error of isoleucine metabolism that mimic a mitochondrial disease. Pediat. Res. 58(3),
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Perez, B. et al.(2005). Kinetic and stability analysis of PKU mutations identified in BH4-responsive
patients. Mol. Genet. Metab. 86(1), 11-16.
Bélanger-Quintana, A.et al. (2005). Spanish BH4-responsive phenylalanine hydroxylase deficient
patients: evolution of 7 patients on long-term treatment with tetrahydrobiopterin. Mol. Genet. Metab.
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Bermúdez, M.et al. (2006). High Prevalence of CBS p.T191M Mutation in Homocystinuric Patients
from Colombia. Hum. Mut. Mutation in Brief 27(3), 296.
Baldellou Vázquez, A. et al. (2006). Tratamineto de la hiperfenilalaninemia por déficit de fenilalanina
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Aguado, C. et al. (2006). Analysis of the effect of tetrahydrobiopterin on PAH gene expression in
hepatoma cells. FEBS Letters 580, 1697-1701.
Martínez-Frías, M.L. et al. (2006). Maternal Polymorphims 677C-T and
1298-C of MTHFR, and 66A-G MTRR Genes: Is there any relationship
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Med. Genet. 140A, 987-997.
Kolker, S.et al. (2006). Natural History, Outcome, and Treatment
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Rodríguez-Pombo P.et al. (2006). Mutational spectrum of maple syrup
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Cascales Angosto (ed.) Enfermedades Metabólicas.. Real Academia
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propionato In: F. Mayor Zaragoza y M. Cascales Angosto (ed.)
Enfermedades Metabólicas. Real Academia de Farmacia/Fundación
Ramón Areces., Madrid, España, 269-290.
Merinero, B. y Pérez-Cerdá, C. (2006). Diagnóstico diferencial de las
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Castro, M. et al. (2006). Adenylosuccinate lyase deficiency. In: Yuji
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Metabolism in Humans: Diagnosis and Treatment. Research Signpost,
Kerala, India, 111-129.
Ruiz Desviat, L., Pérez González, B. y Ugarte Pérez, M. (2006) .Bases
moleculares de las enfermedades metabólicas hereditarias. In: P.
Sanjurjo y A. Baldellou (ed.) Diagnóstico y tratamiento de las
enfermedades metabólicas hereditarias. Ergon, Madrid, España, 1-10.
Pérez González, B., Ruiz Desviat, L. y Ugarte Pérez, M. (2006).
Análisis funcional y estructural de genes mutantes. Relación fenotipogenotipo
en enfermedades metabólicas hereditarias. In: P. Sanjurjo y
A. Baldellou (ed.) Diagnóstico y tratamiento de las enfermedades
metabólicas hereditarias. Ergon, Madrid, España, 11-19.
Martínez-Pardo Casanova, M. y García Muñoz, M.J. (2006).
Hiperfenilalaninemias por déficit del cofactor BH4. In: P. Sanjurjo y A.
Baldellou (ed.) Diagnóstico y tratamiento de las enfermedades
metabólicas hereditarias. Ergon, Madrid, España, 319-327.
Pérez-Cerdá Silvestre, C. y Merinero Cortés, B. (2006). Alteraciones
del catabolismo de leucina y valina. Déficit múltiple de carboxilasas.
In: P. Sanjurjo y A. Baldellou (ed.) Diagnóstico y tratamiento de las
enfermedades metabólicas hereditarias. Ergon, Madrid, España, 393-478.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Sonia Clavero Villarrubia. (2005). Bases Moleculares de la Acidemia
Propiónica. Análisis funcional y estructural de mutaciones PCCA y
PCCB.
Mª Ángeles Martínez García. (2006). Bases Moleculares de la
Acidemia Metilmalónica aislada. Efecto de mutaciones sobre la
estabilidad de proteínas implicadas en enfermedades metabólicas
hereditarias.
Otras actividades
Other activities
Coordinación red de grupos de Enfermedades metabólicas
hereditarias (REDEMETH).
Coordinación del grupo del CBM de la red de Centros de Genética
Clínica y Molecular (RecGen).
Magdalena Ugarte. Cátedra Miguel Alemán 2005, México DF.
145

Unidad de bioinformática
Bioinformatics Unit
148 Unidad de bioinformática
Bioinformatics Unit
Ángel Ramírez Ortiz

Jefe de Línea /
Group Leader:
Angel Ramírez Ortiz
Unidad de bioinformática
Bioinformatics unit
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Murcia, M., Morreale, A. and Ortiz, A.R. (2006). Comparative binding
energy analysis considering multiple receptors: a step toward 3D-
QSAR models for multiple targets. J Med Chem. 49, 6241-6253.
Durante estos dos años hemos continuado nuestras
investigaciones en el campo de la bioinformática
estructural, en los siguientes aspectos:
During these two years we have continued our research in
the field of the Structural Bioinformatics, in the following
aspects:
Martín, V., Perales, C., Abia, D., Ortiz, A.R., Domingo E. and
Briones, C. (2006). Microarray-based identification of antigenic
variants of foot-and-mouth disease virus: a bioinformatics quality
assessment. BMC Genomics. 7, 117.
Personal Científico /
Scientific Staff:
Paulino Gómez
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Antonio Morreale
Rongsheng Han
Ugo Bastolla
Ester Marco
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
David Abia
Alberto Pascual
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Rubén Muñoz
Rubén Gil Redondo
Carmen Arroyo
Unidad de Bioinformática Bioinformatics unit
1. Estudio de los mecanismos de evolución estructural en
proteínas: La estructura de las proteínas homólogas cambia
durante el proceso evolutivo, lo que permite su adaptación
a nuevas funciones. Cómo este proceso tiene lugar es gran
parte desconocido. Mediante análisis de estructuras
homólogas hemos observado que éstas experimentan
cambios concertados que en buena medida pueden
predecirse y explicarse como transiciones entre
conformaciones en un espacio de baja dimensionalidad.
En definitiva, es la topología estructural la que determina el
patrón evolutivo de la familia. Similarmente, hemos
continuado el estudio de cómo la topología de la proteína
determina la distribución de secuencias compatibles con un
plegamiento dado y mejorando los métodos de la
predicción estructural.
2. Diseño de fármacos basado en la estructura de
proteínas: Hemos prestado gran atención al estudio de los
mecanismos que determinan la selectividad de la unión de
una familia de ligandos a un conjunto de estructuras
homologas, y hemos desarrollado métodos para determinar
cuales son los residuos más importantes para explicar el
grado de selectividad en la unión.
1. Study of the mechanisms of structural protein evolution.
The structure of homologous proteins change during the
evolutionary process, allowing an adaptation to new
functions. How this process takes place is almost unknown.
By means of structural analysis of homologous structures,
we have observed that homologous proteins experience
concerted changes that can be predicted and largely
explained as transitions between energetically favourable
conformations. In fact, we conclude that the protein
topology determines the evolutionary pattern of a protein
family. A second field of study is the analysis of how the
topology of the protein determines the distribution of
compatible sequences with the protein fold in order to
improve structure predition methods.
Structure-based drug design: We have paid great attention
to the study of the mechanisms that determine the selectivity
of the binding of a family of ligands to a set of homologous
structures, and we have developed methods to determine
which are the most important residues able to explain the
degree of binding selectivity.
Schamel, W.W., Risueno, R.M., Minguet, S., Ortiz, A.R. and Alarcón, B.
(2006). A conformation- and avidity-based proofreading mechanism
for the TCR-CD3 complex. Trends Immunol. 27, 176-182.
Ortiz, A.R., Gomez-Puertas, P., Leo-Macias, A., López-Romero, P.,
López-Vinas, E., Morreale, A., Murcia, M. and Wang, K. (2006).
Computational approaches to model ligand selectivity in drug design.
Curr Top Med Chem. 6, 41-55.
Lozano, J. J., Soler, M., Bermuda, R., Abia, D., Fernández, P.L.,
Thomson, T.M. and Ortiz, A. R. (2005). Dual activation of pathways
regulated by steroid receptors and peptide growth factors in primary
prostate cancer revealed by Factor Analysis of microarray data.
BMC Genomics. 6, 109.
Lupyan, D., Leo-Macias, A and Ortiz, A. R. (2005). A new progressiveiterative
algorithm for multiple structure alignment.
Bioinformatics. 21, 3255-3263.
Leo-Macias, A., López-Romero, P., Lupyan, D., Zerbino, D. and
Ortiz, A.R. (2005). Core deformations in protein families: a physical
perspective. Biophys Chem. 115, 125-128.
Leo-Macias, A., López-Romero, P., Lupyan, D., Zerbino, D. and
Ortiz, A. R. (2004). An analysis of core deformations in protein
superfamilies. Biophys J. 88, 1291-1299.
Bastolla, U., Porto, M., Roman, H.E. and Vendruscolo, M. (2006).
A protein evolution model with independent sites that reproduces sitespecific
amino acid distributions from the Protein Data Bank.
BMC Evol Biol. 6, 43.
Bastolla, U. and Demetrius, L. (2005). Stability constraints and protein
evolution: the role of chain length. Protein Eng. Des Sel. 18, 405-415.
Bastolla, U., Porto, M., Roman, H. E.and Vendruscolo, M. (2005).
Principal eigenvector of contact matrices and hydrophobicity profiles
in proteins. Proteins. 58, 22-30.
Talavera, D., Morreale, A., Meye, T., Hospital, A., Ferrer-Costa, C.,
Gelpi, J.L., de la Cruz, X., Soliva, R., Luque, F.J. and Orozco, M.
(2006). A fast method for the determination of fractional contributions
to solvation in proteins. Protein Sci. 15, 2525-2533.
CBM 2005/2006
148
Figura 2. Espacio evolutivo muestreado por diferentes familias de proteínas.
Figure 2. Evolutionary subspace spanned by different protein families.
Figura 1. Algoritmo implementado para la optimización de series congenéricas
en contra familias de proteínas.
Figure 1. Implemented algorithm developed to optimize the activity of congeneric series
against specific family members of a protein family.
149

Cultura y divulgación científica
Science and society program
Semana de la Ciencia 2007.
Science week 2007.
152 Oficina de Cultura Científica del CBMSO
CBMSO Science and Society Programme
José Antonio López Guerrero

Jefe de Línea /
Group Leader:
José Antonio López Guerrero
Oficina de Cultura Científica
del CBMSO
CBMSO Science and Society
Programme
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
Bello-Morales, R., Fedetz, M., Alcina, A., Tabarés, E. and López-
Guerrero, J.A. (2005). High susceptibility of a human oligodendroglial
cell line to herpes simplex type 1 infection. J.NeuroVirol. 11, 190-198.
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Raquel Bello-Morales
Cultura y divulgación científica Science and society program
Dentro del programa de Divulgación y Fomento de la
Cultura Científica del CBMSO he participado en las
siguientes actividades durante el periodo 2005-2006:
1) Proyectos I+D+I para la difusión del conocimiento con la
elaboración de libros sobre temas de interés científicosocial
dirigidos a alumnos y profesores de educación
secundaria y universitarios.
2) V y VI Semanas de la Ciencia de Madrid. Bajo mi dirección
y presentación, el CBMSO ha participado con varios
proyectos que complementan al programa de visitas guiadas
que se realiza a lo largo de todo el curso destacándose, en
este sentido, del resto de Centros del CSIC.
3) VI y VII Feria Madrid por la Ciencia. Bajo mi dirección y
coordinación, el CBMSO ha participado activamente y con
gran presencia de público, presentando las actividades de
las distintas áreas de investigación: microbiología, biología
celular, biología del desarrollo, Inmunología y Virología,
entre otras.
4) Colaboración con el Programa Ciencia y Sociedad
de Madri+d con la coordinación de un Blog científicocultural
y diversos suplementos en “Notiweb”
(http://www.madrimasd.org/cienciaysociedad).
5) I y II Curso de Biotecnología para profesores de
educación secundaria (“Biotechnology Explorer”). Avance
en biología molecular para profesores.
6) I y II Foro de Empleo de la UAM.
7) Participación en el curso de periodismo científico de El
País-UAM.
8) Otras colaboraciones: Dentro de los diferentes programa
divulgativos del CSIC-UAM, he participado con diferentes
seminarios sobre organismos transgénicos, células madre o
neurodegeneración; Semana cultural de Hannover,
Alemania (invitado por el Cónsul General de España).
9) Colaboraciones periódicas en temas científicos y
biotecnológicos con el suplemento “El Cultural”, la revista de
cultura científica “Tecnociencia” y con Radio Nacional de España.
Por otra parte, en investigación, estamos estudiando el
papel de la infección por virus HSV-1 en la infección de
oligodendrocitos, implicación de las proteínas de las balsas
lipídicas “raft” y la posible inducción de apoptosis.
Within the framework of the CBMSO Scientific Culture
Program, I have collaborated in the following activities
through 2005 – 2006 years:
1) Edition of several books of scientific topics intended for
students and teachers with educational levels ranging from
Secondary School to University (the edition has been
supported by grants from the National Program I+D+I).
2) V and VI Scientific Weeks in Madrid. Under my
coordination, several projects were carried out in the
CBMSO, complementing our annual program of guided
visits of Secondary School students to our Research Centre.
The CBMSO is one of the most active Centres of the CSIC
(Spanish Board of Scientific Research) in such tasks.
3) VI and VII Madrid Science Fair. Under my coordination, a
great number of visitors have participated in many scientific
activities organized by the CBMSO. Several scientific areas
were presented in these activities: Developmental Biology,
Cell Biology, Microbiology, Immunology or Virology,
for instance.
4) Collaboration with the Science and Society Madri+d
Programme, involving the management of a scientific and
cultural Blog and the providing of several information for the
scientific e-diary “Notiweb”. (http://www.madrimasd.org/
cienciaysociedad).
5) I and II Biotechnology training course for Secondary
school teachers (“Biotechnology Explorer”).
6) I and II UAM Employment Forum.
7) Participation in the Scientific Journalism course “El País UAM”.
8) Others activities: within the workframe of the scientific
CSIC-UAM divulgation programmes, I have participated
with the management of several seminars about transgenic
organisms, stem cells or neurodegeneration; Cultural week
of Hannover, Germany.
9) Periodic collaboratios on scientific and biotechnological
topics with the magazine “El Cultural”, “Tecnociencia”, and
the Spanish National Radio.
Moreover, my small investigation group aims at the study of
the effect of HSV-1 on oligodendrocytes infection, the role of
raft proteins and the possibility of apoptosis induction.
Fedetz, M., Matesanz, F., Caro-Maldonado, A., Fernández, O.,
Tamayo, J.A., Guerrero, M., Delgado, C., López-Guerrero, J.A.
and Alcina, A. (2006). OAS1 gene haplotype confers susceptibility
to multiple sclerosis. Tissue Antig. 68, 446-449.
López-Guerrero, J.A. (2005). Células Madre: sobre polémica y
esperanza. En “Un breve viaje por la ciencia”. Universidad de la Rioja.
López-Guerrero, J.A. (2006). “Sé lo que ocurrió... los cursos pasados”.
Editorial Hélice. Madrid.
López-Guerrero, J.A. El Cultural:
3-3-2005: “Investigación viral. Guerra preventiva contra los agentes
patógenos”.
14-4-2005: “Marburgo ataca. Un “primo” del Ébola y el 3-DCR,
los nuevos virus que burlan a la ciencia”.
9-6-2005: “Plantas y células madre. ¿El otro camino contra la
enfermedad y el envejecimiento
7-7-2005: “Biotecnología en red. Llegan las plataformas tecnológicas
a la ciencia española.
1-9-2005: “Prioridades del nuevo curso. Universidades, becas,
fichajes, inversiones y divulgación, pendientes para septiembre”.
29-9-2005: “Animalario transgénico. Científicos de todo el mundo
debaten la manipulación genética”.
10-11-2005: “Gripe aviar. Diez respuestas para una sola alarma”.
1-12-2005: “Todas las caras del Sida. Las nuevas terapias,
ante el Día Mundial de la enfermedad”.
29-12-2005: “Los tres hitos. Titán y Cassini; Genoma del chimpancé
y Cambio climático”.
5-1-2006: “La gaya ciencia. El mundo de la investigación revisa
su metodología ante el “caso Hwang”.
23-2-2006: “La gripe aviar rompe las fronteras”.
13-4-2006: “Ley de Reproducción Asistida. 10 claves científicas
para entender sus futuras aplicaciones”.
8-6-2006: “25 años de SIDA. De la “plaga divina” al sueño
de una vacuna definitiva”.
21-9-2006: “Día Mundial del Alzheimer. Último asalto”.
2-11-2006: “Semana de la Ciencia. Las técnicas de reproducción
asistida, “estrellas” de esta VI edición”.
28-12-2006: “Los hitos de 2006. Los polos, agua en Marte,
ADN Neandertal”.
López-Guerrero, J.A. en Tecnociencia:
Marzo 2006: “La Vecina gripe aviar”.
Mayo 2006: “El dopaje que viene”.
Junio 2006: “Genes, chicas y laboratorios. Después de la doble
hélice”. Comentarios al libro de James, D. Watson.
Septiembre 2006: “De Colón a la expedición filantrópica de la vacuna...”.
Diciembre 2006: “Mobius Dick”. Comentarios al libro de Andrew Crumey.
CBM 2005/2006
152
VII Feria de la Ciencia
153

Seminarios, servicios de apoyo y lecciones
Seminars, research support facilities and Lectures
Edificio CBMSO
CBMSO building
156 Seminarios “Severo Ochoa”
Severo Ochoa Seminars
158 Seminarios del Centro
CBM Seminars
162 Servicios técnicos de apoyo a la investigación
Research and Support Facilities
166 Lecciones conmemorativas
Memorial Lectures

Seminarios Seminars
Ciclo Severo Ochoa sobre avances en Biología Molecular
2005 ciclo VII
Ciclo Severo Ochoa sobre avances en Biología Molecular
2006 ciclo VIII
Fecha / Date Seminarista / Speaker Centro / Center Título del seminario / Tittle of Seminars
Fecha / Date Seminarista / Speaker Centro / Center Título del seminario / Tittle of Seminars
14 de enero Dr. Miguel Beato Centro de Regulación Genómica Opposite effects of steroid hormones on gene
regulation mediated by crosstalk with different
transcription factors
18 de febrero Dra. Michela Matteoli Universita di Milano New faces of excitatory and inhibitory synapses in
hippocampus
4 de marzo Dr. Erwin F. Wagner Research Institute Functions of AP-1 (Fos/Jun) in development
of Molecular Pathology (IMP) and disease
18 de marzo Dr. Marco Foiani Instituto FIRC di Oncologia Checkpoint-mediated mechanisms controlling
Molecolare
chromosome integrity
8 de abril Dr. Michael O. Hengartner University of Zurich Roads to ruin: Apoptotic pathways in the
nematode C. elegans
4 de mayo Dr. Vann Bennet Duke University Medical Center Ankyrins: Molecular keys to the cellular code
for assembly of specialized membrane domains
10 de mayo Dr. Peter Agre Johns Hopkins University Aquaporin water channels. From atomic structure
School of Medicine
to clinical medicine
27 de mayo Dr. Carlos Dotti Universita degli Studi di Torino Mechanisms of neuronal polarity specification
and perpetuation
20 de enero Dr. K. H. Nierhaus Max-Plank-Institut The E-site Story: New Aspects of Protein
für Molekulare Genetik
Synthesis
10 de febrero Dr. Klaus-Armin Nave Max-Plank-Institute Neuron-glia interactions and mechanisms
of Experimental Medicine of myelin diseases
24 de febrero Dra. Elisa Izaurralde EMBL P-bodies: a place for post-transcriptional
gene regulation
17 de marzo Dr. Thomas Kunkel National Institutes of Structure-Function Studies of DNA
Environmental Health Sciences Replication Fidelity
31 de marzo Dr. Kristian Helin Biotech Research The E2Fs, chromatin and cancer
and Innovation Center
21 de abril Dr. J. Silvio Gutkind NIDCR, National Institutes G-Protein Signaling Networks and Cancer:
of Health
A Per-Plexin Story
12 de mayo Dr. Luis Enjuanes Centro Nacional de Biotecnología Síntesis discontínua de RNA en nidovirus
CSIC
26 de mayo Dr. Yinon Ben-Neriah Hebrew University-Hadassah A transcription factor playing the roles of Dr. Jekyll
Medical School
and Mr. Hyde: NF-kB in health and disease
10 de junio Dr. Michael H. Malim King's College London Natural resistance to HIV infection:
the Vif-APOBEC interaction
28 de octubre Dr. Roger Patient Weatheral Institute The origins and programming of blood stem cells
of Molecular Medicine
18 de noviembre Dr. Michael S. Neuberger Medical Research Council Programmed DNA deamination in antibody
diversification and anti-retroviral immunity
2 de diciembre Dr. Alfonso Valencia Centro Nacional de Biotecnología. Aproximaciones computacionales
CSIC
al problema de la especifidad funcional
CBM 2005/2006
156
157

Seminarios Seminars
Seminarios del Centro 2005
Seminarios del Centro 2005
Fecha / Date Seminarista / Speaker Centro / Center Título del seminario / Tittle of Seminars
Fecha / Date Seminarista / Speaker Centro / Center Título del seminario / Tittle of Seminars
26 de enero Dr. Luis de Lecea Department of Molecular Biology Cortistain and other peptides sleep/wake
The Scripps Research Institute cycle
20 de mayo Dr. L. S. Shashidhara Center for Cellular Mechanisms of homeotic gene control
and Molecular Biology
in Drosophila
10 de febrero Dr. Victor G. Corces Department of Biology Regulación de la organización nuclear
The Johns Hopkins
por aisladores de chromatina
University Baltimore
11 de febrero Dr. James Castelli-Gair Centro Andaluz de Biología JAK/STAT en Drosophila: una ruta
del Desarrollo
de un solo carril
25 de mayo Dr. Erich Bornberg-Bauer Universidad de Muenster Principles of molecular evolution
and genotypic variation
26 de mayo Dr. Arturo Alvárez Buylla Depart. of Neurological Surgery El origen de las células madre
and Program in Developmental del sistema nervioso adulto
and Stem Cell Biology
14 de febrero Dr. Greco Hernández Institut für Biochimie und Represión por elF4E de apoptosis inducida
Molekularbiologie. Universität Bern por p53 en Drosophila
06 de abril Dr. Martin D. Brand MRC Dunn Human Nutrition Unit The new uncoupling proteins: mitochondrial
proton leak; ageing and neurodegeneration;
thermogenesis and obesity;
insulin secretion and diabetes
08 de abril Dr. Juan Carlos Marvizón Center for Neurovisceral Control del dolor: liberación de péptidos opiáceos
Sciences and Women´s Health. en la médula y su inhibición por receptores
NMDA y canales maxi-K
12 de abril Dr. Ivan de Curtis Unit of Cell Adhesion, Mechanisms coordinating membrane traffic
San Raffaelle Scientific Institute and cytoskeleton during cell motility
16 de junio Dr. José Carlos Reyes Instituto Bioquimica Vegetal Remodeladores de la cromatina que controlan
y Fotosíntesis. CSIC
el desarrollo en Arabidopsis thaliana
23 de junio Dr. Anders Liljas Center for Chemistry On the catalysis of translation
and Chemical Engineering
12 de julio Dr. Claudio Cuello Depart. of Pharmacology Acumulación intracelular y extracelular
and Therapeutics
de péptido amiloide Aß: una historia
de dos patologías
18 de julio Dr. José Abad Fondazione Cavalieri Ottolenghi. La sialidasa de gangliósidos (PMGS)
Universidad de Torino
en la determinación, crecimiento
y la regeneración axonal
13 de abril Dr. Jeff L. Benovic Kimmel Cancer Center Arresting developments in G protein-coupled
Thomas Jefferson University receptor signaling
05 de octubre Dr. Manuel Martínez Lage Dpto. Neurología, Hacia el control de la enfermedad de Alzheimer
Universidad de Navarra
20 de abril Dr. Oscar Fernández Dpto. Oncología Molecular. Definiendo el código de histonas específico
Centro Nacional de
de la reparación de DNA
Investigaciones Oncológicas (CNIO)
11 de octubre Dr. Francisco García Sierra Dpto. Neurociencias. Truncación de la proteína Tau durante
CINVESTAN-PIN
la progresión de la patología neurofibrilar
en la enfermedad de Alzheimer
CBM 2005/2006
21 de abril Dr. Justin V. McCarthy Department of Biochemistry Presenilin involvement in cytokine signalling
Biosciences Institute.University pathways
College Cork
22 de abril Dr. Richard Wade-Martins Wellcome Trust Centre for Human Functional analysis of entire gene loci
Genetics. University of Oxford in neurological disease using HSV-1
amplicon vectors
29 de abril Dr. Pedro Fernández-Funez Department of Neurology, Conservación evolutiva de la actividad selectora
Univ. of Texas Medical Branch de proteinas LIM-HD
11 de mayo Dr. Jose Antonio Daros Instituto de Biología Molecular Interacción planta-viroide
y Celular de Plantas. CSIC
158
11 de octubre Dr. Bharat B. Aggarwal The University of Texas. Targeting inflammatory transcription factors
M.D. Cancer Center
for prevention and treatment of Cancer
21 de octubre Dr. Javier Navarro Antolín Lab. Investigaciones Expresión génica del gen KCNMB1
Cardio-Vascular.
como mecanismo de hipertensión
Hospital Virgen del Rocio en la hipoxia humana
14 de diciembre Dr. Antonio Mas Universidad Pompeu Fabra Factores celulares implicados en la replicación
de virus RNA de cadena positiva
15 de diciembre Dr. Kathryn LaNoue PennState College of Medicine Compartmentation of reducing equivalent shuttles
in the retina and brain
159

Seminarios Seminars
Seminarios del Centro 2006
Seminarios del Centro 2006
Fecha / Date Seminarista / Speaker Centro / Center Título del seminario / Tittle of Seminars
Fecha / Date Seminarista / Speaker Centro / Center Título del seminario / Tittle of Seminars
10 de enero Dr. Manuel Perucho The Burnham Institute Alteraciones genéticas y epigenéticas
en cáncer gastrointestinal
11 de enero Dr. José A. Esteban University of Michigan Regulación del tráfico de receptores
Medical School
en neuronas. Un mecanismo de plasticidad
sináptica
21 de febrero Dr. Luis Ulloa North Shore University Hospital Control neuronal de la inflamación
9 de junio Dr. Javier Cáceres MRC Human Genetics Unit Señalización celular y procesamiento de RNA
20 de junio Dr. D. del Álamo Rodríguez Mount Sinai School of Medicine La función del gen Neuralized
en el establecimiento de la polaridad planar
en Drosophila
21 de junio Dr. Hugh Thomson Reyburn División de Inmunología. Biología del receptor activador NKG2D
Universidad de Cambridge y sus ligandos en la interacción citotóxica
2 de marzo Dra. Yolanda Calle King´s College London Regulación de la motilidad celular en leucocitos
por la proteina WASP
12 de julio Dr. F. Martín-Belmonte Dept. of Anatomy. Análisis de la función de Cdc42 en la polaridad
University of California
celular en modelos 3D
2 de marzo Dr. Frank Uhlmann Cancer Research UK The establishment of sister chromatid cohesion
during DNA replication
15 de marzo Dr. Antoni Matilla University College London. Mecanismos moleculares implicados en la ataxia
Institute of Child Health
espinocerebelosa tipo 1 (SCA1): estudios
funcionales de la ataxia-1
14 de julio Dr. François Fagotto Department of Biology. How are different cell types sorted during
McGill University
formation of embryonic tissues
Insights from the frog embryo
21 de septiembre Dr. Glyn Steventon School of Health and Life Sciences Phenylalanine hydroxylase and drug metabolism:
King´s College London
teaching old dogs new tricks
29 de marzo Dr. Francesc Posas Cell Signaling Unit. Control del ciclo celular en respuesta a estrés
Universitat Pompeu Fabra por la MAP quinasa Hog1
30 de marzo Dra. Ana Cuenda Dpto. Bioquimica y Biología Molecular Descubriendo funciones nuevas para las p38
Universidad de Extremadura MAP quinasas
25 de abril Dr. Vito de Pinto Universidad de Catania The mitochondrial porin or VDAC: a channel
inside the cell
9 de mayo Dra. B. Uchanska-Ziegler Universidad Libre de Berlin HLA-B27 subtype-dependent molecular mimicry
between viral and self-peptides: a connection
with autoimmune diseases
10 de mayo Dr. Nahum Sonenberg McGill Unviersity Translational control in cancer and learning
and memory
17 de mayo Dra. Patricia Boya Centro de Investigaciones Biológicas Autofagia: un nuevo jugador en el campo
CSIC
de la apoptosis
29 de septiembre Dr. Randy R. Brutkiewicz Department of Microbiology Regulation of CD1d-mediated Antigen
and Immunology. Indiana Presentation by Signal Transduction Pathways
University School of Medicine
9 de octubre Dr. Ethan Bier Universidad de California Threshold dependent BMP signaling: a conserved
mechanism for patterning the ectoderm
19 de octubre Dr. Peter Van Endert Universidad René Descartes Identification and characterization of an
aminopeptidase with an exclusive role
in MHC class I cross-presentation
20 de octubre Dr. X. de la Cruz Montserrat Institut de Recerca Biomedica Alternative splicing at the protein level.
Barcelona.
A view from bioinformatics
20 de noviembre Dr. Xose R. Bustelo Centro de investigación El proto-oncogén Vav3 regula procesos
del Cancer.
de señalización clave para la homeostasis
Universidad de Salamanca del sistema cardiovascular y respiratorio
30 de mayo Dr. Lieven De Veylder University of Gent Physiological relevance and molecular control
of the endocycle in plants
CBM 2005/2006
160
161

Servicios técnicos de apoyo a la investigación
Los servicios del CBMSO disponen de los siguientes equipamientos y técnicas como apoyo directo a los grupos
de investigación.
Animalario
Producción y mantenimiento de rata y ratón.
Producción y mantenimiento de estirpes transgénicas y genéticamente modificadas de ratón.
Manipulación animal con equipo de anestesia y campanas de gases.
Laboratorio para infección experimental con patógenos nivel P-2.
Celdas para trabajo con diversas especies animales.
Laboratorio de criopreservación de embriones y semen.
Citometría de Flujo
Inmunofenotipo.
Ensayos con genes reporteros.
Ciclo celular.
Ensayos funcionales: apoptosis, flujo de calcio, producción de citoquinas, señalización intracelular.
Separación celular por citometría de flujo (cell sorting).
Fermentación
Equipo para cultivo y recolección de microorganismos aerobios (fermentadores Chemup de 20 l y Braun de 30 l).
Equipo para cultivo y recolección de microorganismos extremófilos (Airlift de 100 l y un reactor agitado STR).
Equipo para fraccionamiento celular de microorganismos.
Genómica
(Operativo desde marzo de 2004)
Espectrofotometría.
Análisis cualitativo y cuantitativo de RNA.
PCR.
RT-PCR y PCR a tiempo real.
Discriminación alélica por PCR.
Obtención y análisis de imágenes de microarrays de DNA.
Microarrays de Drosophila
Orientación sobre la planificación de un experimento de microarrays.
Recogida de muestras y análisis de su calidad.
Extracción y marcaje de muestras.
Hibridación y escaneado de los microarrays.
Análisis e interpretación de los resultados.
Equipamiento técnico asociado al servicio de genómica: epectrofotómetro Nanodrop ND-1000, Bioanalizador Agilent 2100
y Scanner Agilent G2565BA
Microscopía Electrónica
Preparación convencional de muestras para microscopía electrónica de transmisión.
Criofijación en propano o etano líquidos.
Criosustitución e inclusión a baja temperatura en Lowicryl (K4M, HM20).
Ultramicrotomía convencional.
Crioultramicrotomía.
Inmunomarcado post-inclusión con oro coloidal.
Tinción negativa.
Microscopía de ácidos nucléicos.
Criosecado y criofractura.
Microscopía Óptica y Confocal
Microscopía de Luz Transmitida.
Microscopía de fluorescencia.
Microscopía confocal y espectral.
Microscopía de células vivas.
FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer).
FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching).
Procesamiento y deconvolución de imágenes.
Construcciones de proteínas fluorescentes.
CBM 2005/2006
Proteómica
Síntesis de péptidos.
Control de calidad de péptidos sintéticos madiante HPLC y espectrometría de masas.
Digestión de proteínas y aislamiento de péptidos mediante HPLC.
Análisis de péptidos y proteínas mediante espectrometría de masas tipo MALDI-TOF.
Análisis y secuenciación de péptidos mediante espectrometría de masas tipo nanospray-trampa iónica.
162
Bioinformática
Secuencias:
Alineamientos de secuencias (pares, mútiples, perfiles).
Estructuras:
Construcción de modelos. Modelado por homología. Interacción ligando-receptor.
Simulaciones de dinámica molecular.
Microarrays.
Análisis de datos de microarrays.
163

Research and support facilities
The following facilities and techniques are regulary provided by the Central Services of the CBMSO in direct support
of reserarch teams.
Animal Facility
Breeding and maintenance of rat and mouse.
Breeding and maintenance of transgenic and genetically modified mice.
Animal surgery and manipulation under anesthesia.
Laboratory for experimental infection with P-2 level pathogens.
Embryo and sperm cryopreservation facility.
Flow Cytometry
Immunophenotype.
Reporter gene assays.
Cell cycle analysis.
Functional assays: apoptosis, calcium flux, cytokine production, intracellular signaling.
Cell sorting.
Fermentation
Facilities for medium-scale growth and harvesting of aerobic microorganisms (Fermentors 20 l Chemup and 30 l Braun).
Facilities for large scale growth and and harvesting of extremophiles (100 l Airlift and a STR stirred reactor).
Cellular fractionation of microorganisms.
Drosophila Microarray Service
Guidance and advice about performing a microarray experiment.
Sample submission and quality control.
RNA extraction and labelling.
Hibridisation and scanning of microarrays.
Data analysis.
Technical equipment associated to CBMSO Genomics Unit: spectrophotometer Nanodrop ND-1000, Agilent Bioanalyzer 2100
and Agilent Scanner G2565BA.
Electron Microscopy
Conventional processing of samples for “check spelling” of transmission electron microscopy.
Plunge cryofixation in liquid propane or ethane.
Freeze-substitution and cryoembedding in Lowicryls.
Conventional ultramicrotomy.
Cryoultramicrotomy.
Postembedding immunogold electron microscopy.
Negative staining.
Electron microscopy of nucleic acids.
Freeze-drying and freeze fracture.
CBM 2005/2006
Genomics
(Operative since march 2004)
Spectrophotometry.
Qualitative and quantitative RNA analysis.
PCR.
Real-time PCR and RT-PCR.
PCR mediated allelic discrimination.
Scanning of DNA microarray slides and image analysis.
Proteomic
Peptide synthesis.
Quality control of synthetic peptides by HPLC and mass spectrometry.
Protein digestion and HPLC peptide purification.
Peptide and protein analysis by MALDI-TOF mass spectrometry.
Peptide and protein analysis and sequencing by nano-spray ion trap mass spectrometry.
164
Optical and Confocal Microscopy
Transmitted light microscopy.
Fluorescence microscopy.
Confocal and spectral microscopy.
Microscopy with living cells.
FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer).
FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching).
Image processing and deconvolution.
Construction of fluorescent proteins.
Bioinformatic
Sequences:
Alignments of sequences.
Structures:
Construction of models. Modelling by homology. Ligand - receptor interaction.
Molecular dynamic simulation.
Microarrays.
Analysis of data of microarrays.
165

Lecciones conmemorativas Memorial lectures
VI Lección conmemorativa Eladio Viñuela 2005
Fecha / Date Seminarista / Speaker Centro / Center Título del seminario / Tittle of Seminars
17 de marzo Dr. Pierre Chambon Mouse Clinical Institute/IGBMC The challenge of physiological genetics:
how to dissect complex signaling pathways
VII Lección conmemorativa Eladio Viñuela 2006
Fecha / Date Seminarista / Speaker Centro / Center Título del seminario / Tittle of Seminars
24 de mayo Dr. Daniel Kolakofsky University of Geneva The Sendai virus C proteins and reorganization
Medical School
of the antiviral response
XII Lección conmemorativa Severo Ochoa 2005
Fecha / Date Seminarista / Speaker Centro / Center Título del seminario / Tittle of Seminars
10 de noviembre Dr. Manuel Perucho The Burnham Institute Alteraciones genéticas y epigenéticas
en tumorigénesis
10 de noviembre Dr. Jorge Moscat Centro de Biología Molecular Transducción de señales celulares
Severo Ochoa
en la interfase inflamación-cáncer
10 de noviembre Dr. Angel Pellicer NYU Medical Center Rgr, un oncogen que activa la ruta de Ras
10 de noviembre Dr. Iain Mattaj EMBL The Ran GTPase as a spatial regulator
of cell division
10 de noviembre Dr. Manuel Serrano Centro Nacional La senescencia celular como mecanismo
de Investigaciones Oncológicas de supresión tumoral
10 de noviembre Dr. Mariano Barbacid Centro Nacional El papel de la genómica funcional en el desarrollo
de Investigaciones Oncológicas de nuevas terapias en cancer
XIII Lección conmemorativa Severo Ochoa 2006
Fecha / Date Seminarista / Speaker Centro / Center Título del seminario / Tittle of Seminars
16 de noviembre Dr. Sydney Brenner Salk Institute for The architecture of biological complexity
Biological Studies
CBM 2005/2006
166

Coordinador / Coordinators
Antonia Condes
Sonsoles Campuzano
Carmen Aragón
Diseño gráfico y editorial / Editorial graphics design
ACI
Tel.: 91 757 01 15 / Fax: 91 478 58 67
www.aci.es