Unidades de Investigación

Unidad I. Morfogénesis y polaridad celular

La característica más evidente de los organismos es su forma, la cual está directamente relacionada con su adaptación al medio en el que viven. Esta relación entre la estructura y la función se mantiene a todos los niveles de la organización biológica, desde las moléculas hasta los organismos. La especialización de los tejidos de animales y plantas es consecuencia de la diferente morfología de sus células que, a su vez, depende de las proteínas que las componen y, por tanto, de la expresión diferencial de sus genes. También los microorganismos, a pesar de su pequeño tamaño, presentan una enorme diversidad morfológica que varía durante su desarrollo y diferenciación.

Los investigadores de esta Unidad estudian los mecanismos genéticos que controlan la morfogénesis en sistemas modelo de hongos y levaduras. Estos organismos pueden manipularse genéticamente con facilidad y, dada su relativa simplicidad estructural, permiten visualizar directamente la implicación de cualquier gen/proteína en su morfología, sus patrones de desarrollo. Por este motivo, además de su interés básico, estos estudios también tienen un claro potencial aplicado, ya que permitirían definir los mecanismos moleculares potencialmente implicados en algunas enfermedades, así como identificar nuevas dianas moleculares para el diseño de compuestos antifúngicos.

Unidad II. Dinámica del genoma y epigenética

El genoma contiene las instrucciones para el desarrollo y el mantenimiento de los organismos a lo largo de su vida. Uno de los procesos fundamentales del genoma es su replicación, que preserva la identidad de las células durante el ciclo de división celular y mantiene la continuidad de las especies a lo largo de las generaciones. La segunda función esencial es la transcripción de los genes para dirigir el desarrollo de los organismos y para responder de forma adaptativa a las variaciones de las condiciones ambientales. El tercer proceso básico del genoma es la recombinación que genera la diversidad genética sobre la que actúa la selección natural y, además, repara las lesiones a las que continuamente está sometido el DNA por causas endógeneas o exógenas.

La Unidad de Dinámica del Genoma y Epigenética estudia la relación funcional entre esos tres procesos y su regulación tanto a nivel genético como epigenético. Los mecanismos epigenéticos están mediados por modificaciones en las histonas o en el mismo DNA que no afectan a la secuencia de nucleótidos pero que se mantienen durante la división celular y los procesos de diferenciación. En estos estudios se utilizan aproximaciones genéticas, bioquímicas y genómicas en sistemas modelo que incluyen desde las levaduras hasta células humanas y de ratón.

Unidad III. Regulación génica y diferenciación celular

La expresión de los genes de un organismo está regulada por mecanismos moleculares que garantizan su desarrollo, adaptación y supervivencia en un ambiente cambiante. Distintos tipos de RNAs y proteínas ejecutan o regulan, entre otros, los procesos de transcripción y traducción de los genes. Conocer la estructura y funciones precisas de esas biomoléculas, cómo se regula su actividad, ó el papel que desempeñan formando partes de distintos complejos macromoleculares es fundamental para entender los procesos biológicos por los que se establecen los patrones de crecimiento, división y diferenciación celular, y la base de ciertas anomalías en el desarrollo de los organismos.

Los investigadores de la Unidad de Regulación Génica y Diferenciación Celular del IBFG estudian funciones biológicas básicas en microorganismos modelo y en células animales, mecanismos de patogenicidad de hongos oportunistas y, en colaboración con empresas, desarrollan proyectos aplicados para modificar algunas propiedades beneficiosas de bacterias, hongos y levaduras de interés biotecnológico e identificar el mecanismo de acción de fármacos.