Nuestro grupo está interesado en el estudio y modificación de la

Transcripción

Fisiología Microbiana e Ingeniería de Vías Metabólicas
Grupo:
Personal académico y administrativo
Guillermo Gosset
Alfredo Martínez
Georgina Hernández-Chávez
Luz Maria Martínez
Mercedes Enzaldo
Aurelia González
Delia Caro
Estudiantes
Natividad Cabrera (D)
Ofelia Edith Carreón (M)
Marco Fernández (D)
Adriana Garibay (D)
Sara Centeno (D)
Eugenio Meza (D)
Ana Alejandra Vargas (D)
Karen Carrasco (L)
Alan Heres (L)
Iván Muñoz (D)
Daniela Morales (D)
Estefania Sierra (M)
Graciela Mituse León (M)
Personal de apoyo a proyectos
José Utrilla (Posdoctorado)
Adriana Longoria (Posdoctorado)
Cessna Lizbeth Moss
Berenice Trujillo
Resumen
Nuestro grupo está interesado en el estudio y modificación de la fisiología microbiana con
el propósito de generar nuevas cepas y procesos sustentables para la producción de
compuestos con aplicación industrial. Nuestros principales modelos de estudio son las
bacterias Escherichia coli y Bacillus subtilis, con las cuales realizamos estudios que nos
están ayudando a entender los procesos celulares relacionados al transporte de fuentes de
carbono, el metabolismo central, las vías de síntesis de compuestos aromáticos y la
resistencia a diferentes tipos de estrés. Mediante la aplicación de las técnicas de la
ingeniería genética, modificamos funciones celulares que de forma directa o indirecta
alteran al metabolismo celular (ingeniería metabólica). Siguiendo esta estrategia, hemos
logrado generar cepas bacterianas con la capacidad de producir a partir de azúcares simples
los compuestos etanol, lactato, L-tirosina, L-3,4-dihidroxifenilalanina (L-DOPA),
antranilato y melanina. Como parte de este esfuerzo, seguimos explorando estrategias de
ingeniería metabólica para lograr mejorar el desempeño de las cepas de producción y
también lograr la generación de nuevas cepas para la producción de otros compuestos de
interés. Nuestro objetivo es lograr transferir vías biosintéticas de otros organismos a E. coli
con el propósito de dotarle la capacidad de sintetizar precursores para la síntesis de
polímeros biodegradables, así como de varios compuestos aromáticos de interés industrial.
Como parte de nuestro interés en el desarrollo de nuevas tecnologías biológicas
sustentables, hemos desarrollado procesos fermentativos de producción con las cepas que
hemos generado, en los cuales logramos la acumulación de estos productos en la escala de
gramos/litro. Este trabajo se complementa con estudios encaminados a generar procesos
para la extracción de azúcares fermentables a partir de biomasa vegetal de deshecho. Se han
desarrollado procesos para el tratamiento de lignocelulosa y durante este periodo se uso
como modelo el bagazo de agave proveniente de la industria de las bebidas destiladas.
Mediante procesos termoquímicos, a partir de este bagazo se han generado jarabes que
contienen principalmente glucosa y pequeñas fracciones de arabinosa, los cuales con E. coli
homoetanologénica (generada por ingeniería metabólica) ha permitido generar 22 g/L de
etanol en dos días y medio. Adicionalmente, con un proceso de extracción de lignina, en
una combinación con ácido sulfúrico diluido y etanol, se logró reducir la recalcitrancia de
la celulosa, de tal forma que ha sido posible hidrolizar enzimáticamente a la celulosa en
reactores con alto contenido de sólidos y generar jarabes que contienen hasta 120 g/L de
glucosa, los cuales han sido convertidos en 60 g/L de etanol en 10 horas. La integración de
estás estrategias (en nuestro laboratorio y la Unidad de Escalamiento y Planta Piloto):
hidrólisis termoquímica y enzimática, con las fermentación con bacterias etanologénicas y
levaduras, así como la destilación y deshidratación del etanol, ha permitido probar
experimentalmente que es posible obtener hasta 330 L de etanol por tonelada de bagazo de
agave en base seca. Este trabajo se extenderá al desarrollo de otros procesos para la
extracción de azúcares y producción de etanol a partir de rastrojos de maíz, sorgo y cebada.
Publicaciones del grupo en el periodo:
Artículos en revistas indexadas
Acetate metabolism in Escherichia coli strains lacking phosphoenolpyruvate: carbohydrate
phosphotransferase system; evidence of carbon recycling strategies and futile cycles.
Sigala J. C., Flores S., Flores N., Aguilar C., Anda R., Gosset G. y Bolívar F. Journal of
Molecular Microbiology and Biotechnology, 16:224-235 (2009). (F.I.= 2.588)
Metabolic engineering for improving anthranilate synthesis from glucose in Escherichia
coli. Balderas-Hernández V., Sabido A., Silva P., Cabrera-Valladares N., HernándezChávez G., Báez-Viveros J. L., Martínez A., Bolívar F. y Gosset G. Microbial Cell
Factories, 8:19 (2009). (F.I.= 3.338)
Homolactic fermentation from glucose and cellobiose using Bacillus subtilis. RomeroGarcía S., Hernández-Bustos C., Merino E., Gosset G. y Martínez A. Microbial Cell
Factories, 8:23 (2009). (F.I.= 3.338)
ATP Limitation in a Pyruvate Formate Lyase Mutant of Escherichia coli MG1655
Increases Glycolytic Flux to D-Lactate. Utrilla J., Gosset G. y Martínez A. Journal of
Industrial Microbiology & Biotechnology, 36:1057-1062 (2009). (F.I.= 1.681)
Identification of network topological units coordinating the global expression response to
glucose in Bacillus subtilis and its comparison to Escherichia coli. Vazquez C. D., FreyreGonzalez J. A., Gosset G., Loza, J. A. y Gutierrez-Rios R. M. BMC Microbiology, 9:176
(2009). (F.I.= 2.88) “Highly accessed article”
Transcription analysis of central metabolism genes in Escherichia coli. Possible roles of
σ38 in their expression, as a response to carbon limitation. Olvera L., Mendoza-Vargas A.,
Flores N., Olvera M., Sigala J. C., Gosset G., Morett E., y Bolívar F. PLoS ONE, 4(10):
e7466 (2009). (F.I.= )
Production of aromatic compounds in bacteria. Gosset G. Current Opinion in
Biotechnology, 20:651-658 (2009). (F.I.= 7.485)
Characterization of cellulolytic activities of Bjerkandera adusta and Pycnoporus
sanguineus on solid wheat straw medium. R.E. Quiroz-Castañeda, E. Balcázar-López, E.
Dantán-González, A. Martinez, J. Folch-Mallol, C. Martínez Anaya. Electronic Journal of
Biotechnology. 12: 1-8 (2009). (FI = 0.859)
Metabolic engineering for the production of shikimic acid in an evolved Escherichia coli
strain lacking the phosphoenolpyruvate: carbohydrate phosphotransferase system.
Escalante A., Calderon R., Valdivia A., De Anda R., Hernandez G., Ramirez O.T., Gosset
G. y Bolívar F. Microbial Cell Factories, 9:21 (2010). (F.I.= 3.338)
Adaptive evolution of Escherichia coli inactivated in the PTS operon improves coutilization of xylose and glucose under anaerobic conditions. Balderas-Hernández V. E.,
Hernández-Montalvo V., Bolívar F., Gosset G. y Martínez A. Applied Biochemistry and
Biotechnology, (2010). (F.I.= 1.42)
Production of cellulases and xylanases under catabolic repression conditions from mutant
PR-22 of Cellulomonas flavigena. O.A. Rojas-Rejón, H.M. Poggi-Varaldo, A.C. RamosValdivia, A. Martinez, E. Cristiani-Urbina, M. de la Torre Martínez, T. Ponce-Noyola.
Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. En prensa (2010). (F.I.= 1.681)
Disruption of the siderophore-binding desE receptor gene in Streptomyces coelicolor
A3(2) results in impaired growth in spite of multiple iron-siderophore transport systems.
Tierrafría V. H., Ramos-Aboites H. E., Gosset G. y Barona-Gómez F. Microbial
Biotechnology, aceptado para publicación (2010). (F.I.= no tiene en 2010)
Publicaciones nacionales arbitradas
Jorge Islas Sampeiro, Alfredo Martínez Jiménez. La bioenergía: oportunidades y retos tecnológicos.
Ide@s CONCYTEG. Publicación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología del Estado de
Guanajuato. 4 (54), 1185-1197, 2009.
Alfredo Martínez Jiménez. Biocombustibles biotecnológicos. Ide@s CONCYTEG. Publicación del
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología del Estado de Guanajuato. 4 (54), 1198-1215, 2009.
Etienne Rajchenberg-Ceceña, José Alberto Rodríguez-Ruiz, Katy Juárez López, Alfredo Martínez
Jiménez, Sandra Morales Arrieta. Producción microbiológica de butanol. Biotecnología y
Bioingeniería. Publicación de la Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingeniería A.C. 13 (3), 2637, 2009.
Ofelia Edith Carreón Rodríguez, Andrea Sabido Ramos López, Sara Centeno Leija, Laura Julieta Leal
Reyes, Alfredo Martínez Jiménez, Marco Tulio Fernández Sandoval. Etanol Carburante. Biotecnología
y Bioingeniería. Publicación de la Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingeniería A.C. 13 (3),
79-102, 2009.
Adriana Garibay Hernández, Rafael Vázquez-Duhalt, M. del Pilar Sánchez Saavedra, Leobardo
Serrano Carreón, Alfredo Martínez Jiménez. Biodiesel a partir de microalgas. Biotecnología y
Bioingeniería. Publicación de la Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingeniería A.C. 13 (3), 3861, 2009.
Jorge Islas Sampeiro, Alfredo Martínez Jiménez. Bioenergía. Ciencia, Revista de la Academia
Mexicana de Ciencias, 61 (2), 30-39, Abril-Junio 2010.
Publicaciones de difusión:
Artículos de divulgación
La melanina: producción biotecnológica y aplicaciones.
Gosset G. Revista Hypatia. No. 29, Enero-Marzo (2009).
Ingeniería de Vías Metabólicas en Escherichia coli Pts– para la Obtención de Cepas
Sobreproductoras de Shikimato. Escalante, A. Valdivia, A. Gosset, G. Bolivar. Mensaje
Bioquímico 33:171-180. (2009).
Publicaciones en libros:
Solute transport processes in the cell. Escalante, A. Martínez, A. Rivera, M. Gosset, G. En:
Metabolic Pathway Engineering Handbook, Section I. Cellular Metabolism. Editor:
Smolke, C.D. CRC Press Boca Raton, Florida. pp. 10-20 (2010).
Engineering the Escherichia coli Fermentative Metabolism. M. Orencio-Trejo, J. Utrilla,
M.T. Fernandez-Sandoval, G. Huerta-Beristain, G. Gosset, and A. Martinez. En: Advances
in Biochemical Engineering/Biotechnology, 121:71–107 (2010) Springer-Verlag, Berlin
Heidelberg .
Tesis Concluidas:
Licenciatura
Aislamiento de un conglomerado bacteriano productor de celulasas a partir de rumen de bovino. Sara
Berenice Martínez Luna. Facultad de Biología – Universidad Veracruzana. Xalapa, Veracruz. Fecha 20
de Enero de 2010. (AMJ)
. Evaluación de complejos enzimáticos para hidrolizar celulosa y su aplicación en la
producción de etanol. Cessna Lizbeth Moss Acosta Instituto Tecnológico de los Mochis. Los
Mochis, Sinaloa. 4 de Junio de 2010. (AMJ)
Caracterización de mutantes del gen melA de Rhizobium etli expresadas en Escherichia
coli. Alberto Echeverría Serur. Facultad de Ciencias, UNAM. Septiembre 3, 2010. (GGL)
Maestria
Evaluación de condiciones de cultivo en la producción de lípidos con el alga Neochoris oleoabundans
para su uso potencial como biodiesel. Adriana Garibay Hernández. Programa de Maestría en Ciencias
Bioquímicas. U.N.A.M. 9 de Febrero de 2010. (AMJ)
Ingeniería Metabólica de Escherichia coli para la producción homofermentativa de L-lactato a partir de
xilosa. Laura Julieta Leal Reyes. Programa de Maestría en Ciencias Bioquímicas. U.N.A.M. 26
Marzo 2010.(AMJ)
Fermentación homoláctica de disacáridos y monosacáridos utilizando a Bacillus subtilis
ΔalsS. Ofelia Edith Carreón Rodríguez. Programa de Maestría en Ciencias Bioquímicas.
U.N.A.M. 29 de Abril de 2010. (AMJ)
Construcción y caracterización de un sistema para la expresión cromosomal de genes en
Escherichia coli. Andrea Sabido Ramos. Programa de Maestría en Ciencias Bioquímicas.
U.N.A.M. Febrero 16, 2010. (GGL)
Biosíntesis de 3,4-dihidroxi-L-fenilalanina (L-DOPA) en Escherichia coli a partir de
glucosa. Ana Joyce Muñoz Arellano. Programa de Maestría en Ciencias Bioquímicas.
U.N.A.M. Abril 16, 2010. (GGL)
Doctorado
Modificación del metabolismo central de carbono de mediante la introducción de la vía de EntnerDuodoroff de Zymomonas mobilis en Escherichia coli etanologénica. Gerardo Huerta Beristain.
Programa de Doctorado en Ciencias Bioquímicas. U.N.A.M.. 12 de Junio de 2009. (AMJ)
Ingeniería de vías metabólicas para la producción de tirosina y melanina a partir de glucosa en
Escherichia coli. María Inés Chávez Béjar. Programa de Doctorado en Ciencias Bioquímicas.
U.N.A.M. Agosto 13 de 2010. (GGL)
Ingeniería metabólica en Escherichia coli para la conversión eficiente de xilosa a D-lactato. José
Utrilla Carreri. Programa de Doctorado en Ciencias Bioquímicas. U.N.A.M. 6 de Agosto de 2010.
(AMJ)
Actividades docentes:
Participación como profesor en el taller "La biología a partir de las biomoléculas: nuevos
paradigmas y aplicaciones". Facultad de Ciencias, U.N.A.M. 21 de septiembre y 23 de
septiembre, 2010. (GGL)
Tópico selecto: Bioenergías: estado actual desde un enfoque biotecnológico. Instituto de
Biotecnología - UNAM. Agosto a Diciembre de 2010. (AMJ)
Donativos:
Responsable de donativo SEP-CONACYT de la convocatoria de Investigación Científica
Básica 2007. Donativo por tres años para el desarrollo del proyecto “Ingeniería de enzimas
del metabolismo central y de la síntesis de compuestos aromáticos y su aplicación a la
ingeniería metabólica de Escherichia coli” (83039).
Monto: $2,100,000.00 (dos millones cien mil pesos M.N.). (GGL)
Responsable de donativo de PAPIIT/UNAM por dos años. Proyecto "Caracterización de
cepas mutantes de Bacillus subtilis que carecen del sistema de fosfotransferasa y su aplicación
en procesos biotecnológicos" (IN214709). A partir de enero, 2009 Monto: $400,000.00
(cuatrocientos mil pesos M.N.). (GGL)
Responsable de donativo PAPIIT – DGAPA – UNAM por tres años. Proyecto “Ingeniería
metabólica y de bioprocesos para la obtención de etanol a partir de hemicelulosa” (IN220908-3)
Enero de 2008 a Diciembre de 2010. Monto $600,000.00. (AMJ)
Participante del donativo FOMIX CONACyT – Edo. De Morelos. Proyecto “Desarrollo de procesos
para la diversificación y aprovechamiento integral Del agave en el estado de Morelos” (MOR-2007C01-80360). Responsable Dr. Agustín López-Munguía Canales. Mayo de 2008 a Septiembre de
2010. Monto asignado a nuestro laboratorio $1,000,000.00. (AMJ)
Responsable del donativo Innovatec-CONACyT por seis meses en conjunto con la compañía
Servicios Condumex S.A. de C.V. Proyecto “Sistemas de fotobioreactores y protocolos
experimentales para el cultivo de la microalga oleaginosa Neochloris oleoabundans”. Julio de 2009
a Diciembre de 2009. Monto $500,000.00. (AMJ)
Responsable del donativo Proinnova-CONACyT por un año en conjunto con la compañía
PETRAMIN S.A. de C.V.. Proyecto “Desarrollo de fundamentos para el escalamiento del proceso
de producción de etanol de segunda generación”. Enero de 2010 a Diciembre de 2010. Monto
$1,840,000.00 (AMJ)
Premios y Distinciones:
Investigador Nacional Nivel III, por el Sistema Nacional de Investigadores, en el área de
Biotecnología y Ciencias Agropecuarias. Primero de enero de 2010. (GGL)
Vicepresidente de la Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingeniería, A.C. Julio 2008 a Junio
2010. (AMJ)
Presidente del Simposio Internacional de Producción de Alcoholes y Levaduras versión 2009.
(AMJ)
Presidente de la Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingeniería, A.C. Julio 2010 a Junio
2012. (AMJ)
Desarrollo tecnológico:
Patentes registradas
Versiones insensibles a inhibición alostérica de la enzima corismato mutasa-prefenato
deshidratasa y su aplicación para la producción de L-fenilalanina en microorganismos. Osuna
J., Báez-Viveros J. L., Hernández-Chávez G., Soberón X., Bolívar F. y Gosset G. Patente
otorgada el 2 de marzo de 2010.
Patentes en trámite
Alfredo Martínez Jiménez, Guillermo Gosset Lagarda, Georgina Teresa Hernández Chávez, Gerardo
Huerta Beristain, Berenice Trujillo Martínez, José Utrilla Carreri. “Cepas de Escherichia coli
modificadas por ingeniería metabólica para la producción de compuestos químicos a partir de
lignocelulosa hidrolizada, pentosas, hexosas u otras fuentes de carbono”. Patente Sometida el 7 de
Agosto de 2009 al Instituto Mexicano de Protección la Industrial. Expediente: MX/a/2009/008453;
Folio: MXEX/2009/050826.
Alfredo Martínez Jiménez, Guillermo Gosset Lagarda, Georgina Teresa Hernández Chávez, Gerardo
Huerta Beristain, Berenice Trujillo Martínez, José Utrilla Carreri. “Cepas de Escherichia coli
modificadas por ingeniería metabólica para la producción de compuestos químicos a partir de
lignocelulosa hidrolizada, pentosas, hexosas u otras fuentes de carbono”. Solicitud Internacional PCT
Sometida el 6 de Agosto de 2010. Solicitud Internacional No. PCT/MX 2010/000075.
Grupo OTR
(Información correspondiente a los años 2009-2010)
Integrantes del Grupo
* No pertenecen al grupo actualmente por graduación o cambio de adscripción.
a. Estudiantes del profesor visitante.
Investigadores:
Dr. Octavio Tonatiuh Ramírez Reivich
Dra. Laura Alicia Palomares Aguilera
Dra. Norma Adriana Valdez Cruz*
Dr. Álvaro Raúl Lara Rodríguez (Profesor Visitante)
Técnicos:
M. en C. Zoila Vanessa Hernández Rodríguez
M. en C. Ana Ruth Pastor Flores (por honorarios)
M. en C. Mauricio Barrón Castillo (por honorarios)*
M. en C. Martha Alicia Contreras Ordoñez (por honorarios)
Biol. Gabriela Zárraga Granados (por honorarios)
L. en N. Karin Christiane Levy Popp (por honorarios)
Biol. Ana Yuridia Ocampo Gutierrez (por honorarios)
Postdoctorales:
Dr. Antonio Báez Rogelio*
Dr. Germán Plascencia Villa*
Estudiantes de Doctorado:
Germán Plascencia Villa*
Odón Vite Vallejo*
José Antonio Serrato Pérez*
Luís Caspeta Guadarrama*
Antonino Báez Rogelio*
William Alfonso Rodríguez Limas
Lilí Esmeralda Gallo Ramírez
Ricardo Martín Castro Acosta
Mabel Rodríguez González
Liliana Carreño Fuentes
Estudiantes de Maestría:
Mauricio Barrón Castillo*
Martha Rosa Hidalgo Morales*
Ricardo Rojas Gómez*
Ramsés Ismael García Cabrera*
René Soto Martíneza
Cuitlahuac Chávez Peña
Itzcóatl Arturo Gomez Aquino
David Fernando Zuluaga Rave
Oriana Niño Trejos
Gheorghe Manuel Borja Zamfir a
Luis Angel Cueto Bravo
Esteban Peguero Sánchez
Estudiantes de licenciatura
Azalia Estrella Sánchez Cruz
Abimael Omar Lima Suarez
Secretaria:
Margarita Marquina Rivera*
Alma Tremari Rocas
Laboratorista:
Juana Ferrer Fuentes
Auxiliar Técnico
Antonio Dorantes
Escalamiento descendente de parámetros olvidados: El caso del dióxido de carbono disuelto
El escalado de un bioproceso a través del método clásico de la similitud geométrica presenta el gran
inconveniente de solamente mantener el criterio de escalamiento constante mientras que el resto de
las variables cambia, inclusive sustancialmente, entre escalas. Esto, aunado a limitaciones
mecánicas y de diseño de biorreactores de gran escala, ocasiona que se originen gradientes
ambientales durante la operación de cultivos y fermentaciones industriales. El escalamiento
descendente es una alternativa para desarrollar criterios de escalado mas racionales y efectivos que
contemplen la presencia inevitable de gradientes ambientales. En nuestro grupo, una de las
principales líneas de investigación ha consistido en desarrollar sistemas de escalamiento
descendente para estudiar el efecto de gradientes ambientales no solo a nivel macroscópico sino
también a nivel molecular, de organismos modelos que incluyen procariotes, eucariotes inferiores y
células de eucariotes superiores. El énfasis inicial fue sobre el estudio de gradientes de tensión de
oxígeno disuelto. En los últimos años se han abordado gradientes de variables muy relevantes pero
poco estudiadas, como lo son los gradientes simultáneos de fuente de carbono y oxígeno disuelto,
de pH, de temperatura y de dióxido de carbono disuelto. A través de nuestro acercamiento, hemos
establecido nuevos paradigmas en el escalado de bioprocesos, mostrando que es posible rediseñar al
hospedero con la finalidad de que pueda contender de forma mas efectiva con las heterogeneidades
inevitables en la escala de producción. De tal forma, hemos mostrado que problemas clásicos de la
ingeniería bioquímica pueden ahora ser resueltos por estrategias de la biología molecular e
ingeniería de rutas metabólicas. En particular, en esta presentación mostraré los resultados sobre el
estudio de gradientes de dióxido de carbono disuelto (dCO2) tanto en fermentaciones de E. coli
recombinante como en hibridomas murinos. A pesar de su importancia, es sorprendente la poca
atención que el control sistemático de esta variable ha merecido. Por lo tanto, el primer reto que
resolvimos fue demostrar que es posible controlar a niveles constantes y preestablecidos el dCO 2,
así como desarrollar sistemas de escalamiento descendente de 1 y dos compartimientos para su
estudio tanto en bacterias como en células animales. Con tales sistemas, demostramos que existe
una respuesta a nivel transcripcional de genes de E. coli relacionados con los sistemas de ácido
resistencia, vías anapleróticas, gluconeogénicas y de TCA en las que ocurren descarboxilaciones y/o
carboxilaciones, pudiendo de esta manera explicar de los efectos tóxicos del dCO 2. Con respecto a
células animales, nuestro enfoque giró entorno al efecto del dCO 2 en los patrones de glicosilación
de anticuerpos monoclonales producidos por hibridomas. Durante la presentación, discutiré las
implicaciones de los resultados obtenidos en cuanto al escalamiento de los dos sistemas modelos
estudiados.
Fuentes de Financiamiento:
Donativo: Vinculación Industria – Academia. Responsable: Dr. O. T. Ramírez. Financiado por
Probiomed S.A. de C.V. (octubre 1997 a la fecha).
Donativo: “Genotipificación de Serotipos de Rotavirus Bovino Presentes en México y Desarrollo de
una Vacuna Recombinante Basada en Pseudopartículas Virales”. Responsable: LA Palomares.
Financiado por DGAPA IN206407 (2007- 2009).
Donativo: “Characterization of Influenza Virus Hemagglutinin” (febrero 2007 a la fecha).
Responsable: LA. Palomares. Financiado por Protein Sciences Corporation.
Donativo: “Estudio Molecular y Fisiológico de una Cepa de E. coli capaz de Tolerar Ambientes
Heterogéneos Típicos de Biorreactores Industriales”. Responsable: Dra. Norma A. Valdez.
Financiado por DGAPA IN223308 (enero 2008- diciembre 2009).
Donativo: “Implementación de una Plataforma Tecnológica para la Producción de Vacunas por el
Sistema Células de Insecto-baculovirus”. Responsable: OT Ramírez. Conacyt Fondo Salud-2007c01-69911 enero 2008-marzo 2011.
Donativo: Vinculación Industria-Academia. Responsables: OT Ramírez y LA Palomares.
Financiado por Boehringer Ingelheim Vetmedica.
Donativo: “Caracterización estructural de cápsides de virus adenoasociados: hacia el desarrollo de
nuevos vehículos con aplicaciones médico-farmacéuticas” Responsable: L.A. Palomares. PAPIITUNAM, IN-223210. 2010-2013.
Donativo: Vinculación Industria-Academia. Responsable: OT Ramírez. Financiado por
Laboratorios y Reactivos de México. 2010-2011.
Donativo: “Construcción de nuevos nanomateriales basados en proteínas virales” Responsable: OT
Ramírez. Financiado por Conacyt Ciencia Básica 101847. 2010-2013.
Donativo: “Implementación de tecnología para la producción de una vacuna contra el virus de la
influenza humana H1N1”. Responsable: OT Ramírez. Financiado por Secretaría de Salud-Conacyt
126663. 2010-2013.
Donativo: “Estudio de los mecanismos moleculares de regulación postranscripcional y
postraduccional de glicoproteínas terapéuticas expresadas en células CHO cultivadas bajo
condiciones de hipotermia moderada”. Responsable: NA Valdez. Financiado por Conacyt Ciencia
básica 104951. 2010-2013.
Alumnos Graduados:
Germán Plascencia Villa, Doctorado en Ciencias Bioquímicas. “Desarrollo de Nanopartículas
Mediante la Funcionalización de Proteínas Virales” Obtención del grado: 6 mayo 2010.
Director de Tesis: OT Ramírez.
Odón Vite Vallejo, Doctorado en Biotecnología CEIB, UAEM “El papel de la N-glicosilación sobre
la actividad enzimática de la lacasa de Pycnoporus sanguineus, cepa CEIBMD001”. Obtención
de grado: 22 julio 2009 (Mención Honorífica). Codirector de tesis: LA Palomares.
José Antonio Serrato Pérez, Doctorado en Ciencias Bioquímicas. "Impacto de las Heterogeneidades
Medioambientales sobre la Glicosilación de Anticuerpos Monoclonales Producidos por
Cultivos in vitro de Hibridomas". Obtención del grado: 11 diciembre 2009. Director de Tesis:
OT Ramírez.
Luís Caspeta Guadarrama, Doctorado en Ciencias Bioquímicas. "Escalamiento Descendente del
Proceso de Producción de Proteína Heteróloga por Escherichia coli Termo-inducida: Estudio de
la Respuesta Transcripcional” Obtención del grado: 18 marzo 2009 (Mención Honorífica).
Director de Tesis: OT Ramírez.
Antonino Báez Rogelio, Doctorado en Ingeniería. "Simulación de gradientes de CO2 disuelto y
dCO2-pH presentes en biorreactores de gran escala: Desempeño de cultivos de Escherichia coli
recombinante " Obtención del grado: 1 de julio 2009 (Mención Honorífica). Director de Tesis:
OT Ramírez.
Mauricio Barrón Castillo, Maestría en Ciencias Bioquímicas. “Estudio del Efecto de la Temperatura
de Cultivo en Células CHO recombinantes: Papel de la Apoptosis y Glicosilación”. Obtención
del grado: 27 agosto 2009. Director de Tesis: OT Ramírez.
Martha Rosa Hidalgo Morales, Maestría en Ciencias Bioquímicas. “Estudio Transcripcional de las
Vías de N-glicosilación en Células de Ovario de Hamster Chino (CHO) Cultivadas en
Condiciones de Hipotermia Moderada 30 – 34ºC”. Obtención del grado: 2 junio 2010. Director
de Tesis: OT Ramírez.
Ricardo Rojas Gómez, Maestría en Ciencias Bioquímicas. “Estudio de la capacidad de unión y
transporte de cápsides de virus adeno-asociado tipo 2 en células de mamífero” Obtención del
grado: 6 de noviembre 2009 (Mención Honorífica). Director de Tesis: LA Palomares.
Argel Gastélum Arellánez, Maestría en Ciencias Bioquímicas. “Evaluación de sistemas de doble
compartimento para escalamiento descendente en cultivos de células animales: simulación de
gradientes de oxígeno disuelto e impacto de esfuerzos de corte subletales sobre la glicosilación
de una proteína recombinante” Obtención del grado: 5 noviembre 2009. Director de Tesis: LA
Palomares.
Ramsés Ismael García Cabrera, Maestría en Ciencias Bioquímicas. Estudio del efecto de
condiciones oscilantes de oxígeno en una cepa de Escherichia coli con mutaciones en las vías
de fermentación ácido-mixta. Obtención del grado: 20 octubre 2010. Director de Tesis: NA
Valdez.
Publicaciones
Publicaciones Científicas en Revistas Internacionales con Arbitraje
1. Rodríguez-Galván A, Heredia A, Plascencia-Villa G, Ramírez OT, Palomares LA, Basiuk VA
(2008) Scanning tunneling microscopy of rotavirus VP6 protein self-assembled into nanotubes
and nanospheres. Journal of Scanning Probe Microscopy. 3 (1): 25-31.
2. Caspeta L, Flores N, Perez NO, Bolivar F, Ramirez OT (2009) The effect of heating rate on
Escherichia coli metabolism, physiological stress, transcriptional response, and production of
temperature-induced recombinant protein: a scale-down study Biotechnology and
Bioengineering, 102: 468-482.
3. Palomares LA, Ramírez OT (2009) Challenges for the production of virus-like particles in
insect cells: The case of rotavirus-like particles. Biochemical Engineering Journal. 45: 158167.
4. Baez A, Flores N, Bolivar F, Ramirez OT (2009) Metabolic and transcriptional response of
recombinant Escherichia coli to elevated dissolved carbon dioxide concentrations Biotechnol
Bioeng, 104: 102-110.
5. Vite-Vallejo O, Palomares LA, Dantán-González E, Ayala-Castro H, Martínez-Anaya C,
Valderrama B, Foclh-Mallol J (2009) The role of N-glycosylation on the enzymatic activity of a
Pycnoporus sanguineus laccase. Enzyme and Microbial Technology. 45 (3): 233-239.
6. Mellado MCM, Mena JA, Lopes A, Ramírez OT, Carrondo MJT, Palomares LA, Alves PM
(2009) Impact of physicochemical parameters on in vitro assembly and disassembly kinetics of
recombinant triple-layered rotavirus-like particles. Biotechnology and Bioengineering. 104 (4):
674-686.
7. Plascencia-Villa G, Saniger JM, Ascencio JA, Palomares LA, Ramírez OT (2009) Use of
recombinant rotavirus VP6 nanotubes as a multifunctional template for the synthesis of
nanobiomaterials functionalized with metals. Biotechnology and Bioengineering. 104 (5): 871881. Artículo seleccionado para la portada de la revista.
8. Rodríguez-Limas W, Flores B, de la Mora G, Ramírez OT, Palomares LA (2009)
Genotypification of bovine group A rotavirus in Mexico. Vaccine. 27:6411-6414.
9. Lara AR, Taymaz-Nikerel H, Mashego MR, van Gulik W M, Heijnen JJ, Ramirez OT, van
Winden WA (2009) Fast dynamic response of the fermentative metabolism of Escherichia coli
to aerobic and anaerobic glucose pulses Biotechnol Bioeng, 104, 1153-1161.
10. Valdez-Cruz NA, Caspeta L, Perez NO, Ramirez OT, Trujillo-Roldan MA (2010) Production of
recombinant proteins in E. coli by the heat inducible expression system based on the phage
lambda pL and/or pR promoters. Microb Cell Fact, 9: 18.
11. Castro-Acosta RM, Revilla AL, Ramírez OT, Palomares LA (2010) Separation and
quantification of double- and triple-layered rotavirus-like particles by capillary zone
electrophoresis. Electrophoresis. 31 (8): 1376-1381.
12. De Leon-Rodriguez A, Galindo E, Ramirez OT (2010) Design and characterization of a onecompartment scale-down system for simulating dissolved oxygen tension gradients Journal of
Chemical Technology and Biotechnology, 85: 950-956.
13. Escalante A, Calderon R, Valdivia A, de Anda R, Hernandez G, Ramirez OT, Gosset G,
Bolivar F (2010) Metabolic engineering for the production of shikimic acid in an evolved
Escherichia coli strain lacking the phosphoenolpyruvate: carbohydrate phosphotransferase
system. Microb Cell Fact, 9, 21.
14. Valdez-Cruz NA, Ramírez OT, and Trujillo-Roldán MA (2010) Molecular responses of E. coli
caused by heat stress and recombinant protein production during temperature induction.
Bioengineer Bugs, en prensa.
15. Gallo-Ramírez LE, Ramírez OT, Palomares LA*. Intracellular localization of recombinant
adeno-associated proteins expressed in insect cells. Biotechnology Progress. Sometido.
16. Plascencia-Villa G, Mena JA, Castro-Acosta R, Fabián JC, Ramírez OT, Palomares LA*.
Strategies for the purification and characterization of protein scaffolds for the production of
hybrid nanobiomaterials. Sometido.
Capítulos en libros
17. L.A. Palomares, A.R. Lara, O.T. Ramírez (2010) “Bioreactor Scale-Down” En: The
Encyclopedia of Industrial Biotechnology; Spier, R.E. (ed), John Wiley and Sons. Versión
ampliada y actualizada del capítulo con el mismo nombre impreso en The Encyclopedia of Cell
Technology.
18. L.A. Palomares, O.T. Ramírez (2010) “Bioreactor Scale-Up” En: The Encyclopedia of
Industrial Biotechnology; Spier, R.E. (ed), John Wiley and Sons. Versión ampliada y actualizada
del capítulo con el mismo nombre impreso en The Encyclopedia of Cell Technology.
19. A.R. Lara, O.T. Ramírez “Plasmid DNA production for therapeutic applications” En:
Recombinant Gene Expresión: Reviews and Protocols; Lorence, A. (ed). En prensa.
Publicaciones Nacionales:
20.
Chávez-Vela NA*, Salinas-Miralles E, Jáuregui-Rincón J, Palomares LA, Bon-Rosas F
(2009) Desarrollo de un método inmuno blot para detectar glucomacropéptido (GMP) como índice
de adulteración de leche de vaca con suero de quesería. Investigación y Ciencia de la Universidad
Autónoma de Aguascalientes 43: 16-20.
21.
Chávez-Peña C, Ayala-Mendivil NA, Ramírez OT, Palomares LA* (2010) Efecto de la
densidad celular y la multiplicidad de infección sobre la producción de baculovirus recombinantes
en cultivos de células de insecto. TIP Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas
13(2):65-72.
Patentes
22.
Palomares LA, Castro-Acosta R, Ramírez OT, Revilla AR. Métodos para la diferenciación
y cuantificación de estructuras virales proteícas multiméricas. Patente mexicana en trámite. Fecha
de solicitud: 29 de mayo del 2009. Expediente MX/a/2009/05703.
Desarrollo Tecnológico:
Colaboración estrecha y/o convenios con las siguientes compañías: Probiomed S.A. de C.V.;
Birmex S.A. de C.V.; Protein Sciences Corp., E.U.A.; Boehringer-Ingelheim Vetmedica; Ludwig
Institute for Cancer Research, Australia; Instituto Butantan, Brasil.
Distinciones:
O.T. Ramírez: Premio Universidad Nacional 2010 en Innovación Tecnológica y Diseño Industrial.
Editor Asociado de Biochemical Engineering Journal, febrero 2008 a la fecha. Miembro del
Comité Editorial de “Biotechnology and Bioengineering”.
L.A. Palomares: Premio de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias en Ingeniería y
Tecnología 2009, Investigadora Nacional nivel II. Miembro del Comité Editorial de “Microbial
Cell Factories”.
L.A. Palomares, W.A. Rodríguez-Limas, J.A. Mena, Ricardo M. Castro-Acosta, A.R. Pastor, V.
Hernández y O.T. Ramírez. Premio Canifarma Veterinaria 2009. Primer lugar en la modalidad de
desarrollo tecnológico. Trabajo: Desarrollo de una vacuna recombinante contra rotavirus bovinos
prevalecientes en México.
W.A. Rodríguez-Limas (estudiante de doctorado asesorado por LA Palomares). Ganador de una
estancia en el BioCamp 2009, Novartis, a William Alfonso Rodríguez Limas. Trabajo: “Diseño de
estrategias de producción de PPV de rotavirus bovino en levaduras mediante herramientas
moleculares y de bioproceso”.
Otros
O.T. Ramírez y L.A. Palomares son expertos del Comité de Biotecnológicos de la Farmacopea de
los Estados Unidos Mexicanos y participaron en la organización de varios congresos nacionales e
internacionales, principalmente como miembros de comités científicos.
O.T. Ramírez fue miembro del Jurado del Merck Cell Culture Engineering Award, E.U.A., 2010, de
la Comisión Evaluadora del PRIDE del Instituto, miembro del Comité Técnico Calificador del
“Premio Birmex 20010”, Birmex S.A. de C.V..
L.A. Palomares es miembro del “Scientific Advisory Board” de la empresa Estadounidense Protein
Sciences Coorporation, del Comité Técnico del Sistema Estatal de Investigadores (2009 y 2010),
del Consejo de Administración de Birmex S.A, de C.V. del Comité Técnico Calificador del “Premio
Birmex 2010”, Birmex S.A. de C.V. y fue evaluadora del “Natural Science and Engineering
Research Council of Canada”.
L.A. Palomares y O.T. Ramírez participaron en varios artículos en periódicos y revistas. L.A.
Palomares presenta cápsulas semanales de divulgación de la Ciencia en el canal 11, Televisa
Cuernavaca, desde septiembre del 2010.
Rotavirus y estrés
Los virus son parásitos intracelulares obligados que dependen de la maquinaria celular para
replicarse. Al entrar a su célula huésped e infectarla, los virus despiertan en la célula una serie de
señales de estrés, y en respuesta a estas señales la célula trata de combatir el estrés y defenderse
de la infección viral utilizando diversos mecanismos. Los virus, a su vez, han desarrollado medidas
de contra-defensa para contrarrestar los mecanismos que se activan en la célula huésped, para
replicarse de manera eficiente.
Los rotavirus, el principal agente de gastroenteritis aguda infantil, no son la excepción y al
infectar a las células intestinales inducen señales de estrés en su huésped, con las que tienen que
contender para poder replicarse exitosamente.
En general el retículo endoplásmico (RE) es el organelo celular que integra las señales que
recibe la célula, y es ahí donde se inicia y se coordina la respuesta al estrés. En el RE se lleva a cabo
el plegamiento y la modificación post-traduccional de la mayoría de las proteínas de la célula. Se
ha observado que la acumulación de proteínas mal plegadas, causa un estrés en este organelo y da
lugar a la activación de una respuesta adaptativa coordinada de la célula, a la que se le ha llamado
la respuesta a proteínas mal plegadas o UPR (unfolded protein response). La función de la UPR es
la de aliviar el estrés en el RE y esto se lleva a cabo, por un lado, sobre-expresando chaperonas y
factores involucrados en la degradación de proteínas; y, por otro, disminuyendo
considerablemente la síntesis de proteínas para detener su acumulación en el RE. Si la célula no se
recupera de los daños ocasionados por el estrés, se inician programas que conducen a la muerte
celular.
En este proyecto nos hemos dedicado a estudiar las medidas de control que ejerce la célula ante el
estrés provocado por la infección con rotavirus e identificar cuáles son las medidas de
contraataque que utilizan los rotavirus para sobrepasar esta respuesta.
Miembros del Grupo
LAs
Carlos Arias
Susana López
Investigadores asociados
Pavel Isa
Ernesto Méndez
Tomas López
Post Doctorales
Andrea Peralta
Técnicos Académicos
Pedro Romero
Rafaela Espinosa
Yunuen Acevedo
Estudiantes
Mauricio Realpe
Margarito Rojas
Daniela Silva
Michelle Gutiérrez
Vicenta Trujillo
Rosa Rubio
Rocio Baños
Marco Aurelio Díaz
Miguel Angel Martínez
Jesús Miguel Torres
Andrea Murillo
Marco Antonio Espinoza
Alfonso Oceguera
Héctor Ramírez
Ma Dolores Soto
Georgina Cobian
Marina Escalera
Diego Cevallos
Rodrigo Velásquez
Luis Casorla
Ana Paola Carranco
Luis Felipe Paulin
Liliana Sánchez
Administrativos
Lorena Salazar
Silvia Flores
Miguel Angel Olvera
Artículos 2009-2010:
Ayala-Bretón C, Arias M, Espinosa R, Romero P, Arias CF and López S. Analysis of the kinetics of
transcription and replication of the rotavirus genome by RNAi. 2009. J. Virol.83:8819-8831
Isa P, Sánchez-Alemán MA, López S, Arias CF. 2009 Dissecting the role of integrin subunits alpha2
and beta3 in rotavirus cell entry by RNA silencing. Virus Res. 145: 251-259
Arias CF, Escalera-Zamudio M, Soto-del Río MD, Cobian-Güemes G, Isa P, and López, S. 2009.
Molecular Anatomy of 2009 Influenza Virus A (H1N1). Arch Med Res. 40:643-654.
Realpe M., Espinosa R., Lopez, S., Arias, C. F. 2010 Rotaviruses require basolateral molecules for
efficient infection of polarized MCDKII cells. Virus Res. 147: 231-241
Gutiérrez M, Isa P, Sánchez-San Martin C, Perez-Vargas J, Espinosa R, Arias CF and López S. 2010.
Different rotavirus strains enter MA104 cells through different endocytic pathways: The role of
clathrin-mediated endocytosis. J Virol, 84: 9161-9169
Rojas M., Arias C. F., and Lopez S. 2010 PKR is the kinase responsible for the phosphorylation of
eIF2 in rotavirus infection. J Virol. 84:10457-10466
Lopez, S. and Arias, C. 2010 How Viruses Hijack Endocytic Machinery. Nature Education 3:16
Carreño-Torres JJ, Gutiérrez M, Arias CF, López S, and Isa. 2010. Characterization of viroplasm
formation during the early stages of rotavirus infection. Virology Journal. En Prensa
Artículos de Divulgación:
Lopez S y Arias CF. 2009. La epidemia de Influenza: Que es y que hacer?
Publicada en la Union de Morelos el 28 de Abril 2009
Parcialmente reproducida en la revista “El faro” del CIC
Reproducida en la Gaceta de la Facultad de Medicina
Arias C. F. y López S., 2009 Anatomía del virus de la influenza A/H1N1-2009 Ciencia
60:14-24
Arias C.F. and López S. 2010. Biología del virus de influenza A. Rev Salud Mex. Aceptado
Gutiérrez M., López S. 2010. Mecanismos de entrada de virus: una manera de conocer a la célula.
TIP Revista especializada en ciencias quimico-biológicas. 13: 26-34
Capítulos en libros
Arias, C.F., Pérez-Vargas, J., y López, S. 2009. La Familia Reoviridae. En: Microbiología Médica.
Manjarrez, M.A (ed.),. Méndez Editores. Cd. de México
Arias, CF and López, S. Biología del virus de influenza A. En: “La epidemia de influenza A/H1H1 en
México” Capítulo I, pags 3-15. 2010. Córdova Villalobos, JA, Valdespino Gómez JL, y Ponce de León
Rosales S., (eds.). Editorial Médica Panamericana.
López, S. y Arias CF. Virus de la influenza: Biología, diagnóstico, prevención y control. 2010. En: “La
UNAM ante una emergencia sanitaria. Experiencia de la epidemia de influenza A (H1N1)”. Cap 1,
pags 11-40. Martuscelli Quintana, J. y Narro Robles J.(eds). ISBN: 978-607-02-1472-1
Arias, C. y López, S. "Influenza A: Biología, vacunas, y origen del virus pandémico A/H1N1". Revista
Digital Universitaria [en línea]. 2010, Vol. 11, No.4 Disponible en Internet:
<http://www.revista.unam.mx/vol.11/num4/art36/> ISSN: 1607-6079.
Formación de Recursos Humanos en el grupo
Tutor Susana Lopez:
Diana Escobar Zarate. 18 Sept. 2009.
“Caracterizacion de las proteínas componentes de los granulos de estrés durante la
infección con rotavirus”, Maestría en Ciencias Bioquímicas.
Camilo Ayala Breton. 30 de Oct. 2009,
" Cinetica de transcripción y replicación durante el ciclo replicativo de rotavirus”, Doctorado en
Ciencias Bioquimicas.
Margarito Rojas Jacinto. 19 Ago. 2010
“Caracterizacion de los mecanismos que utiliza rotavirus para mantener la fosorilación del factor
eIF2a”, Doctorado en Ciencias Bioquimicas.
Marco Antonio Espinosa Torres. 1 de Oct 2010
“Identificación de los genes de rotavirus involucrados en el apagado de la síntesis de proteínas
celulares”, Maestría en Ciencias Bioquímicas.
Tutor : Carlos Arias
Marco Aurelio Díaz. Nov 13, 2009
“Reconstitución de partículas de rotavirus infecciosas con proteínas virales recombinants
sintetizadas en células de insecto”. Maestría en Ciencias Bioquímicas.
Mauricio Realpe. Jun 2010
“Caracterizacion del receptor para rotavirus en celulas polarizadas”. Doctorado en Ciencias
bioquímicas.
Maria de los Dolores Soto del Rio. 20 mayo 2009
cotutoría con Pavel Isa , “Implementacion y validación de una metodología para la detección de
patogenos asociados a enfermedades respiratorias por medio de un microarreglo: subtipificacion
del virus influenza tipo A” . Licenciatura en Ciencias Genomicas.
Tutor Pavel Isa
Maria de los Dolores Soto del Rio. 20 mayo 2009
cotutoría con Carlos F. Arias ,
Miguel Angel Martinez Mercado. 18 Sept 2009
“ Papel de gangliosidos en la infeccion de celulas MA104 por rotavirus” Maestria en Ciencias
Bioquimicas.
Diego Cevallos Porta, Obt. 23 Nov. 2010
“Infección de células intestinales por rotavirus” Lic. en Ciencias, Fac. Ciencias, UAEM
Tutor: Ernesto Méndez
Ma Lourdes Gandara. Mayo 2010
“Obtencion de baculovirus recombinantesque expresan la proteina estructural de astrovirus”
Maestria en Ciencias Bioquimicas.
Tutor: Tomas Lopez
Tomás Rodríguez García. Julio 2010
“Establecimiento de un sistema de rescate fenotípico para rotavirus” Lic. Fac. Ciencias Biológicas
UAEM
Innovación tecnológica
Transferencia de la tecnología “Diagnóstico del virus pandémico A(H1N1) y los virus de influenza A
estacionales” a la empresa Biodetecta Nov 2009.
Docencia y divulgación
Mayo 4, 2009, Minitaller para reporteros “La influenza” Promovido por la Rectoría de la UNAM
Mayo 25, 2009 Minitaller para estudiantes “Mas alla de la Influenza, que? Rectoría de la UNAM
Septiembre 2009. Organizacion del curso “Curso universitario de capacitación para el diagnóstico
de virus de Influenza A/H1N1/2009” 28-29 Sept. en FMVZ/UNAM
Octubre 2010. Participacion en el curso de Virologia Programa de Maestría y Doctorado en
Ciencias Bioquímicas
Donativos
Fondo: CONACYT/SS– convocatoria especial influenza 2009
Clave S0008-126823
Caracterización de la diversidad genética de virus de influenza circulantes en
humanos, cerdos y aves
Nov 2009-Dic 2011
Monto 2,600,000
Responsable: Susana López
Fondo: Texas A&M University-CONACYT: Collaborative Research Grant Program.
Proposal No.: 2010-035
Characterization of new transport molecules that function in the unconventional transport and
secretion of the rotavirus enterotoxin, NSP4
November 1, 2010 - November 30, 2011.
Monto: 24,000 US
PIs: Judith Ball, Texas A&M University, Susana Lopez,UNAM
Distinciones/Comités
Miembro del Comité de expertos de influenza -CONACYT-SS
Miembro del Comité de expertos de influenza -Gobierno del Distrito Federal
Miembro del Comité Universitario para control de la emergencia (influenza) UNAM.
Comité Editorial del Journal of Virology. 2004-2012
Miembro del NIH review panel, VIR A study section, de Julio 2010 a Junio 2016
Renovacion como miembro del SNI nivel III
Reunión Académica, Instituto de Biotecnología, UNAM
Período 2009-2010
TÍTULO: Ludwik Fleck y la Salmonella enterica
Jefe de Grupo: Edmundo Calva*
Integrantes del Grupo:





Investigadores Asociados al Grupo: Ricardo Oropeza*, Ismael Hernández-Lucas
Investigador Postdoctoral: Claudia Silva*
Técnicos Académicos: Marcos Fernández-Mora, Alejandra Vázquez
Estudiantes de Doctorado: Miguel Ángel De la Cruz, Ana Lucía GallegoHernández, Magdalena Wiesner, Carmen Guadarrama
Estudiantes de Maestría: Adrián Izquierdo, Liliana Medina-Aparicio (I. HernándezLucas, tutor), Rosalva Salgado (R. Oropeza, tutor)
Colaboradores:
1) Mussaret Zaidi, Hospital O’ Horan, Mérida, Yucatán
2) Juan José Calva, Instituto de Ciencias Médicas y de la Nutrición “Salvador
Zubirán”, México, D.F.
3) Claudia P. Saavedra*, Fernando Gil, José Miguel Villarreal, Universidad “Andrés
Bello”, Santiago de Chile
4) Enrique Merino, Instituto de Biotecnología UNAM, Cuernavaca
5) Miguel Ángel Cevallos, Centro de Ciencias Genómicas, UNAM, Cuernavaca
* Autores correspondientes, ver bibliografía
Resumen:
En 1935, el famoso bacteriólogo polaco Ludwik Fleck (1896-1961) publicó una
monografía que puede considerarse como un clásico de la epistemología. La traducción en
inglés aparece como “Genesis and Development of a Scientific Fact”, J. Trenn, Robert K.
Merton, eds., The University of Chicago Press, 1979, con prólogo de T. Kuhn. En esta
obra, Fleck discute en detalle la influencia que tiene “el pensamiento colectivo” en las
teorías e hipótesis de una época determinada; mostrándonos como ello está intrínsecamente
ligado al carácter humano del quehacer científico en cualquier época. De esta manera, las
comunidades científicas buscan “la armonía de las ilusiones” para conformar el
conocimiento de frontera.
Se presentarán las contribuciones del grupo en el contexto de los conceptos de
Fleck, mostrando como el conocimiento se genera y evoluciona. Así, se discutirá el
hallazgo de las diferentes capacidades de autofosforilación de la proteína detectora de
membrana EnvZ, cuando proviene de diferentes bacterias, en este caso Typhi y E. coli
(Oropeza and Calva, 2009, 2010); el efecto de la curvatura en la región reguladora sobre la
expresión del gen de la porina OmpS1 en Typhi (De la Cruz et al., 2009); la descripción de
una nueva cepa de Typhimurium originaria de nuestro país, con características moleculares
novedosas (Wiesner et al., 2009, 2010); la regulación de las porinas OmpW y OmpL en el
contexto de sus propiedades fisiológicas (Gil et al., 2009, Villarreal et al., 2010); así como
nuestra visión actual sobre la complejidad de la regulación genética de las porinas y sus
implicaciones fisiológicas (De la Cruz and Calva, 2010).
Se discutirán también los avances en los estudios sobre la regulación de los
operones assT-dsbL-dsbI y cas-crispr del regulón LeuO en Typhi, y sobre la relación
estructura-función de la propia LeuO. Asimismo, se hará mención de la nueva vía de
biosíntesis de biopelículas en E. coli (Oropeza et al.) y del proyecto en colaboración con el
laboratorio Puente sobre la comunicación entre las islas de patogenicidad SPI-1 y SPI-2
(De la Cruz et al.).
Publicaciones del grupo en el período (2009-2010):
1) “The cysteine 354 and 277 residues of Salmonella enterica serovar Typhi EnvZ are
determinants of autophosphorylation and OmpR phosphorylation.” Oropeza, R*. and
Calva, E. FEMS Microbiology Letters 292: 282-290, 2009.
2) “The DNA static curvature has a role in the regulation of the ompS1 porin gene in
Salmonella enterica serovar Typhi.” De la Cruz, M.A., Merino, E., Oropeza, R., Téllez, J.
and Calva, E.* Microbiology-SGM 155: 2127-2136, 2009. -- Evaluado en Faculty of 1000
Biology; comentado por el editor en jefe en: Dorman, C.J. Microbiology-SGM 155: 21142115, 2009.
3) “Association of virulence plasmid and antibiotic resistance
determinants with chromosomal multilocus genotypes in
Mexican Salmonella enterica serovar Typhimurium strains.”
Wiesner, M., Zaidi, M.B., Calva, E., Fernández-Mora, M., Calva, J.J.
and Silva, C.* BMC Microbiology 9: 131, 2009.
4) “SoxS regulates the expression of the Salmonella enterica serovar Typhimurium ompW
gene”. Gil, F., Hernández-Lucas, I., Polanco, R., Pacheco, N., Collao, B., Villarreal, J. M.,
Nardocci, G., Calva, E. and Saavedra, C. P.* Microbiology-SGM 155: 2490-2497, 2009.
5) “The complexities of porin genetic regulation”. De la Cruz, M.A. and Calva, E.* Journal
of Molecular Microbiology and Biotechnology 18: 24-36, 2010.
6) “Purification of MBP-EnvZ fusion proteins using an automated system”. Oropeza, R.*
and Calva, E. Methods in Enzymology, Two-component Signaling Systems Part C, Chapter
5, 471: 77-87, 2010.
7) “The cAMP-receptor protein (CRP) positively regulates the yihU-yshA operon in
Salmonella enterica serovar Typhi.”. Villarrreal, J.M., Hernández-Lucas, I., Gil, F.,
Calderón I.L., Calva, E., and Saavedra, C. P.* Microbiology-SGM, In Press.
8) “Salmonella Typhimurium ST213 is associated with two types of IncA/C plasmids
carrying multiple resistance determinants”. Wiesner, M., Calva, E., Fernández-Mora, M.,
Cevallos, M.Á, Campos, F., Zaidi, M.B. and Silva, C.* BMC Microbiology, In Press.
Libro:
-“Molecular Biology and Molecular Epidemiology of Salmonella infections” Calva, J.J. and
Calva, E. (eds.), 313 pages, Research Signpost, Kerala, India, 2009. ISBN 978-81-308-0349-4.
Capítulos de libro:
1) “The LeuO transcriptional regulator” Gallego-Hernández, A.L., Hernández-Lucas, I.,
and Calva, E. In: Molecular Biology and Molecular Epidemiology of Salmonella infections.
Calva, J.J., Calva, E., eds. Research Signpost, Kerala, India, 2009, pp. 275-286.
2) “Biología molecular” Calva Mercado, E. En: Cosmos: Enciclopedia de la ciencia y la
tecnología en México, Tomo II. Ciencias Biológicas, José Ramírez Pulido (coordinador),
Universidad Autónoma Metropolitana, México D.F., 2009, pp. 285-291. Una reseña de los
inicios de la biología molecular en México.
Tesis Concluidas:
-“Mecanismos moleculares que regulan la expresión de ompS1 en Salmonella enterica
serovar Typhi: dos activadores, dos represores y un anti-represor”. Miguel Ángel De la
Cruz Villegas, Doctorado en Ciencias Bioquímicas, 9 de abril de 2010.
Donativos:
1) “El regulón LeuO en Salmonella” Conacyt, 82383.
2) “Comunicación entre las islas de patogenicidad para regular la expresión
intracelular de genes de virulencia de Salmonella” DGAPA IN-206310.
Distinciones/Cuerpos Colegiados:
1) Presidente del International Membership Committee de la American Society for
Microbiology (ASM), 2005-2011. Responsable de las actividades académicas para
trece mil miembros internacionales de la ASM; incluyendo el diseño e
implementación de programas de intercambio y de entrenamiento, becas y premios.
2) Conferencista plenario por invitación, 57th Annual Meeting of the Japanese Society
of Chemotherapy, Tokio, Japón, 3-5 de junio de 2009. Conferencia: "Association of
virulence plasmid and antibiotic resistance determinants with chromosomal
multilocus genotypes in Mexican Salmonella enterica serovar Typhimurium
strains".
3) Conferencista plenario por invitación, 50th Annual Conference of the Association
of Microbiologists of India, AMI 2009, Pune, India, 15-18 de diciembre de 2009.
Conferencia: "LeuO and HilE as regulators of virulence in Salmonella".
4) Miembro, Comisión de Evaluación de los Proyectos del Fondo Mixto del Estado de
Morelos, Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología, 2008-2010.
5) Miembro Electo del Seminario de Cultura Mexicana, Corresponsalía Cuernavaca,
2009. Análisis de problemas actuales de la cultura nacional.
6) Miembro Electo por el Personal Académico de la Comisión Dictaminadora del
Centro de Investigación en Energía, UNAM, 2010.
7) Presidente del Jurado del Premio “Glaxo Smith Kline ASM International Member
of the Year Award”, desde 2005.
8) Presidente del Jurado del Premio “Moselio Schaechter Distinguished Service
Award”, desde 2009.
9) Miembro del Jurado del Premio “ASM-UNESCO Leadership Grant for
International Educators”, desde 2009.
10) Asesor de Bioseguridad para el Center for International and Security Studies at
Maryland, Collage Park, MD, 2006, 2010.
11) Asesor para el Global Laboratory Capacity Strengthening Committee de la ASM,
Washington, DC, desde 2005. Diseño de programas para fortalecer el diagnóstico de
enfermedades infecciosas en zonas restringidas de recursos.
Organización de Eventos Académicos:
1) Presidente del Simposio “Past, Present and Future of Transcriptional Regulation: A
symposium on the 40th anniversary of the identification of Sigma Factor, in honor
of Dick Burgess”, 3 y 4 de agosto, 2009, Universidad de Wisconsin-Madison.
2) Miembro Fundador de la Rama de Bioquímica y Biología Molecular de Bacterias,
de la Sociedad Mexicana de Bioquímica, 2009. Miembro del Comité Organizador
de la Primera Reunión de la Rama, 22 al 25 de marzo, 2010, San Miguel Regla,
Hgo.
Docencia:
1) Profesor del Curso de Biología Molecular del Posgrado en Ciencias Bioquímicas:
ingeniería genética (2009, 2010); transcripción (2011).
2) Profesor de “Métodos de Investigación” a nivel preparatoria, Centro Educativo
Anglo Mexicano, desde 2008.
Divulgación:
-Miembro del Comité Editorial de la Academia de Ciencias de Morelos, que es
responsable de artículos de divulgación en el periódico “La Unión de Morelos”, todos
los lunes desde hace tres años; desde 2008.
Actividades Editoriales:
-Árbitro de manuscritos para las revistas: Molecular Microbiology, Microbiology,
FEMS Microbiology Letters, BMC Microbiology y Journal of Molecular Microbiology
and Biotechnology.
Producción de polímeros y diferenciación en Azotobacter
Guadalupe Espín
Grupo:
Daniel Segura, Cinthia Núñez, Soledad Moreno, Josefina Guzmán, *Renato León, Alberto
Hernández, Yanet Romero, Miguel Cocotl, *Claudia Velazquez, Deborah Yanajara, *Jade Serrano,
*Fernando Bonilla, *Viridiana García, Armando Hernandez, Miguel Mejía, Luis Felipe Muriel,
Libertada Adaya, Deborah Ramirez, Elva Yadira Quiroz, Adan Trejo.
.
Resumen
Azotobacter vinelandii es una bacteria del suelo que sufre un proceso de diferenciación para
formar quistes resistentes a la desecación. Cuando se induce el enquistamiento, forma una
capsula formada por dos capas conocidas como intina y exina. Esta bacteria también produce
varios compuestos de importancia industrial entre los que se encuentran: alginato, un polisacárido
extracelular; polihidroxibutirato (PHB), un poliéster intracelular y una familia de 5-nalquilresorcinoles que son lípidos fenólicos sintetizados comúnmente por plantas. Estos tres
polímeros están presentes en los quistes maduros. Alginato es un componente de la capsula del
quiste. El PHB esta presente en forma de gránulos en los quistes maduros. A diferencia de el
alginato y el PHB que están presentes en células vegetativas y en quistes, los alquilresorcinoles
solo están presentes en los quistes donde reemplazan a los fosfolípidos de la membrana celular y
son un componente mayoritario de la exina.
En mi grupo estudiamos la genética y fisiología de la diferenciación, de la biosíntesis de alginatos,
de PHB y de alquilresorcinoles así como su función biológica.
En los últimos años hemos estudiado algunos sistemas que controlan la expresión génica a nivel
global como el sistema de dos componentes GacS-GacA, el sistema de regulación posttranscripcional RsmA/RsmB, los factores sigma AlgU y RpoS y el sistema PTSNtr y su efecto sobre
el proceso de diferenciación y la síntesis de alginatos, de PHB y alquilresorcinoles. Durante este
período continuamos con nuestros estudios sobre los sistemas de regulación mencionados, e
iniciamos el estudio de la degradación del PHB, y de la construcción de cepas para la producción
de polihidroxialcanoatos diferentes a PHB. El análisis del genoma de Azotobacter vinelandii junto
con la caracterización de mutantes afectadas en la producción de polímeros ó la diferenciación,
nos permitió identificar nuevos genes cuyos productos participan en el control de la producción y
degradación de polímeros, así como en la formación de quistes.
Publicaciones del grupo en el periodo.
Leang,C. Krushkal,J. Ueki,T. Puljic,M. Sun,J. Juarez,K. Nunez,C. Reguera,G. Didonato,R. Postier,B.
Adkins,R.M. Lovley,D.R. 2009. Genome-wide analysis of the RpoN regulon in Geobacter
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Segura D., Vite O., Romero Y., Moreno S., Castañeda M., Espín G.
Isolation and characterization of Azotobacter vinelandii mutants impaired in alkylresorcinol
synthesis: Alquilresorcinols are not essential for cysts desiccation resistance. (2009). J Bacteriol
191: 3142-3148
Setubal JC, dos Santos P, Goldman B, Ertesvåg H, Espín G, Rubio L, Valla S, Nalvo F A,
Balasubramanian D, Cromes L, Curatti L. Du Z, Godsy E, Goodner B, Hellner-Burris K, Hernandez JA,
Houmiel K, Imperial J, Kennedy C, Larson JT, Latreille P, Ligon LS, Lu J, Maerk M, Miller NM,
Norton S, O’Carroll IP, Paulsen I, Raulfs E, Roemer R, Rosser J, Segura D, Slater S, Stricklin SL,
Studholme DJ, Sun J, Viana CJ, Wallin E, Wang B, Wheeler C, Zhu H, Dean DR, Dixon R, Wood D.
The genome sequence of Azotobacter vinelandii, an obligate aerobe specialized to support diverse
anaerobic metabolic processes. (2009). J Bacteriol 191: 4534-4545
Mejía MA., Segura D., Espín G., Galindo E., Peña C.
Two-Stage fermentation process for the alginate production by Azotobacter vinelandii mutant
impaired in polyhydroxybutyrate (PHB) synthesis. (2010) Journal of Applied Microbiology 108: 5561.
Constantino M, Gómez-Álvarez R, Álvarez-Solís JD, Pat-Fernández J, Espín G.
Efecto del momento de inoculación de Azotobacter y micorrizas en el crecimiento y nutrición de
plántulas de papaya en fase de vivero. Revista Colombiana de Biotecnología (2010) en Prensa
Tesis Concluidas:
Doctorado en Biotecnología,, UNAM Julio 3, 2009
Papel del factor sigma AlgU en la locomoción y diferenciación celular en Azotobacter vinelandii.
Renato León Rodriguez, Dirigida por G. Espín
Doctorado en Ciencias en Ecología y Desarrollo Sustentable, El Colegio de la Frontera Sur ECOSUR,
Octubre 4, 2010
Efecto de la biofertilización en el crecimiento y nutrición de plantúlas de papaya (Crica papaya cv
Maradol)
Maricela Constantino Antonio (Codirigida con el Dr Remigio Gómez)
Maestria en Ciencias Bioquimicas, UNAM Febrero 12, 2010
Caracteizacion del gene psrA y su papel en la regulación de RpoS en A. vinelandii
Miguel Cocotl, dirigida por G. Espin
Maestría en Ciencias Bioquímicas, UNAM Octubre 22, 2010
Regulación de genes de la síntesis de alginatos en Azotobacter vinelandii.
Claudia Velazquez Sánchez, dirigida por C. Núñez
En Biología, Facultad de Ciencias biologicas UAEM. Febrero 20, 2009
Identificación y Caracterización de genes de catalasas en Azotobacter vinelandii.
Mario Flores Saldaña, dirigida por Cinthia Núñez
Licenciatura en Biología, Facultad de Ciencias Biológicas, UAEM Julio 8 2009
Aislamiento y Caracterización de mutantes que afectan la síntesis de Alginatos Azotobacter
vinelandii
Fernando Bonilla, dirigida por C. Nuñez
Licenciatura en Biología, Facultad de Ciencias, UNAM, Diciembre 10, 2010
Aislamiento y Caracterización de mutantes que afectan la síntesis de Alginatos Azotobacter
vinelandii
Jade Leonor Serrano Romon, dirigida por C. Núñez
Innovación tecnológica y vinculación:
Daniel Segura y Guadalupe Espín, junto con otros 4 investigadores de la UNAM participaron en la
creación de la Empresa Biopolimex, que fue incubada en 2010 en INOVAUNAM
Donativos:
PAPIIT IN222809-2 El sistema de regulacion postraduccional RsmA-RsmB en Azotobacter vinalndii
y su papel en el control de la síntesis de polímeros. 2009-2010
PAPIIT IN214208 Caracterización funcional del Sistema de Dos componentes CbrA/CbrB en la
inhibición de la síntesis de alginato en /Azotobacter vinelandii/.
Duración: 3 años, 2008-2010 responsable Cinthia Nuñez
CONACYT CONACYT CB 2007 (80182). Caracterización del represor HexR1 en la vía EntnerDoudoroff y en la síntesis de alginato en /Azotobacter vinelandii/. Duración 1año, 2008-2009
responsable Cinthia Nuñez
CONACYT SIN-estudiante (103058). Estudio de la organización transcripcionaldel locus hexR1 en
/Azotobacter vinelandii/. Duración 1 año, 2009-2010. responsable Cinthia Nuñez
CONACYT CB-2008 (101643) Estudio de la vía Entner-Doudoroff en Azotobactervinelandii:
Caracterización funcional del regulador HexR1. Duración 3 años, 2010-2012. Responsable, Cinthia
Nuñez
PAPIIT IN221809 "Estudio del control del metabolismo de poliésteres polihidroxialcanoatos" 20092010 responsible Daniel Segura
Toxinas Cry y Empresa
Mario Soberón
Grupo:
Isabel Gómez Inv. Tit A
Claudia Rodríguez Almazan Inv. Asoc. C
Blanca Ines García Tec. Tit. B
Juan Miranda Ríos Inv. Tit. A*
Claudia Martínez Anaya, Investigador-Posdoctorado*
Sabino Pacheco Estudiante Doctorado (tut MS)*
Fernando Zúñiga Estudiante Doctorado (tut MS)
Maria Teresa Fernández Estudiante Doctorado (tut JM)*
Ivan Arenas Estudiante Doctorado (tut. IG)*
Biviana Flores Estudiante Doctorado (tut IG)
Alan Israel Jiménez Estudiante Maestría (tut MS)
Esmeralda Za-nicthe Reyes Maestría (tut MS)*
Erandi Lira Estudiante Maestría (tut MS)*
Pablo Emiliano Canton Estudiante Licenciatura (tut MS)
Josué Ocelotl Estudiante Licenciatura (tut IG)
Graciela Domínguez Secretaria
Sergio Blancas Laboratorista
Xochitl González Laboratorista
Alejandro Uribe Laboratorista*
* Terminaron en este periodo
Resumen
Las toxinas insecticidas Cry producidas por Bacillus thuringiensis se caracterizan por tener un
rango de acción especifico ya que son toxicas a un reducido numero de insectos susceptibles. La
especificidad de las toxinas Cry esta determinada por la interacción especifica de las toxinas con
proteínas del epitelio intestinal de larvas susceptibles. En el caso de insectos lepidópteros que son
plagas agrícolas, hemos descrito un modelo del modo de acción donde las toxinas Cry1A
interaccionan de manera secuencial con al menos dos proteínas. La primera interacción con
caderina facilita el corte de una alpha hélice en el amino terminal lo que provoca la
oligomerizacion de la toxina y la interacción con una aminopeptidasa N (APN) anclada a la
membrana por GPI, lo que resulta en la inserción del oligomero a la membrana y la formación de
un poro lítico. Las toxinas Cry están compuestas de tres dominios estructurales, el dominio I que
esta involucrado en la inserción a membrana y los dominios II y III que están involucrados en la
interacción con las proteínas del epitelio intestinal de insectos susceptibles. En nuestro grupo de
investigación estamos interesados en entender las bases moleculares de la especificidad de las
toxinas Cry con el propósito de modular su especificidad a través del análisis y modificación de los
sitios de interacción con los receptores de los insectos susceptibles. Con este propósito
estudiamos el modo de acción de toxinas Cry que tienen especificidades diferentes como las
toxinas Cry1A que son toxicas a insectos lepidópteros, toxinas Cry11Aa y Cry4Ba que son toxicas a
insectos dípteros y toxina Cry3Aa que son toxicas a insectos coleopteros.
Durante este periodo hemos tenido un avance sustancial en el estudio del modo de acción de
estas toxinas. En esta presentación presentare los avances en el modo de acción de las toxinas
Cry1A en M. sexta donde nuestros datos indican durante la interacción de la toxina con su celula
blanco existe una unón secuencial con proteínas del intestino blanco. Esta interacción la
bautizamos como unión tipo “ping pong” ya que la toxina Cry1A primero une a proteíinas
abundantes ancladas por GPI con baja afinidad para unirse espues a un receptor tipo caderina con
alta afinindad. Esta última interacción promueve la oligomerización de la toxina que despues
vuelve a unir a los receptores anclados por GPI con alta finidad para por último insertarse a
membrana. Nuestros datos muestran que la unón de la toxina a los diferente moléculas depende
del estado oligomerico de la toxina a traves de cambios conformacionales en lo epitopes de unión.
Por último comentare sobre el esfuerzo que hemos realizado en los últimos dos años en la
creación de una empresa cuyo objetivo es el de comercilizar productos basados en desarrollos del
laboratorio para el contról biológico de insectos en la agricultura y vectores transmisores de
enfermedades. En particular comentare sobre una formulación desarrollada en colaboración con
el Dr. Leobardo Serrano para el control de larvas del mosco Aedes aegypti que transmite el virus
del Dengue.
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Fujiwara, H. Futahashi, R. Gandhe, A.S. Gatehouse, H.S. Gatehouse, L.N. Giebultowicz, J.
Gomez, I. Grimmelikhuijzen, C.J. Groot, A.T. Hauser, F. Heckel, D.G. Hegedus, D.D.
Hrycaj, S. Huang, L. Hull, J.J. Iatrou, K. Iga, M. Kanost, M.R. Kotwica, J. Li, C. Li, J. Liu,
J. Lundmark, M. Matsumoto, S. Meyering-Vos, M. Millichap, P.J. Monteiro, A. Mrinal, N.
Niimi, T. Nowara, D. Ohnishi, A. Oostra, V. Ozaki, K. Papakonstantinou, M. Popadic, A.
Rajam, M.V. Saenko, S. Simpson, R.M. Soberón M., Strand, M.R. Tomita, S. Toprak, U.
Wang, P. Wee, C.W. Whyard, S. Zhang, W. Nagaraju, J. Ffrench-Constant, R.H. Herrero,
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1. Miranda-Rios, J., y Soberón, M. Cronología del descubrimiento de los riboswitches
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UNAM. Mexico.
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Ed UNAM. Mexico.
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Jeremy H. Lakey and Gregor Anderluh (Ed.) Landes Bioscience. ISBN: 978-1-44196326-0
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ELSEVIER. © 2010 Elsevier BV ISBN (Set): 978-0-12-381449-4
Tesis Concluidas:
1. Erandi Lira Navarrete. Estudiante de Maestría en Ciencias Bioquímicas, UNAM. Marzo
2008. Tesis: “Identificación del sitio de interaccion de la fosfatasa alcalina de Aedes aegypti
con la toxina Cry11Aa”.
2. Esmeralda Z. Reyes Fernández. Estudiante de maestría en Ciencias Bioquímicas,
UNAM. Junio 2010. Tesis: “ Análisis de las regiones de las asas del dominio II de la toxina
Cry4Ba con sus proteínas receptoras en Aedes aegypti”.
3. Sabino Pacheco Guillén. Doctorado en Ciencias Bioquímicas, UNAM. Abril 6, 2010.
Tesis: “Papel del asa 3 del DominioII de las toxinas Cry1A`s de Bacillus thuringiensis en el
mecanismo de toxicidad: un blanco potencial para modificar el reconocimiento a sus
receptores”.
4. Ivan Arenas Sosa. Doctorado en Ciencias Bioquímicas. El papel de la fosfatasa alcalina
de Manduca sexta en el mecnismo de toxicidad de la toxina Cry1Ab de Bacillus
thuringensis. Mayo 2010. Tutor: Dr. Isabel Gómez.
5. Maria Teresa Fernández Luna. Doctorado en Ciencias Bioquímicas. Identificación de
una a-amilasa como un nuevo receptor de las toxinas Cry4Ba y Cry11Aa de Bacillus
thuringiensis ssp. israelensis en el mosquito vector de malaria Anopheles albimanus
(Diptera: Culicidae). Junio 2010. Tutor Dr. Juan Miranda.
Donativos:
1. DGAPA, UNAM Contrato IN210208. $600,000.00 pesos 3 años Septiembre 2007.
2. DGAPA, UNAM Contrato IN218608. $600,000.00 pesos 3 años Septiembre 2007
(responsable IG)
3. CONACYT. Contrato 83135 3 años 1,584,000.00 pesos Enero 2009 (responsable IG)
4. CONACYT. Contrato No.81639 3 años 1,576.000.00 pesos. Enero 2009.
5. USDA, United States Department of Agriculture CSREES Proposal 2008-03980 3 años
393,000.00 USD (Resp. Bruce Tabashnick, tres grupos). Enero 2009.
6. CONACyT INNOVAPYME (Corporación Mexicana de transferencia de Biotecnología
A.C. de C.V.) 1,050,000 pesos Enero 2009-Diciembre 2009
7. Convenio Pioneer Dupont 750,000,000 USD (dos grupos Mario Soberón y Alejandra
Bravo) Enero 2010-Diciembre 2014.
8. NIH National Institutes of Health. 2R01 AI066014-06 (Resp. Sarjeet S. Gill) subcontrato 500,000.00 USD (grupos Alejandra Bravo y Mario Soberón). 5 años. Julio 2010.
1. Sabino Pacheco Guillén. Premio Agrobio 2010 a mejor tesis doctoral.
2. Isabel Gómez . PRIDE D 2011-2015
3. Isabel Gómez. Premio Carlos Casas Campillo 2010.
3. Mario Soberón. Investigador Nacional Nivel III por el Sistema Nacional de
Investigadores. 2011-2015.
La respuesta inmune vista desde el punto de vista de CD43
Yvonne Rosenstein
Resúmen
El trabajo de nuestro grupo se reparte en dos grandes temas: i) entender los procesos a través de
los cuales CD43 participa en la percepción que tiene una célula de su medio ambiente y ii)
identificación de péptidos antimicrobianos con funciones inmunoreguladoras
La molécula CD43 es una glicoproteína transmembranal tipo I expresada por todas las células del
sistema inmune. Por su abundancia -se ha calculado que recubre aproximadamente el 20% de la
superficie celular- y estructura alargada y rígida, CD43 es probablemente una de los moléculas que
establece los primeros contactos y que, a través de la interacción específica con su(s) ligando(s),
participa de manera importante en la toma de decisiones de la célula. Si bien hasta hace poco su
expresión se consideraba exclusiva de células del sistema inmune, varios estudios documentan la
expresión de CD43 en riñón, cerebro e intestino. Interesantemente, también se ha encontrado en
ciertos tipos de tumores. Nuestro interés general es entender los procesos a través de los cuales
CD43 participa en la percepción que tiene una célula de su medio ambiente y como traduce esta
percepción en señales intracelulares que ultimadamente impactaran la respuesta celular.
Ultimadamente estos estudios están enfocados a desarrollar herramientas para manipular la
respuesta inmune y combatir con mayor éxito el desarrollo de tumores que son CD43+.
CD43 es una proteína multifuncional. Esta molécula regula las interacciones célula-célula,
afectando la capacidad migratoria de las células linfoides, modulando la contracción de la
respuesta inmune y proporcionando señales de activación a la célula. Para llevar a cabo cada una
de estas funciones se piensa que requiere de la interacción con alguno de sus múltiples ligandos,
aunque se sabe muy poco acerca de las funciones celulares que se regulan en respuesta a las
señales producidas por la interacción de CD43 con sus ligandos. Identificamos a ICAM-1, un
ligando de integrinas leucocitarias, como uno de los ligandos de CD43. Galectina-1, Seroalbumina
humana (HSA), Siglec-1 y Selectina-E así como las moléculas MHC clase I también han sido
identificadas como contra-receptores de CD43.
Los resultados que hemos obtenido del estudio de la interacción de CD43 con HSA indican que
esta interacción promueve sobreviviencia en linfocitos T, al activar la vía de PI3K/AKT; en cambio,
la interacción de Gal-1 con la isoforma de 130 KDa (característica de linfocitos activados), se
induce la muerte celular de LT CD4+ activados. Estos resultados sugieren que la isoforma de 130
KDa de CD43 regula la muerte inducida por Gal-1 en distintas células del sistema inmune, mientras
que la isoforma de 115kDa, al no ser reconocida por Gal-1, protege a las células de la señal de
muerte. Esto último podría tener implicaciones en el diseño de estrategias para controlar tumores
que expresan Gal-1, ya que una importante proporción de los LT citotóxicos (que expresan
mayoritariamente la isoforma de 130 KDa) que intentan infiltrar el tumor mueren.
Por otra parte, por su tamaño y abundancia, hemos postulado que las señales intracelulares
generadas en LT a través de CD43 preparan a la célula para futuras acciones. En particular,
encontramos que si las señales de CD43 preceden las del receptor para el antígeno de linfocitos T
(TCR), la célula se diferencia, produciendo una gran variedad de citocinas y quimiocinas así como
factores de crecimiento y diferenciación de células hematopoyéticas, y entra al ciclo celular. En
cambio, si las señales del TCR anteceden las de CD43, la célula toma la decisión de volverse
anergica. Estas respuestas tan polarizadas nos indujeron a estudiar con mayor detalle los eventos
moleculares que inducen a la célula a tomar decisiones tan drásticamente distintas. Con técnicas
de proteómica hemos iniciado la identificación de las moléculas que participan en estos eventos, y
a través de un análisis bioinformático hemos identificado una serie de factores de transcripción que
podrían participar en estos eventos. Además, durante la segunda mitad de este año hemos
iniciado una serie de experimentos que tienen como objetivo conocer los mecanismos celulares y
moleculares por los cuales CD43 regula la función citotóxica de células NK, las cuales son las
principales responsables de la eliminacion de celulas infectadas por virus y de celulas tumorales .
El hecho que CD43 sea específicamente reconocido por múltiples agentes patógenos (virales y
bacterianos) tales como el virus de la influenza A en células polimorfonucleares, y Mycobacterium
tuberculosis en macrófagos coloca a CD43 en la categoría de la moléculas que reconocen
patrones moleculares asociados a patógenos (pathogen recognition receptors, PRR), las cuales no
solo son los blancos de los patógenos sino que también regulan la inmunidad. El hecho que los
macrófagos deficientes de CD43 no produzcan TNF-α cuando son enfrentados con BCG y M.
Tuberculosis nos llevo a estudiar las vías de señalización de CD43 que llevan a la producción de
TNF-α. En particular, estudiamos la participación de la vía de las PKCs.
Aunque hasta hace poco la expresión de CD43 se consideraba exclusiva de células del sistema
inmune, varios estudios documentan su expresión en riñón, cerebro e intestino así como en células
tumorales no linfoides. Los resultados de experimentos de ganancia y perdida de función de CD43
indican que las señales generadas por CD43 cooperan con las de distintos protooncogenes y
oncogenes como el receptor para el factor epidermal (EGFR), Ras y la proteína E6 del virus del
papiloma para promover transformación celular. Así, las señales de CD43 favorecen el crecimiento
en agar blando, la formación de focos en monocapa y el proceso de cicatrización. Por otra parte,
encontramos que la expresión de CD43 favorece la producción de citocinas proinflamatorias,
quimiocinas y de factores de crecimiento como VEGF. En conjunto estos resultados sugieren que
la expresión de CD43 en tumores de origen no linfoide favorece proliferación, migración y
sobrevivencia celular.
De una manera tradicional el termino “péptidos antimicrobianos” se refiere a péptidos que se
caracterizan por tener una actividad antibiótica y antifúngica. Sin embargo, estos péptidos tienen
además la capacidad de regular la respuesta inmune (innata y adaptativa) a distintos niveles.
Desde hace varios años, nuestro laboratorio se intereso por identificar nuevos péptidos
antimicrobianos a partir de la secreción cutánea de anfibios mexicanos, en particular de la rana de
árbol Pachymedusa dacnicolor, una especie endémica de Morelos. Hemos caracterizado péptidos
que regulan de manera positiva la migración direccional de monocitos, linfocitos T y células
polimorfonucleares, así como péptidos que promueven apoptosis de células tumorales. Pensamos
que estas moléculas pueden ser usadas como moléculas inmunoreguladoras.
Integrantes del grupo:
Gustavo Pedraza (Enero2009-Sept.2009), investigador asociado
Mario Ernesto Cruz (Agosto 2010-), investigador asociado
Erika Melchy (técnica académica)
Dulce Pacheco (auxiliar de laboratorio)
Maria Elena Bravo (doctorado)
Monserrat Sandoval (doctorado)
Citlali Marquez (maestria)
Gerardo Ruiz (maestria)
Alvaro Torres (licenciatura/maestria)
Fernando Pedroza (licenciatura)
Oscar Migueles (licenciatura)
Publicaciones
 Díaz-Benítez CE, Navarro-Fuentes KR, Flores-Sosa JA, Juárez-Díaz J, Uribe-Salas FJ, RománBasaure E, González-Mena LE, Alonso de Ruíz P, López-Estrada G, Lagunas-Martínez A,
Bermúdez-Morales VH, Alcocer-González JM, Martínez-Barnetche J, Hernández-Pando R,
Rosenstein Y, Moreno J, Madrid-Marina V.: CD3zeta Expression and T Cell Proliferation are
Inhibited by TGF-beta1 and IL-10 in Cervical Cancer Patients. J Clin Immunol. 29(4):532-44, 2009
(i.f. 3.53).
 Montiel JL, Monsiváis-Urenda A, Figueroa-Vega N, Moctezuma JF, Burgos-Vargas R, GonzálezAmaro R , and Rosenstein Y: Anti-CD43 and anti-Galectin-1 autoantibodies in patients with
systemic lupus erythematosus. Scand. J. Rheumatol. 2010;39(1):50-7 (i.f. 2.18).
 Sacristán C, Schattgen SA,. Berg LJ, Bunnell SC , Roy AL and Rosenstein Y: Novel
characterization of the protein interaction between transcription factor TFII-I and the tyrosine kinase
ITK in T lymphocytes Eur.J Immunol 39(9):2584-95, 2009 (i.f.5.179).
 Auvynet C, Joanne P, Bourdais J, Nicolas P, Lacombe C, Rosenstein Y (2009): Dermaseptin
DA4, although closely related to dermaseptin B2, presents chemotactic and Gram-negative
selective bactericidal activities. FEBS J. 276: 6773–6786, 2009. (i.f. 3.042)
 Nicolas P & Rosenstein Y: Multifunctional host defense peptides. FEBS J. 276: 6464, 2009
 Auvynet C & Rosenstein Y: Multifunctional host defense peptides: Antimicrobial peptides, the
small yet big players in innate and adaptive immunity. FEBS J. 276: 6497–6508, 2009. ((i.f. 3.042)
 Hernández-Ruiz J, Salaiza-Suazo N, Carrada G, Escoto S, Ruiz-Remigio A, Rosenstein Y,
Zentella A, Becker I. CD8 cells of patients with diffuse cutaneous leishmaniasis display functional
exhaustion: the latter is reversed, in vitro, by TLR2 agonists. PLoS Negl Trop Dis. 2010 Nov
2;4(11):e871
 Bravo-Adame ME, Sandoval-Hernandez M, Migueles-Lozano OA, Rosenstein Y: CD43,
Encyclopedia of Signaling Molecules, Springer Science+business Media, en prensa
Formacion de recursos humanos
Yvonne Rosenstein
Monserrat Alba Sandoval Hernández, Maestria, Ciencias Bioquimicas ( IBT/UNAM), Enero 2009
Natasha Milena Quevedo, Licenciatura, Biología, Fac. de Ciencias, UNAM, Septiembre.2010
Alvaro Torres Huerta, Servicio Social, Facultad de Ciencias, UAEM (Mor), 2009
Licenciatura, Facultad de Ciencias, UAEM (Mor), Junio 2010
Gustavo Pedraza
Cecilia Martinez Campos, Maestria, Ciencias Bioquimicas (IBT/UNAM)
Alfredo Nuñez Rivera, Licenciatura, Facultad de Ciencias , UAEM (Mor) 2010
Mireille Aline Santamaria, Licenciatura, Biología, UAEM (Mor.), Abril 2010
Actividades docentes:
Licenciatura:
Maestria/doctorado:
Apoyos
Metodos de genómica y proteómica (tópico), LCG (2009 y 2010)
Biologia Celular (4 veces)
Fronteras de la Genómica (tópico selecto) (2 veces)
PAPIIT 2007-2009
PAPIIT 2010- 2012
CONACYT 2004-2008, proyecto U46505-M
CONACYT 2008-2012 proyecto 100275
Distinciones: Sistema Nacional de Investigadores, nivel III (2009)
Reconocimiento Sor Juana Inés de la Cruz, UNAM (2009)
Aclarando los mecanismos de inactivación de péptidos en el cerebro
Grupo (integrantes académicos):
Dr. Jean-Louis Charli
Dra. Rosa María Uribe (desde 2010)
Dr. Miguel Ángel Vargas
Dra. Leonor Pérez (hasta mediados 2009)
QFB Miguel Cisneros
Resumen
Los péptidos forman una clase ubicua de mensajeros intercelulares a todo lo largo de la
escala filogenética. Nuestro laboratorio estudia el metabolismo de un péptido, la hormona
liberadora de tirotropina (TRH) en el sistema nervioso central del roedor. El TRH es un
tripéptido de secuencia pglu-his-proNH2 involucrado en la comunicación intercelular en
animales. En los mamíferos, es sintetizado en varios núcleos cerebrales incluyendo
neuronas del núcleo paraventricular (NPV) del hipotálamo, neuronas que integran diversas
señales (neurales, hormonales e inmunes) y regulan, entre otras, la función endócrina. Del
NPV el TRH es transportado a la eminencia media (EM) para liberarse al sistema portal
que irriga a la adenohipófisis. En la adenohipófisis, controla la síntesis y liberación de la
tirotropina. El TRH se localiza también en otras áreas del sistema nervioso donde funciona
como neuromodulador. Nuestro grupo trabaja alrededor de 4 líneas de investigación, en
colaboración con el grupo de la Dra. Patricia Joseph.
Diferenciación terminal de neuronas hipotalámicas TRHérgicas
Poco se sabe de los mecanismos que permiten el inicio de la expresión de péptidos en el
sistema nervioso central, durante la diferenciación terminal de las neuronas. Hemos
identificado varios factores de transcripción (en particular de la familia Klf) que parecen
contribuir a iniciar la expresión del gen de TRH en el hipotálamo, bajo el control del TGFβ,
un regulador positivo de la expresión del TRH. Estamos analizando la hipótesis que estos
factores de transcripción son relevantes para la iniciación de la expresión del TRH en el
hipotálamo fetal. Este proyecto se lleva a cabo en colaboración con la Dra. Leonor Pérez.
El TRH hipotalámico y el desarrollo de la obesidad
En mamíferos, el TRH es critico para el control del gasto energético, a través de la
regulación de la secreción de hormonas tiroideas. Se sabe en particular que el eje hipófisispituitaria-tiroides (HPT) se ajusta a la baja durante el ayuno, lo que contribuye a ajustar el
gasto energético; sin embargo, la respuesta a un desbalance positivo (sobrealimentación) ha
sido poco estudiada. Adicionalmente, sospechamos que neuronas hipotalámicas localizadas
fuera del eje HPT también juegan un papel critico en esta condición. En este proyecto
nuestro propósito es identificar las vías TRHergicas hipotalámicas involucradas durante la
inducción de una obesidad experimental, y definir cual es su contribución al fenotipo. Este
proyecto esta dirigido por la Dra. Rosa María Uribe.
Función de la ectoenzima responsable de la inactivación del TRH
Uno de los mecanismos principales de inactivación de péptidos es la actividad de
peptidasas embebidas en la membrana plasmática, con su sitio activo en el lado externo de
la membrana (ectoenzimas). Nuestro laboratorio identificó una ectopeptidasa específica
para el TRH que se encuentra en neuronas, posiblemente en la membrana plasmática
postsináptica. Actualmente, intentamos determinar cual es el significado fisiológico de la
presencia de esta ectoenzima, la piroglutamato peptidasa II (PPII; familia M1), en tanicitos
de la EM, células gliales que forman la pared del tercer ventrículo, con extensiones en
íntimo contacto con las terminales nerviosas TRHérgicas; en este sitio la PPII parece
controlar la cantidad de TRH que estimula la secreción de tirotropina; este proyecto se
realiza en colaboración con la Dra. Edith Sánchez (INP). Por otro lado, nos interesa
también entender el papel de la PPII en el sistema nervioso central, fuera del eje
neuroendocrino. Hemos demostrado que la PPII limita una de las acciones del TRH (la
inducción de la salida de un sueño narcótico) en el septum medio; esto es la primera
evidencia experimental que muestra que la PPII modula la eficiencia del TRH fuera del eje
neuroendocrino. En otros proyectos, estamos analizando los mecanismos de regulación de
la actividad de la PPII, en respuesta a la actividad sináptica; estos proyectos son realizados
por los Dr. Miguel Ángel Vargas y Víctor Rodríguez (UAEM).
Caracterización de peptidasas e inhibidores
Las peptidasas tienen múltiples papeles biológicos y el desarrollo de inhibidores de su
actividad es de gran importancia para entender su función, así como para propósitos
terapéuticos. En este proyecto estamos caracterizando algunas propiedades de la dipeptidil
aminopeptidasa IV (en particular su susceptibilidad a cationes), con el fin de proponer
alternativas para su inhibición, en el contexto del tratamiento de la diabetes. Por otro lado,
estamos caracterizando nuevos inhibidores de peptidasas de la familia M1, aislados de
organismos marinos, con el propósito especifico de identificar un inhibidor eficaz de la
aminopeptidasa M1 de Plasmodium falciparum. Este proyecto se realiza en colaboración
con la Dra. Isel Pascual (U. la Habana).
-V. Rodríguez-Molina, M.A. Vargas, P. Joseph-Bravo and J.-L. Charli. NMDA receptor
up-regulates pyroglutamyl peptidase II activity in the rat hippocampus. Neuroscience
Letters, 449, 211-214 (2009). FI 2.4
-R. M. Uribe, M. Zacarías, G. Corkidi, M. Cisneros, J.-L. Charli and P. Joseph-Bravo. 17βoestradiol inhibits TRH expression in neurones of the hypothalamic paraventricular nucleus
of female rats and blunts thyroid axis response to cold stress, Journal of
Neuroendocrinology, 21, 439-448 (2009). FI 3.3
-E. Sanchez, M.A. Vargas, P. S. Singru, I. Pascual, F. Romero, C. Fekete, J.-L. Charli and
R. M Lechan. Tanycyte pyroglutamyl peptidase II contributes to regulation of the
hypothalamic-pituitary-thyroid axis through glial-axonal associations in the median
eminence. Endocrinology, 150, 2283-2291 (2009). FI 4.9
-A. Carreón-Rodríguez, J.-L. Charli and L. Pérez-Martínez. T3 differentially regulates TRH
expression in developing hypothalamic neurons in vitro. Brain Research, 1305, 20-30
(2009). FI 2.5
-M.Y. Díaz-Gallardo, A. Cote-Vélez, A. Carreón-Rodríguez, J.-L. Charli and P. JosephBravo. Phosphorylated cyclic-AMP-response element-binding protein and thyroid hormone
receptor have independent response elements in the rat thyrotropin-releasing hormone
promoter; an analysis in hypothalamic cells. Neuroendocrinology, 91, 64-76 (2010). FI 2.9
-M.Y. Díaz-Gallardo, A. Cote-Vélez, J.-L. Charli and P. Joseph-Bravo. A rapid interference
between glucocorticoids and cAMP-activated signalling in hypothalamic neurones prevents
binding of phosphorylated cAMP response element binding protein and glucocorticoid
receptor at the CRE-like and composite GRE sites of thyrotropin-releasing hormone gene
promoter. Journal of Neurodocrinology, 22, 282-293 (2010). FI 3.3
-R.M. Uribe, M. Cisneros, M. A. Vargas, L. Lezama, A. Cote-Vélez, P. Joseph-Bravo, and
J.-L. Charli. The systemic inhibition of nitric oxide production rapidly regulates TRH
mRNA concentration in the paraventricular nucleus of the hypothalamus and serum TSH
concentration.
Studies
in
control
and
cold-stressed.
Brain
Research,
10.1016/j.brainres.2010.10.011. FI 2.5
-I. Pascual, H. Gómez, T. Pons, M. Chappé, M.A. Vargas, G. Valdés, A. Lopéz, A.
Saroyán, J.-L. Charli and M. A. Chávez. Effect of divalent cations on the porcine kidney
cortex membrane-bound form of dipeptidyl peptidase IV. The International Journal of
Biochemistry and Cell Biology. 10.1016/j.biocel.2010.11.006. FI 4.9
-C. Pérez-Monter, M. Martínez-Armenta, A. Miquelajauregui, M. Furlan-Magaril, A.
Varela-Echavarría, F. Recillas-Targa, V. May, J.-L. Charli and L. Pérez-Martínez. The
Krüppel-like factor 4 controls biosynthesis of thyrotropin-releasing hormone during
hypothalamus development. Sometido.
-M. Guerra-Crespo, C. Perez-Monter, S. Sandra Janga, S. Castillo-Ramírez, Rosa Maria
Gutierrez-Rios, Patricia Joseph-Bravo, Leonor Pérez-Martínez and Jean-Louis Charli.
Transcriptional profiling of fetal hypothalamic TRH neurons. Sometido.
-A. Cote-Vélez, A. Pérez-Maldonado, J. Osuna, B. Barrera, J.L. Charli and P. JosephBravo. CREB and SP/Krüppel response elements cooperate to control rat TRH gene
transcription in response to cAMP”. Sometido
Tesis Concluidas:
-Erick Ariel Martínez, Localización regional del ARNm de la la piroglutamil peptidasa II
en el septum de la rata. Tesis de Licenciatura en Biología, Facultad de Ciencias, UNAM,
Noviembre 2009. (JLC)
-Jose Raymundo Cruz Perez, La relevancia de la piroglutamil peptidasa II en la
comunicación mediada por la hormona liberadora de tirotropina en la adenohipofisis de rata.
Tesis de Doctorado en Ciencias Bioquimicas, UNAM, Enero 2010. (JLC)
-Karla Elisa Juarez Contreras, Papel de una PPII truncada en el sistema nervioso central.
Tesis de maestría en Ciencias Bioquimicas, Instituto de Biotecnologia, UNAM. Fecha de
examen: marzo 2010. (LP)
-Ivan Lazcano Sanchez, Papel de la piroglutamil peptidasa II en el septum en un modelo de
analepsia. Tesis de Maestría en Ciencias Biologicas, UNAM, Octubre 2010. (JLC)
Donativos:
-CONACYT 48986 “Papel fisiológico de la piroglutamil peptidasa II en la comunicación
TRHergica en el sistema nervioso central” 2007-2009. (MAV)
- Dirección General de Asuntos del Personal Académico de la UNAM: “El TGFbeta y la
diferenciación del fenotipo TRHergico en el hipotalamo”. (PAPITT IN224909). 2009-2011
(LP)
-CONACYT 61208 “El papel del TGFbeta y el factor de transcripción TIEG1 en el
establecimiento del fenotipo TRHergico en el hipotálamo”. 2007-2010. (LP)
-CONACYT 61804 “Análisis de la función de la piroglutamil peptidasa II en el sistema
nervioso central”. 2007-2010. (JLC)
- Dirección General de Asuntos del Personal Académico de la UNAM: “Regulación de la
actividad de la enzima de inactivación del TRH en el hipocampo de la rata”. (PAPITT
IN221109. 2010-2012 (JLC)
-CONACYT; Programa Mexico-Cuba-CITMA. “Inhibidores de metalopeptidasas M1
aislados a partir de organismos marinos con potenciales aplicaciones biomédicas y
biotecnológicas” 2009-2010 (JLC)
LAS NADPH OXIDASAS, LAS ESPECIES DE OXIGENO REACTIVAS Y EL HILO DE
INFECCIÓN EN LA SIMBIOSIS FRIJOL- RHIZOBIA
Integrantes del Grupo:
Ma. del Carmen M. Quinto Hernández, LA
Luis Cárdenas Torrres, Investigador Titular B
Rosana López Sánchez, Investigador Titular A
David Jáuregui Zuñiga, Postdoctoral (donativo CONACyT)
Karina Picazarri Delgado, Postdoctoral (Docencia CONACyT)
Olivia Santana Estrada, Técnico Académico Titular A
Noreide Nava Nuñez, Técnico Académico Titular A
Jesus Montiel González, Estudiante de Doctorado (Ciencias Bioquímicas)
Bertha Pérez, Estudiante de Doctorado (Biomédica Básica)
Raúl Dávila Delgado Estudiante de Maestría (Ciencias Bioquímicas)
Liliana Martínez Estudiante de Maestría (Ciencias Bioquímicas)
Monserrat Díaz Estudiante de Maestría (Ciencias Bioquímicas)
Luis Alfredo Bolaños Estudiante de Maestría (Ciencias Bioquímicas)
Olegaria Benítez, Laboratorista
Francisca Candelario, Auxiliar de Laboratorio
Marisela Izquierdo, Apoyo secretarial
Lilia Román, Apoyo secretarial
Resumen
Las especies de oxígeno reactivas (EOR) en plantas, se producen como resultado del metabolismo
aeróbico durante su desarrollo y en respuesta a agobios bióticos y abióticos; son elementos clave en el
cerrado de estomas, en la muerte celular, en la respuesta de defensa y en el desarrollo de los pelos
radicales. En las etapas iniciales del proceso simbiótico que se establece entre raíces de
leguminosas y bacterias del suelo, del género Rhizobium, las bacterias invaden a la planta a
través de una estructura tubular de material vegetal, llamado hilo de infección; simultáneamente
debido a la actividad meristemática en las células del córtex, se forma el primordio del nódulo.
En ambos procesos, se ha detectado acumulación de superóxido, sin embargo su origen
enzimático no ha sido explorado (Santos et al., 2001; Ramu et al., 2002) En nuestro grupo de
trabajo, hemos descrito que hay una producción de EOR en pelos radicales de frijol, minutos
después de la aplicación de los factores Nod específicos, la cual es rápida y transiente. Esta
respuesta es inhibida por DPI, que es un inhibidor de las NADPH oxidasas (Cárdenas et al.,
2008). Las NADPH oxidasas (Rboh, for respiratory burst oxidative homolog) son proteínas de
membrana que catalizan la producción del anión superóxido, que es un tipo de EOR. Con estos
antecedentes, decidimos explorar por genética reversa el papel de estas enzimas en las etapas
iniciales del proceso simbiótico, utilizando como modelo de estudio la interacción frijol-rizobia.
Para lograr este objetivo, primero se hizo un análisis del número de genes para Rbohs en el
genoma de frijol, siguiendo varias estrategias: una, in silico, haciendo minería de datos en las
bases bioinformáticas disponibles, otra, mediante Southern genómico y la última mediante PCR
usando oligonucleótidos degenerados. Los resultados obtenidos indican que al menos hay tres
genes, a los que llamamos PvRbohA, PvRbohB y PvRbohC. Para determinar si la expresión de
estos genes es tejido - específica, se realizaron análisis de acumulación de transcritos, para
cada uno de los genes en distintos órganos y tejidos de frijol, incluyendo pelos radicales y
nódulos. Los resultados muestran que los tres genes se expresan en todos los tejidos
estudiados. También se analizaron los perfiles de expresión de cada transcrito, después de la
inoculación con rizobia a distintos tiempos. Con el fín de analizar la participación de cada uno de
estos genes en la simbiosis, se procedió a su silenciamiento, mediante ARN interferente y/o
microARNs. Los resultados indican que el silenciamiento de PvRbohB, abate de manera
importante la nodulación. Análisis de microscopía de fluorescencia de raíces transgénicas
silenciadas en PvRbohB e inoculadas con rizobia que sobreexpresa la proteína verde
fluorescente (GFP), muestran que el hilo de infección en estas plantas no avanza más allá de las
células epidérmicas y de ahí su fenotipo de no-nodulación. Actualmente estamos analizando el
fenotipo de nodulación de las raíces transgénicas silenciadas en PvRbohA y PvRbohC.
Cárdenas et al. (2008), The Plant Journal 56:802-813
Santos et al. (2001), Molecular Plant Microbe Interactions 14:86-89
Ramu et al. (2002), Molecular Plant Microbe Imteractions 15:522-52
Productividad Primaria
Publicaciones del grupo en el periodo
GTP-gamma ANTAGONIZES THE MASTOPARAN-INDUCED PIP2-PHOSPHOLIPASE
C ACTIVITY IN VITRO FROM SYMBIOTIC ROOT NODULES OF Phaseolus vulgarisL.
De los Santos Briones, Cesar, Cárdenas, Luis, Estrada-Navarrete, Georgina, Santana,
Olivia, Minero-Garcia, Yereni, Quinto, Carmen and Sanchez, Federico.
Physiologia Plantarum . 135: 237-245 (2009). Indice de impacto 2.708
Rhizobium-LEGUME INTERACTION: RECENT FINDINGS IN EARLY Nod FACTOR
PERCEPTION
Cárdenas, L. and Quinto, C.
Current Topics in Plant Biology, 10: 17-26, (2009). Tiene menos de cinco años y no
aparece el indice de impacto.
CLONING AND FUNCTIONAL EXPRESSION OF AN MscL ORTHOLOG FROM Rhizobium etli:
CHARACTERIZATION OF A MECHANOSENSITIVE CHANNEL
Balleza, D., Gómez-Lagunas, F., and Quinto, C.
Journal of Membrane Biology, 234: 13-27 (2010). Indice de impacto 2.189
A HIGH CONDUCTANCE, CATION SELECTIVE, ION CHANNEL FROM THE INNER
MEMBRANE OF Rhizobium etli
Balleza, D., Quinto, C., Elias, D., and Gómez-Lagunas, F.
Archives of Microbiology, 192, 595-602. (2010). Indice de impacto 2.4802
Publicaciones de los investigadores asociados en colaboración con otros grupos:
A SINGLE MUTATION AT THE SHEET SWITCH REGION RESULTS IN CONFORMATIONAL CHANGES
FAVORING  LIGHT-CHAIN FIBRILLOGENESIS
Hernández-Santoyo, A, del Pozo Yauner, L., Fuentes-Silva, D., Ortiz, E., Rudiño-Piñera,
E., Sánchez-López, R., Horjales, E., Becerril, B., and Rodríguez-Romero, A.
Journal of Molecular Biology 396:280-292. (2010). Indice de impacto 3.87
Participación en el artículo: experimentos y micrografías de microscopía electrónica
CHARACTERIZATION OF THE MECHANISM OF ACTION OF THE GENETICALLY MODIFIED Cry1AbMod
TOXIN THAT IS ACTIVE AGAINST Cry1Ab-RESISTANT INSECTS
Muñóz-Garay C, Portugal L, Pardo-López L, Jiménez-Juárez N, Arenas I, Gómez I,
Sánchez-López R, Arroyo R, Holzenburg A, Savva CG, Soberón M, Bravo A.
Biochim Biophys Acta 1788(10):2229-37. (2009). Indice de impacto 3.998
Participación en el artículo: experimentos y micrografías de microscopía electrónica
Artículo sometido a revisión
A NOVEL ROLE OF SymRK RECEPTOR IN VASCULAR BUNDLE DEVELOPMENT IN NODULE
Sánchez-López, R., Jáuregui, D., Nava, N., Alvarado- Affantranger, X., Montiel, J.,
Santana, O., Sánchez, F. & Quinto, C.
Plant Cell and Environment, Noviembre 24, 2010. Indice de impacto 5.08
Carmen Quinto y Luis Cárdenas
DIÁLOGO PARA GANAR: INTERACCIÓN SIMBIÓTICA ENTRE UNA BACTERIA DEL
SUELO Y FRIJOL.
En: Una ventana al quehacer científico. 25 años del Instituto de Biotecnología de la
UNAM. Pag. 273-280. 2008.
ISBN 978-970-32-4658-8.
Compiladores: Francisco Rebolledo y Agustín López-Munguía.
Eds. Instituto de Biotecnología y Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM.
Montiel, J., Santana, O., Guillén, G., Nava, N. and Quinto, C.
DECIPHERING THE ROLE OF NADPH OXIDASES IN BEAN ROOTS AFTER RHIZOBIAL
INFECTION
In: Biological Nitrogen Fixation and Plant-Associated Microorganisms. Pags. 113-114.
Depósito Legal: Hu. 212/2010
Ed. Manuel Becana
Alós, S. A. , Zaragoza, España, 2010
Actividades Docentes
Tesis Concluidas:
Dirigidas por Carmen Quinto
Maestría:
Nombre del estudiante:
Karla García y García
Programa al que pertenece: Maestría en Ciencias Bioquímicas
Título de la Tesis:
“Expresión diferencial de genes de frijol en las etapas
tempranas de la interacción Phaseolus vulgaris -Rhizobiun
etli“.
Fecha del examen:
Abril 21, 2010.
Nancy Martínez Díaz (Dirigida por Luis Cárdenas)
Observación in vivo de Microdominios lipídicos (Lipid raft) en
Phaseolus vulgaris.
Fecha del examen:
Agosto 2010.
Licenciatura:
Grado obtenido:
Institución:
Raul Dávila Delgado
Licenciado en Biología
Universidad Autónoma del Estado de Morelos
Fecha de examen:
“Caracterización molecular de una línea mutante (R69)
de Phaseolus vulgaris afectada en el proceso de nodulación“
25 de Noviembre del 2009
Grado obtenido:
Institución:
Melisa Patricia Wyllie
Licenciado en Biología
Universidad Autónoma del Estado de Morelos
“Análisis molecular y celular de la línea mutante de
Phaseolus vulgaris (frijol) OACRico R99 incapaz de nodular“
Fecha de examen:
5 de Junio del 2009
Dirigidas por Luis Cárdenas
Maestría:
Nancy Elizabeth Martínez Díaz
“Visualización in vivo de microdominios membranales en
pelos radicales de Phaseolus vulgaris durante el
crecimiento“.
Fecha del examen:
Agosto del 2010.
Cursos Impartidos
Participación en cursos
Carmen Quinto
Internacionales:
Curso de Postgrado: Aspectos agronómicos, fisiológicos y moleculares de la interacción
leguminosas-rhizobium
INTA, Conicet, Córdoba Argentina
Marzo 25-27, 2009.
Nacionales:
Programa Especialización, Maestría y Doctorado en Ciencias Bioquímica/UNAM
Instituto de Biotecnología:
Curso impartido por: Luis Cárdenas, Carmen Quinto y Jesus Montiel:
Tópico Selecto:
Señalización por especies de oxígeno reactivas en células vegetales
Responsables:
Dr. Luis Cárdenas Torres y Carmen Quinto
Corresponsable:
Estudiante de doctorado: Jesús Montiel González
03/02/2009 al 09/06/2009
Curso impartido por: Luis Cárdenas y Carmen Quinto y Maria Luisa Barroso
Tópico Selecto:
Señalización por calcio y especies de oxígeno reactivas en células
vegetales
Responsables:
Dr. Luis Cárdenas Torres y Carmen Quinto
Corresponsable:
Estudiante de doctorado: Maria Luisa Barroso
04/02/2010 al 27/05/2010
Clases impartidas por Luis Cárdenas:
Curso de Biología Celular (2 sesiones) (sem 2009-2, Feb 09)
Curso de Bioquímica
(2 sesiones) (sem 2010-2, Feb 2010)
Clases impartidas por Rosana Sánchez:
(2 sesiones) (sem 2010-2, Feb 2010)
(2 sesiones) (sem 2011-1, Ago 2010)
Clases impartidas por Karina Picazarri (postdoctoral):
Curso de Biología Celular (2 sesiones) (sem 2010-1, Oct 09)
(2 sesiones) (sem 2011-1, Nov 2010)
Donativos:
Otorgados a Carmen Quinto
Proyecto:
Genómica funcional de genes de frijol que se
expresan en las etapas iniciales del proceso de
nodulación en la simbiosis Phaseolus vulgaris Rhizobium etli.
Número del Proyecto:
U56631-Q
Institución u organismo financiador: CONACyT
Período:
2009-2011
Monto otorgado:
920,000.00
Proyecto:
Genómica funcional y proteómica de la muerte celular
programada en las raíces de Phaseolus vulgaris
cuando interactúan con microorganismos.
83324/871
Período:
2009-2011
Monto otorgado:
2,500,000.00 para 3 grupos
Proyecto:
Análisis funcional de las NADPH oxidasas de las
raíces de frijol y la producción de especies de oxígeno
reactivas en las etapas tempranas del proceso de
nodulación.
IN205609.
Institución u organismo financiador: Direccion General de Asuntos del Personal Académico
(DGAPA)
Período:
2009-2011
Monto otorgado a la fecha:
400,000.00
Otorgados a Luis Cárdenas
Proyecto:
Integración de las Redes Temáticas Conacyt de
investigación 2009-01. Dentro de la red Alimentos,
Agricultura y Biotecnología . Alimentos, Agricultura y
Biotecnología (Fijación Biológica del nitrógeno,
Polinización, Reproducción y Biotecnología Vegetal
Monto otorgado:
1,200,000,00 pesos a toda la Red
Proyecto:
Alianzas Estratégicas y Redes de Innovación 2009
Programa Alianza estratégica y Red de innovación
para el sector café: Calidad y Productividad.
127280
Monto otorgado:
1,500,000.00
Proyecto:
Determinación de las vías de transducción de señales
inducidas por factores Nod específicos en raíces de
leguminosas usando plantas transgicas.
58323
Período:
2008-2010
1,500.000.00
Proyecto:
Visualización de microdominios lipídicos en pelos radicales
vivos: su papel durante el crecimiento polar y durante la
infección por Rhizobium etli.
IN204409
(DGAPA)
Período:
2009-2011
400,000.00
Proyecto:
Otorgado a Rosana Sánchez
Enfoques moleculares y celulares en el análisis
funcional de un receptor tipo cinasa en las etapas
iniciales de la nodulación”
Número del Proyecto: IN221209
(DGAPA)
Período:
2009-2011
363,000.00
Proyecto:
Análisis de la ruta endocítica en los pelos radicales de
Phaseolus vulgaris en las etapas iniciales de la
interacción con su microsimbionte rhizobia
Solicitud 128916
Institución u organismo financiador: CONACyT, EN EVALUACION
Carmen Quinto
Rosana Sánchez López
Pride D (2010-2015)
Renovación SNI I (2009-2011)
Plasticidad de las raíces de plantas a diferentes estímulos ambientales
Grupo: Dra. G. I. Cassab, Dra. Delfeena Eapen, Dra. Edith García, Dra. Georgina Ponce,
M. en B. María Eugenia Campos, Biól. Manuel Saucedo, Nadia Porras y Carmelita Gante.
Resumen
El cambio climático ocasionará un gran problema en la adecuación de los cultivos agrícolas
a las nuevas condiciones ambientales. Las altas temperaturas y la pérdida de agua son uno
de los factores que ejercerán mayor impacto en el crecimiento y producción de cultivos,
aunque también. De ahí que, nuestro grupo esté investigando a nivel genético y fisiológico
la capacidad de las raíces de plantas (arabidopsis y maíz) de encontrar y crecer hacia el
agua en el suelo (fenómeno conocido como hidrotropismo). Hasta la fecha, hemos
desarrollado sistemas de escrutinio que nos han permitido aislar mutantes de arabidopsis
alteradas en su respuesta hidrotrópica. Estudios en estas mutantes nos han permitido
decifrar algunos de los componentes que participan en el hidrotropismo, por lo que
podremos a largo plazo mejorar la capacidad de respuesta hidrotrópica en cultivos como
maíz y trigo, y por ende, hacer a estas plantas menos dependientes a temporales y/o
irrigación. Por otro lado, diferentes estudios han sugerido efectos benéficos de los campos
magnéticos en el crecimiento y desarrollo de las plantas. En consecuencia, hemos iniciado
estudios sobre el efecto de campos magnéticos en el crecimiento y desarrollo de raíces de
arabidopsis considerando que dichos tratamientos pudieran ser favorables en la
adaptación de las plantas al calentamiento global. Resultados obtenidos hasta el
momento, nos indican que efectivamentel, el crecimiento de raíces se incrementa
después de tratamientos de campo magnético pulsante, y curiosamente, también se
acumulan altos niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS) exclusivamente en la zona
de elongación de la raíz, indicando que el campo magnético aparentemente protege a las
raíces de los efectos deletéreos de ROS. Finalmente, estamos por desarrollar estrategias
genéticas que nos permitan aislar mutantes en maíz y en trigo alteradas tanto en su
respuesta hidrotrópica como también que en su respuesta a altas temperaturas, con el
objeto de obtener plantas de importancia agrícola que puedan adaptarse a las nuevas
condiciones climáticas producto del calentamiento global.
Ponce, G., Rasgado F., & Cassab, G.I. (2008) Roles of amyloplasts and water deficit in root
tropisms. Plant, Cell & Environment 31: 205-217.
Ponce, G., Rasgado F., & Cassab, G.I. (2008) How amyloplasts, water deficit and root
tropisms interact? Plant Signaling & Behavior 3: 460-462.
Rosario Luján, Fernando Lledías, Luz María Martínez, Rita Barreto, Gladys I. Cassab, &
Jorge Nieto Sotelo (2009) Small heat-shock proteins and leaf cooling capacity account for
the unusual heat tolerance of the central spike leaves in Agave tequilana var. Weber.
Plant, Cell & Environment 32, 1791–1803.
Francisco Quiroz-Figueroa, Amed Salazar-Blas, Elizabeta Hernández-Domínguez, Maria
Eugenia Campos, Nobutaka Kitahata, Tadao Asami, Adrián Rodríguez-Acosta, Rosa M.
Galaz-Avalos & Gladys I. Cassab (2010) Accumulation of high levels of ABA regulates the
pleiotropic response in the nhr1 Arabidopsis mutant. Journal of Plant Biology, 53: 32-44.
Barreto, R., Nieto-Sotelo J., & Cassab G.I. (2010) Influence of plant growth regulators and
water stress on ramet induction, rosette engrossment, and fructan accumulation in Agave
tequilana Weber var. Azul. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 103: 93-101
Manuscritos en Preparación:
Luján, R., Bahena, A., Puente, C., Sánchez-Guevara Y, Campos, M.E., Ponce, G., & Cassab,
G.I. (2010) Cloning and molecular characterization of novel maize root cap genes that
participate in gravitropism and cell differentiation. Manuscrito en Preparación.
Saucedo, M., Ponce, G., Campos, M.E., Eapen, D., García, E., Sánchez, Y., & Cassab, G.I.
(2010) A super hydrotropic mutant of Arabidopsis that develops a deep and branched root
system under water limited conditions. Sometido a Journal of Experimental Botany.
Cassab, G.I. (2008) Other tropisms and relationship to gravitropism. In: Plant tropisms. (S.
Gilroy & P. H. Masson, eds). Blackwell Publishing, London, England, pp.123-139.
Cassab, G. I. & Sánchez, Y. (2008) Y sin embargo, las plantas se mueven. In: Una ventana al
quehacer científico. Instituto de Biotecnología, 25 años, UNAM. Impresora Apolo, S.A. de
C.V. pp. 213-222. (ISBN: 978-970-32-4658-8).
Tesis Concluidas:
Licenciatura:
-Rasgado Bonilla, Fátima Azucena (2008) “Degradación de almidón en la raíz silvestre de
Arabidopsis thaliana durante la respuesta hidrotrópica”. Licenciatura en Biología, Facultad
de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Cuernavaca, Mor.
103pp. Asesor: Dra. Georgina Ponce Romero, Investigador Titular A anexado a mi grupo.
-Bahena González, Albina (2009) “Localización del RNA mensajero de C106 en la cofia de
maiz: efecto del cambio en la concentración de etileno y estímulo gravitrópico”.
Licenciatura en Biología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma del
Estado de Morelos, Cuernavaca, Mor. 54pp. Asesor: Dra. Georgina Ponce Romero,
Investigador Titular A anexado a mi grupo.
-Romero Carachuri, Luis Alberto (2010) “Identificación del cromosoma que presenta la
mutación superhidrotrópica (suh1) en Arabidopsis thaliana”. Licenciatura en Biología,
Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma del Estado de Morelos,
Cuernavaca, Mor. 72pp. Asesor: M. en B. María Eugenia Campos Torres, Técnico
Académico Titular B anexado a mi grupo.
Doctorado:
-Edith del Rocío García Hernández (2008) Doctora en Ciencias (Biología), Facultad de
Ciencias, UNAM con la tesis titulada: “Proteínas estructurales de flores de tres especies
vegetales”. Asesor: Gladys Cassab.
Donativos:
-Donativo aprobado por CONACYT Número 81533 titulado “Análisis genético, molecular y
fisiológico del hidtropismo en Arabidopsis thaliana”, el 26 de Septiembre de 2008 por la
cantidad de $1,035,000.00 MN.
-Donativo aprobado por DEGAPA-UNAM IN226810-3 el 22 de Enero de 2010 titulado:
“Impacto del estado redox en los tropismos vegetales” por la cantidad de $167,000.00 MN
por tres años (Co-responsable, Responsable: Dra. G. Ponce).
-Donativo Internacional aprobado por UC Mexus (The University of California Institute for
Mexico and the United States) el 21 de Octubre de 2010 por $25, 000.00 dólares.
Actividades Docentes:
Curso de Biología Celular, 2011-II, 2011-I, 2010-II, 2010-1.
Curso de Biología Vegetal – Coordinador 2009-II-, 2010-II, 2011-II.
Grupo:
AGUSTIN LOPEZ MUNGUIA CANALES
Investigadores Asociados:
CLARITA OLVERA CARRANZA
EDMUNDO CASTILLO ROSALES
Técnicos Académicos
MARIA ELENA RODRIGUEZ ALEGRIA
FERNANDO GONZALEZ MUÑOZ
Estancia Postdoctoral:
Alfonso Miranda Molina
Sandra Morales Arrieta
Angela Avila Fernandez (Concluida)
Estudiantes Activos:
Arlette Mena (ECastillo)
Alina Moreno (ALopezMunguia)
Paulina Ruiz (C.Olvera)
Jose Luis Campos (ECastillo)
Jaime Ricardo Porras (ALopezMunguia)
Anuar Said Martinez (ALopezMunguia)
Cesar Miranda (C.Olvera)
Roberto Icken Hernandez (ALopezMunguia)
Adriana Escobar (ECastillo)
Personal Administrativo
Alma Tremari (Apoyo Secretarial)
Aurelia Ocampo (Laboratorista)
Judith Uribe (Auxiliar Laboratorio)
PRODUCTIVIDAD ACADEMICA.
Publicaciones
Moreno, A., Damian-Almazo,J.Y., Miranda, A., Saab-Rincon,G., Gonzalez, F., Lopez-Munguia, A.
2010. Transglycosylation reactions of Thermotoga maritima [alpha]-amylase Enzyme and Microbial
Technology, 46, 331-337.
Muñoz-Gutierrez, I., Rodriguez-Alegria, M.E. Lopez-Munguia, A. 2009. Kinetic behaviour and
specificity of beta-fructosidases in the hydrolysis of plant and microbial fructans Process
Biochemistry, 44, 891-898.
Ortiz-Soto, M.E. Rudino-Pinera, E. Rodriguez-Alegria, M.E., Lopez-Munguia A. 2009. Evaluation of
cross-linked aggregates from purified Bacillus subtilis levansucrase mutants for transfructosylation
reactions BMC Biotechnol, 9, 68.
Avila-Fernandez, A. Rendon-Poujol, X. Olvera, C. Gonzalez, F. Capella,S. Pena-Alvarez, A. LopezMunguia, A. 2009. Enzymatic Hydrolysis of Fructans in the Tequila Production Process J Agric.Food
Chem, 57, 5578-5585.
Rodriguez-Alegria M. E., A. Encizo- Rodriguez, M. E. Ortiz-Soto, J. Cassani, C. Olvera, A. LopezMunguia. 2010. Fructooligosaccharide production by a truncated Leuconostoc citreum
inulosucrase mutant”. Biocatalysis and Biotransformation. 28:51-59.
Jaime Priego, Claudia Ortíz-Nava, Manuel Carrillo-Morales, Agustín López-Munguía, Jaime
Escalante, and Edmundo Castillo. “Solvent Engineering: An Effective Tool to Direct
Chemoselectivity in a Lipase-catalyzed Michael Addition” Tetrahedron, (2009): 65(2) 536-539.
Alfonso Miranda-Molina, Agustín López-Munguía, María Luisa San Román, Jaime Escalante, Marco
Antonio Leyva, Ana María Puebla, Edmundo Castillo and Laura Álvarez “Stereoselective enzymatic
synthesis of monoglucosyl-myo-inositols with in vivo anti-inflammatory activity” Tetrahedron:
Asymmetry (2010): 21 43–50
Altenbach,D., Rudino-Pinera, E., Olvera, C., Boller,T., Wiemken, A., Ritsema,T. 2009. An acceptorsubstrate binding site determining glycosyl transfer emerges from mutant analysis of a plant
vacuolar invertase and a fructosyltransferase. Plant. Mol. Biol. 69:47-56.
FORMACION DE RECURSOS HUMANOS
Graduados
Alejandro Torres Gavilán (E.Castillo)
Doctorado en Ciencias Bioquímicas
Septiembre 2009
Angela Avila Fernandez (A.LópezMunguía)
Doctorado en Ciencias Bioquimicas,
Marzo 2009.
Erika Mellado Mojica (C.Olvera)
Maestría en Ciencias Bioquímicas.
Junio de 2009
Sara Guillermina Centeno Leija (C.Olvera)
Maestría en Ciencias Bioquímicas.
Junio de 2009
Anabel Otero Bilbao (C.Olvera)
Maestría en Ciencias Bioquímicas
Diciembre de 2009
Edith Ponce Recinos (C.Olvera)
Maestría en Ciencias Bioquímicas. IBT/UNAM
Abril de 2010
Paola Uscanga Castillo (A.LopezMunguia)
Licenciatura en Química en Alimentos. Facultad de Química, UNAM
Junio de 2010.
Nancy Janeth Galicia Lagunas (Ángela Ávila)
Ingeniera Bioquímica. ITZacatepec.
Noviembre 2010
Patentes
Biocida compuesto por una sal de jasmonato y otros aditivos de uso en la industria azucarera.
2010. Georgina Lourdes Michelena Alvarez, Antonio Bell García, Aidin Martínez Sánchez, Emilia
Carrera Bocourt, Graciela Inés Cerutti, Agustín López Munguía, Clarita Olvera Carranza. Patente
otorgado por el gobierno de Cuba.
Divulgación:
Dulce Fibra. A.López Munguía, ¿Comoves?. Año 11, No 122, 16-19 Enero, 2009.
Trabajo ganador del segundo lugar en el Primer Concurso de Periodismo y Divulgación
Científica convocado por el CONACYT la Fundación Buendía, la SOMEDICYT, el Foro
Consultivo Científico. Octubre 2010.
Un dia sin carne. A.López Munguia ¿Comoves?. Año 12, No 136, 22-24 Marzo 2010.
Vino, Zanahorias y Sexo entre aves: historias de química computacional. Ana Martinez Vazquez y
A.López Munguía. ¿Comoves?. Año 12, No 16, Julio 2010.
Proyectos Financiados:
PAPIIT: Desarrollo de biocatalizadores para la síntesis de fructooligosacáridos.
Clave IN228006-3.
2006 a 2009
(Agustín López Munguía)
Convocatoria CONACYT- Gobierno de Estado de Morelos (FOMIX 2007).
Desarrollo de Procesos para la diversificación y Aprovechamiento Integral del Agave en es Estado
de Morelos.
FOMIX MOR-2007-C01-80360
2007 a 2010
Convocatoria SEP-CONACYT de investigación básica 2007.
Enzimas para la síntesis de fructósidos: Estudio de la relación estructura función de las
fructosiltransferasas y diseño de biocatalizadores.
Clave: 81637
2008 a 2011
PAIIT: Aislamiento y caracterización de una lipasa de Ustilago maydis (Huitlacoche) y su aplicación
en síntesis de compuestos de interés industrial.
Clave IN221608.
2008 a 2011
(Clarita Olvera Carranza)
Convocatoria de Apoyo Complementario a Investigadores en Proceso de Consolidación (SNI 1)
CONACYT.
Regulación de la expresión de glicosiltransferasas en Leuconostoc mesenteroides.
Clave 89268.
2008 a 2009
(Clarita Olvera Carranza)
PAPIIT
“Glicosilación enzimática de moléculas bioactivas mediante el uso de glicosiltransferasas en
solventes orgánicos”.
IN226706-3
2006-2009
(Edmundo Castillo)
¿Qué hay de Nuevo en el sótano del IBT?
Rafael Vázquez Duhalt
En estos dos últimos años se han continuado los trabajos en Biotecnología Ambiental.
Específicamente en la transformación enzimática de compuestos contaminantes que incluyen
plaguicidas y disruptores endócrinos. También se ha realizado investigación en Biotecnología
Petrolera en dos proyectos financiados por la empresa inglesa BP.
En esta ocasión presentamos resultados de dos nuevos proyectos. Estos proyectos son
totalmente nuevos y salen de lo que habían sido nuestras líneas habituales de investigación.
Por un lado presentamos el diseño y fabricación de una celda de combustible enzimática.
Se realizó un diseño molecular racional con el fin de orientar a la enzima lacasa de Coriolopsis
gallica en su inmovilización sobre un electrodo de grafito. La superficie de grafito se funcionalizó
con el ácido 4-[2-aminoetil] benzoico, una molécula que mimetiza a los sustratos de la enzima.
Esta molécula interactúa como ligando con el sitio T1 de la enzima y se une covalentemente a la
proteína. El desempeño de una celda de combustible hibrida demostró una transferencia directa
de electrones entre la enzima y el electrodo. El desempeño en términos de densidad de corriente
y densidad de potencia generados por la celda fue muy superior al obtenido por una
inmovilización aleatoria de la enzima, así como el mejor reportado hasta ahora para celdas de
combustible similares.
Por otro lado, se presentan resultados de la preparación y caracterización de partículas
pseudovirales con actividad catalítica. La proteína VP6 de rotavirus fue utilizada para encapsular el
citochromo P450 3A4. Los CYP450 es una familia de enzimas de muchísima importancia médica ya
que son responsables de activar profarmácos, especialmente aquellos usados en quimioterapias
contra el cáncer.
Grupo:
Dr. Rafael Vázquez Duhalt
Dra. Marcela Ayala Aceves
Dra. Lucia Perezgasga
Dr. Sergio Águila
Biol. Rosa Román
Cristina Torres
Abraham Marcelino Vidal
Julio Cruz de la Cruz
Lorena Paulina Sánchez
Berenice Trujillo Martínez
Edna Lorena Hernández
Javier Martínez Ortiz
Cristina Uribe Álvarez
Pedro Rodríguez Hernández
Distinciones:
Premio al Mérito Estatal de Investigación. Reconocimiento al Mérito 2009
Gobierno del Estado de Morelos
Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Morelos
Premio Thomson Reuters al artículo mexicano más citado en la década 1999-2009 el área de
Microbiología. 2009
Libros:
Biocatalysis based on heme peroxidases. Torres E, Ayala M, editores. Springer-Verlag. 1ª edición.
325 p. 2010. ISBN: 978-3-642-12626-0
Artículos:
Martinez-Ortiz, J., Flores, R. and Vazquez-Duhalt, R. (2010) Molecular design of laccase cathode for
direct electron transfer in a biofuel cell. Biosens. Bioelectron. (En prensa). (F.I. 5.429).
Roman, R., Torres-Duarte, C., Ayala, M. y Vazquez-Duhalt, R. (2010) Producción a escala piloto de
lacasa de Coriolopsis gallica. Rev. Mex. Micologia (En prensa).
Ayala, M., Batista, C.V. and Vazquez-Duhalt, R. (2010) Heme destruction, the main molecular event
during the peroxide-mediated inactivation of chloroperoxidase from Caldariomyces fumago. J.
Biol. Inorg. Chem. (En prensa). (F.I. 3.415).
Longoria A., Hu H., and Vazquez-Duhalt R. (2010) Enzymatic synthesis of semiconductor polymers
by chloroperoxidase of Caldariomyces fumago. Appl. Biochem. Biotechnol. 162: 927–934. (F.I.
1.42).
Davila J., Marcial-Martinez M., Viana M.T. and Vazquez-Duhalt R. (2010) The
effect of Broccoli in diet on the cytochrome P450 activities of Tilapia fish (Oreochromis niloticus)
during phenol exposure. Aquaculture 304: 58-65. (F.I. 1.925).
Torres-Duarte C., Roman R., Tinoco R. and Vazquez-Duhalt R. (2009) Halogenated pesticide
transformation by laccase-mediator system. Chemosphere 77: 687–692. (F.I. 3.253).
Villa-Cruz V., Davila J., Viana M.T. and Vazquez-Duhalt R. (2009) Effect of broccoli (Brassica
oleracea) and its phytochemical sulforaphane in balanced diets on detoxification enzymes levels of
tilapia (Oreochromis niloticus) exposed to a carcinogenic and mutagenic pollutant. Chemosphere
74: 1145-1151. (F.I. 3.253).
Capítulos de libro:
Ayala M. (2010) Redox potential of heme peroxidases In: Biocatalysis Based on Heme Peroxidases:
Peroxidases as Potential Industrial Biocatalysts. Torres E. and Ayala M. (Eds.). Springer.
Heidelberg. pp. 61-77.
Torres-Duarte C. and Vazquez-Duhalt R. (2010) Applications and prospective of peroxidase
biocatalysis in the environmental field. In: Biocatalysis Based on Heme Peroxidases: Peroxidases as
Potential Industrial Biocatalysts. Torres E. and Ayala M. (Eds.). Springer. Heidelberg. pp. 179-206.
Le Borgne S, Ayala M. (2009) Microorganisms utilizing sulfur-containing hydrocarbons In:
Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology. Kenneth T.N. (Ed.). Chapter 27. Springer.
Heidelberg. pp. 2129-2141.
Morales M., Ayala M., Vazquez-Duhalt R. and Le Borgne S. (2009) Application of microorganisms to
the processing and upgrading of crude oil and fractions. In: Handbook of Hydrocarbon and Lipid
Microbiology. Kenneth T.N. (Ed.). Chapter 27. Springer. Heidelberg. pp. 2767-2786.
Financiamientos:
Transformación de compuestos azufrados volátiles catalizada por una peroxidasa.
Responsable Dra. Marcela Ayala Aceves
Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica (PAPIIT). Número
IN212510.
Febrero 2010- Enero 2011.
$200,000.00
Transformation of petroporphyrins by heme oxygenases and heme-binding proteins.
BP Products North America Inc.
Febrero 2009- Marzo 2010
$ 60,000 USD
Design of an enzymatic reactor for asphaltene transformation.
BP Products North America Inc.
Julio 2008- Julio 2010
$ 200,000 USD
Mecanismo de autoinactivación en las peroxidasas: identificación de rutas de transferencia
intramolecular de electrones.
Responsable Dra. Marcela Ayala Aceves
SEP-CONACYT (56718)
Octubre 2007-Septiembre 2010. Prórroga Octubre 2010- Septiembre 2011.
Síntesis de una partícula de fosfotriesterasa catalíticamente activa e inmunológicamente inerte.
SEP-CONACYT (59497)
Junio 2007-Julio 2010
$ 694,494.00
Tesis:
Licenciatura
Uribe Alvarez C. (2010) Determinación de hidrocarburos policíclicos aromáticos en muestras de
aceite comestible por medio de espectroscopia de fluorescencia. Tesis de Química Farmacéutica
Bióloga. Universidad Nacional Autónoma de México.
Tutor Dr. Rafael Vázquez Duhalt
Fuentes Valdez A. (2010) Producción de la cloroperoxidasa de Caldariomyces fumago. Ingeniería
Química. Universidad Autónoma del Estado de Morelos.
Tutora Dra. Marcela Ayala Aceves
Rodríguez Hernández P.F. (2010). Producción y purificación de enzimas de interés biotecnológico a
partir del hongo Caldariomyces fumago. Ingeniería Bioquímica. Instituto Tecnológico de
Zacatepec.
Mestría:
Cruz de la Cruz J.C. (2010) Oxidación de compuestos azufrados volátiles utilizando una
cloroperoxidasa. Posgrado en Ciencias, Instituto de Biotecnología, UNAM.
Trujillo Martínez B. (2010) Diseño de un biocatalizador activo en solventes polares utilizando
peroxidasas. Posgrado en Ciencias, Instituto de Biotecnología, UNAM.
Martínez Ortíz J. (2010) Diseño y construcción de una celda de combustible enzimática hibrida ZnLacasa. Tesis de Maestro en Ciencias Bioquímicas. Universidad Nacional Autónoma de México.
Programa de posgrado en Ciencias Bioquímicas.
Sánchez Sánchez L.P. (2009) Diseño de una partícula catalíticamente activa e inmunológicamente
inerte basada en la fosfotriesterasa. Tesis de Maestro en Ciencias Bioquímicas. Universidad
Nacional Autónoma de México. Programa de posgrado en Ciencias Bioquímicas.
Torres Duarte C. (2009) Transformación de plaguicidas halogenados por el sistema lacasa
mediador de Coriolopsis gallica. Tesis de Maestro en Ciencias Bioquímicas. Universidad Nacional
Autónoma de México. Programa de posgrado en Ciencias Bioquímicas.
Doctorado:
Dávila Ortiz J. (2010) Effecto del brócoli en el metabolismo del citocromo P450 en peces tilapia
(Oreochromis niloticus) expuestos a los contaminantes benzo(a)pireno y fenol. Tesis de Doctor en
Ciencias con orientación en Biotecnología Marina. Centro de Investigación Científica y de
Educación Superior de Ensenada.
Villa Cruz V. (2009) Efecto del brócoli y sulforafano en dieta de tilapia (Oreochromis niloticus)
sobre el estrés oxidativo provocado por hidrocarburos aromáticos policíclicos. Tesis de Doctor en
Ciencias con orientación en Biotecnología Marina. Centro de Investigación Científica y de
Educación Superior de Ensenada.
Longoria Hernández A. (2009) Síntesis enzimática de polímeros intrínsecamente conductores. Tesis
de Doctor en Ciencias Bioquímicas. Universidad Nacional Autónoma de México.
Metacaspasas y proteasoma: proteólisis regulada en la respuesta de defensa de las plantas.
Grupo:
Renata Ponce Lina
Elsa Herminia Quezada Rodríguez
Olivia Cabanillas Bernal
Laura Noriega Calixto
Antonio Zavariz Vergara
Laura Sánchez Baldoquín
Alexis Acosta Maspon
Damaris Godínez Vidal
Edgar Baldemar Sepúlveda García
Elda Patricia Rueda Benítez
José Fernando LLedías Martínez
Mario Rocha Sosa
Resumen:
Con el fin de defenderse ante un medio ambiente desfavorable, las plantas emplean un
gran número de estrategias que les permiten contender y adaptarse a dichas situaciones adversas.
En nuestro grupo nos hemos dedicado a tratar de entender los mecanismos moleculares que
utilizan las plantas para sobreponerse a condiciones de estrés como el ataque por patógenosla
herida, la sequía, etc. En los años recientes nos hemos concentrado en el estudio de sistemas que
involucran reacciones proteolíticas reguladas que participan en cascadas de señalización dirigidas
al control de mecanismos de defensa en las plantas. Estos sistemas incluyen la proteólisis debida a
las enzimas conocidas como metacaspasas que ocurre durante el proceso de muerte celular y la
proteólisis mediada por el sistema de ubicuitina/proteasoma el cual es utilizado por las plantas
para regular un gran número de distintos procesos de desarrollo y de respuesta a factores
medioambientales.
a) Las metacaspasas. Se ha propuesto que estas proteasas, de manera análoga a lo que ocurre en
animales con las caspasas, participan como ejecutores de la muerte celular programada en
plantas, sin embargo hasta ahora existe poca evidencia de que éste sea el caso y menos aún en
procesos relacionados al ataque por patógenos y otros tipos de estrés. En nuestro grupo hemos
iniciado la caracterización de una metacaspasa de Nicotiana tabacum, MetaIINt. En particular
estamos interesados en su activación debida al procesamiento y en su papel en vías de
transducción de señales que conducen a la muerte celular en la respuesta a patógenos y otras
situaciones de estrés. Para cumplir estos objetivos estamos haciendo uso de un sistema de
expresión transitoria en Nicotiana benthamiana. A través del silenciamiento de la metacaspasa
MetaIINt mediado por el virus del cascabel del tabaco y la generación de la muerte celular
utilizando el dominio de cinasa de la MAPKKK de N. tabacum hemos encontrado que MetaIINt
participa en la vía de inducción de muerte celular mediado por esta MAPKKK. Adicionalmente
hemos iniciado el estudio de los factores que inducen el procesamiento y consecuente activación
de esta metacaspasa.
b) El sistema ubicuitina/proteasoma. La ubicuitinación de proteínas sirve en muchos casos como
un marcaje para el reconocimiento y degradación de estas por el proteasoma 26 S. La
ubicuitinación de proteínas es un proceso altamente regulado y de gran especificidad. La selección
de la proteína que será ubicuitinada es llevada a cabo por las ligasas de ubicuitina. En nuestro
grupo identificamos una proteína con caja F de Arabidopsis thaliana (AtFBS1), y por tanto un
miembro del complejo de ubicuitina ligasa del tipo SCF, cuyo mensajero se acumula en respuesta
a distintas situaciones de estrés como la herida, el ataque por patógenos o el estrés salino o el
osmótico. Esta proteína, al igual que muchas otras proteínas con caja F, es altamente inestable.
Creemos que parte de su inestabilidad es debida a su capacidad para ensamblarse en un complejo
SCF lo cual provoca muy probablemente su autoubicuitinación y su degradación por el proteasoma
26 S, ya que la inhibición del proteasoma o la deleción de la caja F la estabilizan parcialmente.
AtFBS1 a través de su extremo amino es capaz de interactuar con proteínas 14-3-3, la función
biológica de dicha interacción no es aún clara para nosotros, sin embargo, utilizando un inhibidor
de las interacciones de las proteínas 14-3-3 con sus proteínas “cliente”, hemos encontrado que
AtFBS1 es más estable. La deleción de la región amino terminal de AtFBS1 la vuelve también más
estable. Con base en estos resultados, nuestra hipótesis de trabajo es que las proteínas 14-3-3
debido a su propiedad de permitir la interacción de otras proteínas, son mediadoras de la
dimerización del complejo SCF en el cual participa AtFBS1 y por tanto de promover su
autoubicuitinación y degradación por el proteasoma 26S.
Acumulación de capsidiol en raíces de chile cm-334 infectadas por nacobbus aberrans y su efecto
en juveniles del segundo estadio. Godinez-Vidal D, Soto-Hernández M, Rocha-Sosa M, LozoyaGloria E, Rojas-Martínez RI, Guevara-Olvera L y Zavaleta-Mejía E. Nematropica (2010, en prensa)
Characterization of novel F-box proteins in plants, induced by biotic and abiotic stress.
Maldonado-Calderón MT, Sepúlveda-García EB, and Rocha-Sosa M. Sometido a publicación a Plant
Molecular Biology.
Tesis Concluidas:
Antonio Zavariz Vergara: Regulación de la acumulación del mRNA y del procesamiento de la
metacaspasa AtMCP1b en respuesta a la infección con P.syringae pv tomato (pst) en plantas de A.
thaliana durante la respuesta hipersensible.
María Teresa Maldonado Calderón: Caracterización de una familia de proteínas con caja F que
participan en la respuesta a estreses bióticos y abióticos en plantas.
Donativos:
DGAPA-UNAM IN215110: Identificación de proteínas que regulan el proceso de proteólisis
mediado por el sistema ubicuitina/proteasoma en situaciones de estrés en plantas de Arabidopsis
thaliana.
CONACyT 58761: El papel de la metacaspasa AtMCP1b en las respuestas a estrés en Arabidopsis
thaliana.

Nuestro grupo está interesado en el estudio y modificación de la

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