Sistemática filogenética y biología reproductiva con énfasis en solanum y capsicum (solanaceae). Systematics, phylogeny and reproductive biology with emphasis in solanum and capsicum (solanaceae).

Muchas respuestas a preguntas básicas sobre relaciones evolutivas, ubicación sistemática y evolución de caracteres morfológicos y ecológicos pueden ser obtenidas a través de las reconstrucciones filogenéticas. Sobre este contexto se pretende encarar en este proyecto estudios de filogenia molecular, revisiones sistemáticas, biología reproductiva y citogenética en Solanáceas americanas. Se intentará resolver la delimitación específica de Solanum sect. Solanum y Geminata, y Capsicum, y establecer relaciones filogenéticas en estos grupos. Se harán revisiones analizándose caracteres vegetativos y reproductivos críticos para evaluar su variabilidad y definir su valor taxonómico; para los estudios moleculares se utilizarán los marcadores ndhF, trnT-L, trnL-F y waxy. En base a los resultados se propondrán agrupamientos y relaciones de parentesco. Además, se hará un estudio cariosistemático para caracterizar y circunscribir especies en Solanum y miembros de la tribu Physaleae, y hasta variedades y/o cultivares en Capsicum, mediante técnicas clásicas y de bandeos de fluorescencia y AgNOR e hibridación in situ fluorescente (FISH). A nivel reproductivo, se estudiará la ecofisiología en las estructuras masculinas y su incidencia en la fructificación en Capscium baccatum. El desarrollo de esta temática comprende experiencias in vivo (a campo y en laboratorio) así como estudios histológicos y químicos.Se espera avanzar en la resolución de algunos problemas: 1) la complicada delimitación de especies de los taxones en estudio; 2) las relaciones filogenéticas en algunos de ellos; 3) la falta de conocimiento de la organización genómica; 4) el origen de las especies cultivadas de Capsicum. En cuanto a la biología reproductiva, para C. baccatum se pretende avanzar en el conocimiento de variables de relevancia en la reproducción, en especial los efectos del ambiente.

Prevalencia relativa de microdeleción 22Q11.2 en pacientes pediátricos y adultos asistidos en la ciudad de Córdoba.

La microdeleción intersticial 22q11.2, es la más frecuentes en humanos; se estima una prevalencia de 1/ 4000 recién nacidos, presentando una marcada variabilidad Clínica que abarca Síndrome de Di George, Velocardiofacial, Cayler, cardiopatías conotruncales aisladas, formas autosómicas dominantes de Opitz BBB y un subtipo de esquizofrenia caracterizada por dismorfias y disfunción cognitiva. Hipótesis: en nuestro medio existe un subdiagnóstico de esta patología especialmente adultos con problemas de comportamiento tardíos, probablemente atribuible al desconocimiento de la gran variabilidad fenotípica. Objetivos: estimar la prevalencia relativa de microdeleción 22q11.2 en nuestro medio. Correlacionar los hallazgos clínicos con la citogenética de alta resolución y molecular. Diagnosticar las formas heredables. Material y Método: se evaluarán prospectivamente los pacientes derivados por los servicios de cardiología, cardiocirugía, inmunología, psiquiatría que reúnan criterios clínicos de sospecha de microdeleción 22q11.2 desde octubre de 2009 hasta septiembre de 2011. Se excluirán pacientes con cardiopatías conotruncales, insuficiencias velopalatinas, inmunodeficiencias y esquizofrenia encuadradas en otros diagnósticos. Se solicitará consentimiento informado. Se realizará evaluación clínica en el consultorio de Genética Médica. Se efectuará citogenética con técnicas de alta resolución e hibridación in situ fluorescente (FISH). A los progenitores de los pacientes positivos se les realizará igual evaluación clínica y de laboratorio. Resultados: se espera realizar diagnóstico de certeza de microdeleción 22q11.2 en el 90% de los Síndromes de Di George/Velocardiofacial, 20% de las anomalías conotruncales aisladas, 7 al 10% de las formas heredables, 2% de pacientes con esquizofrenia; en este último grupo; el porcentaje puede ascender a un 6%, según datos publicados, si se eligen subpoblaciones de pacientes con retraso del desarrollo, dismorfias, antecedentes de trastornos en el aprendizaje y el lenguaje, voz nasal, historia de hipocalcemia y de aplasia o hipoplasia tímica. Importancia del proyecto: realizar diagnóstico precoz de esta entidad en pacientes pediátricos, adultos con esquizofrenia y formas heredables, lo que permitirá realizar un abordaje interdisciplinario integral de estos individuos y su familia, contribuyendo a un uso racional de los recursos disponibles para optimizar la calidad del servicio de salud.Pertinencia: en relación al tema "innovación y desarrollo tecnológico en medicamentos y tecnología médica" se realizarán técnicas de citogenética molecular (hibridación in situ fluorescente-FISH), indicadas para realizar diagnóstico de certeza de la enfermedad, tanto en las formas esporádicas como en las heredables.

ESTUDIOS CITOGENÉTICOS EN CACTACEAE Y SOLANACEAE: MAPEO FÍSICO DE SECUENCIAS DE ADN REPETITIVO POR HIBRIDACIÓN IN SITU FLUORESCENTE (FISH)

En este proyecto propone aplicar técnicas de citogenética molecular analizando principalmente patrones de distribución de secuencias de ADN repetitivo, en especies sudamericanas de Cactaceae (Notocacteae, Trichocereeae, Hylocereae y Rhipsalideae) y Solanaceae (Cestroideae, Nicotianoideae, Petunioideae, Schizanthoideae, Schwenckioideae y Solanoideae). Las tres familias presentan importantes centros de diversificación en Sudamérica y un enorme interés desde el punto de vista económico, biológico y ecológico. Para lo cual serán utilizadas técnicas de coloración convencional y de hibridación in situ fluorescente (FISH) en especies de diferentes tribus y subfamilias. Estos estudios cariotípicos, en especial la distribución de secuencias de ADN repetitivo, permitirán explorar nuevos aspectos de la diferenciación cromosómica, aportando marcadores cromosómicos que podrían ser utilizados en estudios de evolución cariotípica y ser importantes para robustecer la comprensión de relaciones sistemáticas y filogenéticas. Los estudios citogenéticos en estas familias son esenciales para contribuir al conocimiento de su origen, diversificación y evolución, como así también para colaborar con el diseño de estrategias de mejoramiento genético de especies cultivadas y conservación de especies amenazadas.

Deleção 22q11.2 em pacientes com defeito cardíaco conotruncal e fenótipo da síndrome da deleção 22q11.2

FUNDAMENTO: A síndrome da deleção 22q11.2 é a mais freqüente síndrome de microdeleção humana. O fenótipo é altamente variável e caracterizado por defeito cardíaco conotruncal, dismorfias faciais, insuficiência velofaríngea, dificuldade de aprendizagem e retardo mental. OBJETIVO: O objetivo deste trabalho foi investigar a freqüência da deleção 22q11.2 em uma amostra brasileira de indivíduos portadores de cardiopatia conontrucal isolada e do fenótipo da síndrome da deleção 22q11.2. MÉTODOS: Vinte e nove pacientes foram estudados por meio de citogenética clássica, por hibridação in situ fluorescente (FISH) e por técnicas moleculares. RESULTADOS: A análise citogenética por meio de bandamento G revelou cariótipo normal em todos os pacientes, com exceção de um que apresentou cariótipo 47,XX,+idic(22)(q11.2). Com o uso de técnicas moleculares, a deleção foi observada em 25% dos pacientes, todos portadores do fenótipo da síndrome da deleção 22q11.2. Em nenhum dos casos, a deleção foi herdada dos pais. A freqüência da deleção 22q11.2 foi maior no grupo de pacientes portadores do espectro clínico da síndrome da deleção 22q11.2 do que no grupo de pacientes com cardiopatia conotruncal isolada. CONCLUSÃO: A investigação da presença da deleção e sua correlação com os dados clínicos dos pacientes podem auxiliar os pacientes e suas famílias a terem um melhor aconselhamento genético e um seguimento clínico mais adequado.

Anormalidades cromossômicas entre pacientes com cardiopatia congênita

FUNDAMENTO: As anormalidades cromossômicas (ACs) representam importante causa de cardiopatia congênita (CC). OBJETIVO: Determinar a frequência, os tipos e as características clínicas de ACs identificadas em uma amostra prospectiva e consecutiva de pacientes com CC. MÉTODO: Nossa amostra foi composta por pacientes com CC avaliados em sua primeira hospitalização em uma unidade cardíaca de tratamento intensivo de um hospital pediátrico de referência do sul do Brasil. Todos os pacientes foram submetidos à avaliação clínica e citogenética, através do cariótipo de alta resolução. Os defeitos cardíacos foram classificados segundo Botto e cols. Na análise estatística utilizou-se o qui-quadrado, o teste exato de Fisher e odds ratio (p < 0,05). RESULTADOS: Nossa amostra foi composta de 298 pacientes, 53,4% do sexo masculino, com idades variando de um dia a 14 anos. Anormalidades cromossômicas foram observadas em 50 pacientes (16,8%), sendo que 49 deles eram sindrômicos. Quanto às ACs, 44 delas (88%) eram numéricas (40 pacientes com +21, dois com +18, um com triplo X e um com 45,X) e seis (12%) estruturais [dois pacientes com der(14;21), +21, um com i(21q), um com dup(17p), um com del(6p) e um com add(18p)]. O grupo de CCs mais associado a ACs foi o do defeito de septo atrioventricular. CONCLUSÕES: ACs detectadas pelo cariótipo são frequentes entre pacientes com CC. Assim, os profissionais - especialmente aqueles que trabalham em serviços de cardiologia pediátrica - devem estar cientes das implicações que a realização do cariótipo pode trazer, tanto para o diagnóstico, tratamento e prognóstico desses pacientes como para o seu aconselhamento genético.

MB-MDR: Model-Based Multifactor Dimensionality Reduction for detecting interactions in high-dimensional genomic data

L’anàlisi de l’efecte dels gens i els factors ambientals en el desenvolupament de malalties complexes és un gran repte estadístic i computacional. Entre les diverses metodologies de mineria de dades que s’han proposat per a l’anàlisi d’interaccions una de les més populars és el mètode Multifactor Dimensionality Reduction, MDR, (Ritchie i al. 2001). L’estratègia d’aquest mètode és reduir la dimensió multifactorial a u mitjançant l’agrupació dels diferents genotips en dos grups de risc: alt i baix. Tot i la seva utilitat demostrada, el mètode MDR té alguns inconvenients entre els quals l’agrupació excessiva de genotips pot fer que algunes interaccions importants no siguin detectades i que no permet ajustar per efectes principals ni per variables confusores. En aquest article il•lustrem les limitacions de l’estratègia MDR i d’altres aproximacions no paramètriques i demostrem la conveniència d’utilitzar metodologies parametriques per analitzar interaccions en estudis cas-control on es requereix l’ajust per variables confusores i per efectes principals. Proposem una nova metodologia, una versió paramètrica del mètode MDR, que anomenem Model-Based Multifactor Dimensionality Reduction (MB-MDR). La metodologia proposada té com a objectiu la identificació de genotips específics que estiguin associats a la malaltia i permet ajustar per efectes marginals i variables confusores. La nova metodologia s’il•lustra amb dades de l’Estudi Espanyol de Cancer de Bufeta.

Josep Egozcue

Biografia de Josep Egozcue, primer catedràtic a Espanya de Biologia Cel•lular i un dels introductors de la citogenètica al nostre país. Ha estat una autoritat científica en el camp de l’evolució cromosòmica, de la citogenètica del càncer, de la biologia de la reproducció i en temes de bioètica.

Anàlisi de l'expressió de gens de proteïnes de cohesió cromosòmica en oòcits humans

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Mount Sinai School Mountain, Estats Units, entre abril i juliol del 2007. Les aneuploïdies cromosòmiques en humans constitueixen un problema genètic amb gran repercussió clínica i social. Afecten un 5% dels embarassos reconeguts clínicament i la seva incidència augmenta amb l’edat materna Les aneuploïdies estan íntimament lligades al procés d’oogènesi, que ha demostrat ser un procés que tendeix encara més a l’error a mesura que la dona envelleix. Estudis recents realitzats en ratolí han demostrat que la deficiència d’una proteïna de cohesió cromosòmica (SMC1b) provoca l’aparició d’aneuploïdies i que augmenta amb l’edat, similarment a la situació en la dona. Fins al moment, però, no hi ha estudis al respecte en l’espècie humana. Durant l’estada es va posar a punt una metodologia per analitzar l’expressió de SMC1b en oòcits humans, amb la finalitat de demostrar si la seva expressió disminueix a mesura que la dona envelleix, i pot explicar l’efecte de l’edat materna sobre la taxa d’aneuploïdies.

Identificació de QTLs implicats en l'adaptació a canvis de temperatura en la planta model Arabidopsis thaliana

Estudi realitzat a partir d’una estada al Max Planck Institute for Plant Breeding Research, a Alemanya, entre 2006 i 2008. En aquest treball s´ha identificat una nove interacció epistàtica entre l'ecotip Landsberg, originari d'Europa del nord, i Kashmir-2 o Kondara, ambdós originaris d'Àsia Central. Els anàlisi de QTLs en poblacions recombinants Ler x Kas-2 i Ler x Kond indica el requeriment de 3 loci en Ler x Kas-2 i 2 loci en Ler x Kond. Els híbrids incompatibles crescuts a temperatures baixes (16°C) mostren seriosos defectes en el desenvolupament, mort cel.lular espontània i resistència a Hyaloperonospora parasitica. Aquests fenotips es suprimeixen a elevades temperatures o per mutació d'EDS1, o depleció dels nivells d'àcid sal.licílic per transformació amb salicil.lat hidroxilasa (NahG). El grau de severitat en els fenotips observats correlaciona amb els nivells d'àcid sal.licílic, indicant que aquesta molècula és essencial per a la senyalització d'incompatibilitats genètiques en Arabidopsis.

Organització nuclear dels gens que codifiquen per a les proteïnes làcties en cèlules epitelials mamàries en diferents estadis de desenvolupament

Estudi realitzat a partir d’una estada al Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), a França, entre 2006 i 2008. En el ultims anys, estudis realitzats en diferents tipus cel•lulars han pogut determinar l’importància de l’organització nuclear en el control i regulació gènica. S’han realizat diferents experiments per tal de determinar si la posició dels gens de les proteïnes làcties en el nucli interfàsic de cel•lules epitelials mamaries és important per regular la seva expressió. Els gens de les proteïnes de la llet s’expressen a la glàndula mamaria durant la lactació en resposta a les hormones lactogèniques (majoritàriament prolactina i glucocorticoids). Mitjançant la tècnica de FISH (fluorescent in situ hibridization) en 3D s’ha caracteritzat la localització nuclear del gens WAP (whey acidic protein) i les caseïnes en cèl•lules epitelials mamaries de ratolí (HC11) cultivades en l’absència i presencia d’hormones lactogèniques. En absència d’hormones, els dos gens estan distribuïts dins del nucli de forma no aleatòria, el gen WAP es troba localitzat en l’interior del nucli, mentre que les caseïnes es troben localitzades prop de la perifèria nuclear. L’estimulació hormonal indueix un canvi significatiu en la distància dels dos gens a la perifèria nuclear. Així mateix, la posició del locus de la caseïna en relació al seu territori cromosòmic (CT) 5 està correlacionada amb la inducció hormonal i per tant amb la seva activació transcripcional, mentre que la posició del gen WAP amb relació al seu CT11 sembla més determinada pel context cromosòmic del gen. Per últim, no s’han trobat diferencies en la localització dels gens en relació a l'heterocromatina del centròmer, descrit com a compartiment repressiu, entre les cèl•lules estimulades amb hormones i les que no. En els dos casos s’ha trobat un gran percentatge de gens que no estan associats als centròmers.

Estudi de la variabilitat genètica de diferents poblacions europees de l'espècie Taxus baccata L. (Taxaceae) amb microsatèl·lits nuclears

Estudi realitzat a partir d’una estada a la Università degli Studi di Firenze, Itàlia, durant juliol i agost del 2007. Des de un punt de vista teòric, l’estudi de l’abundància i distribució de les espècies a escala regional és un dels objectius principals de l’ecologia de poblacions i comunitats, i és imprescindible per a adoptar polítiques de conservació i de gestió de la biodiversitat. En aquest context, la persistència i abundància de les espècies a llarg termini front al canvi global depèn de la capacitat de migració i colonització (flux gènic), i de l’ existència de potencial evolutiu a les poblacions locals per a adaptar-se als canvis ambientals. Dispersió i potencial evolutiu, es troben íntimament relacionats. El coneixement bàsic sobre aquests aspectes resulta particularment important en el context biogeogràfic mediterrani, extremadament ric en espècies i subjecte històricament a canvis ambientals com a conseqüència de l’activitat humana. L’objectiu general del nostre grup de recerca és aprofundir en el coneixement de les causes de l’àrea de distribució i del grau de fragmentació de les espècies vegetals mediterrànies, així com les seves conseqüències ecològiques i evolutives. Concretament, determinar el potencial evolutiu i la presència d’adaptacions locals en funció de la distribució geogràfica i del grau de fragmentació. En el cas del teix (T.baccata) el projecte que s’està duent a terme pretén estudiar la distribució de la diversitat genètica de l’espècie i analitzar quins són els processos històrics, evolutius i ecològics que la condicionen. És amb aquest objectiu que es vol realitzar una caracterització de la seva variabilitat genètica utilitzant marcadors moleculars basats en els polimorfismes de l'ADN nuclear, anomenats microsatèl•lits nuclears.

Manipulació genètica de vectors virals per a estratègies de teràpia gènica en malalties autoimmunes

Els tractaments actuals per a la Malaltia de Crohn es basen en l’administració de proteïnes recombinants amb capacitat immunosupressora. Aquests tractaments són sistèmics, crònics i causen el desenvolupament d’efectes secundaris severs com infeccions amb patògens oportunistes i una major incidència de tumors. Passar d’una administració sistèmica dels immunosupressors a una administració local sembla clau per evitar la severitat i el nombre de complicacions secundàries. Ha sigut descrit recentment que el subconjunt cel•lular Th-17 juga un paper central en moltes malalties autoimmunes en humans, com ara la Malaltia de Crohn, Escleroderma, Artritis reumatoide o Psoriasis. Per determinar com la via del Th-17 es veu afectada durant el desenvolupament i els estadis aguts de la malaltia, analitzarem una gran bateria de interleuquines/citoquines i els mecanismes intracel•lulars d’activació/inhibició de l’activitat de les cèl•lules del Sistema Immune. En un segon pas, clonarem els gens seleccionats relacionats amb la immunomodulació de la via del Th-17 en vectors recentment desenvolupats (adenovirus quimera 5/40 o diferents pseudotips d’AAVs ), ja que hipotitzem que una producció local d’immunomoduladors s’assolirà amb una eficiència major fent servir aquests vectors, evitant així els efectes secundaris. A aquests efectes, hem començat el projecte clonant els gens de la IL10 i del receptor transmembrenal de la IL23 en adenovirus i en genomes d’AAV.

Desarrollo de una colección de Líneas Casi Isogénicas (NIL) para el estudio de caracteres de interés agronómico en especies del género Fragaria

Fragaria vesca posee varias características que la hacen interesante como especie modelo en la familia Rosaceae. Además, su naturaleza diploide permite sortear la complejidad genética de la fresa cultivada. Considerando que los genomas de las especies diploides y octoploides de Fragaria mantienen una relación de sintenia y colinearidad, estamos desarrollando una colección de Líneas Casi Isogénicas (NIL) en Fragaria diploide, usando Fragaria bucharica, una variedad asiática, como donante de introgresiones y Fragaria vesca var. Reine des Vallées, una variedad francesa comúnmente cultivada en España para usos industriales, como parental recurrente. Para obtener introgresiones de F. bucharica en un fondo genético homogéneo de F. vesca, se desarrolló un retrocruzamiento y se obtuvo una población BC1 que fue analizada para la presencia de alelos de F. bucharica a lo largo de los 7 grupos de ligamiento (LG) del mapa de referencia de Fragaria. Los individuos con bajo número de introgresiones de gran tamaño, que en conjunto abarcaron todo el genoma de F. bucharica, fueron seleccionados y retrocruzados con el parental recurrente. La descendencia fue analizada para los loci segregantes y los individuos BC2 con 1 ó 2 introgresiones fueron seleccionados como líneas donadoras de introgresiones de las NIL. Hasta el momento se han descrito tres fenotipos dominantes diferentes bajo condiciones de invernadero en varias NIL heterozigóticas: Las plantas con introgresiones en LG2 presentan estolones. Las plantas con introgresiones en LG1 y LG3 presentan floración temprana. Las plantas con introgresiones en LG6 presentan floración estacional. Actualmente se está trabajando en la selección y caracterización de introgresiones de pequeño tamaño mediante la autofecundación de las líneas seleccionadas. La caracterización fenotípica de los recombinantes seleccionados permitirá localizar y estimar los patrones de herencia de los genes implicados en los caracteres descritos, además de la identificación de nuevos caracteres recesivos que aparecerán en homozigosis.

Origen de la multicel·lularitat : una aproximació genòmica i funcional

En el present estudi s'analitza l'origen i evolució de 2 molècules claus pera entendre la multicel·lularitat dels animals: les molècules d'adhesió integrines i els factors de transcripció T-box. S’utilitzen els genomes recentment publicats de protists unicel•lulars parents propers dels animals. S’analitza l’origen i evolució d’aquests gens mitjançant anàlisi filogènic, determinació de motius funcionals i també tècniques de biologia molecular. A més, es documenta un cas de transferència gènica horitzontal des d'un eucariota cap a un procariota, fenomen poc habitual. Les principals conclusions són que tant l’adhesoma d'integrina com els gens T-box tenen un origen molt anterior als animals, en un context unicel•lular, i que després foren cooptats pel llinatge multicel•lular dels animals.