Resumen:

En nuestro laboratorio estamos interesados en entender los mecanismos de regulación
de la síntesis de las proteínas que se codifican en el genoma mitocondrial y cómo éste
sistema se acopla al ensamblaje de los complejos respiratorios. Utilizamos como
modelo a la levadura Saccharomyces cerevisiae y estudiamos los complejos III y IV
respiratorios. El complejo III o complejo bc1 en S. cerevisiae está conformado por 10

subunidades y 3 cofactores (2 hemo b, un hemo c y un centro Fe-S), de las cuales la subunidad Cytb es la única codificada en el genoma mitocondrial.

Aunque la mitocondria tiene un origen bacteriano, los mRNA’s mitocondriales carecen
de una secuencia tipo Shine-Dalgarno, por lo que los ribosomas mitocondriales son
asistidos por activadores traduccionales para localizar el AUG de inicio (para revisión
ver 2). La síntesis de Cytb o traducción de su mensajero (COB) depende de la
participación de 5 activadores traduccionales, de los cuales Cbp3-Cbp6 previamente se describieron que tienen dos funciones, una como activadores traduccionales actuando sobre el extremo 5’UTR (región no traducida) de COB y otra como chaperonas del ensamblaje temprano de Cytb. En este modelo Cbp3-Cbp6 activan la traducción de COB, interactúan con el túnel de salida del mitoribosoma y con Cytb recién sintetizada; por lo que se propone que Cbp3-Cbp6 coordinan la síntesis de Cytb con su ensamblaje3,4.

En este estudio descubrimos que Cbp3-Cbp6 actúan diferente según la cepa de
laboratorio que se use. Como ya había sido reportado en la cepa BY4742, Cbp3-Cbp6
regulan la síntesis de Cytb, pero contrariamente, en la cepa D273-10b las chaperonas
Cbp3-Cbp6 perdieron ésta función. Evaluamos si esta diferencia se debía a cambios en la interacción con el mRNA de COB y descubrimos que Cbp3-Cbp6 interactúan
físicamente con COB pero no existe ninguna diferencia entre las cepas analizadas.
También analizamos la interacción de Cbp3-Cbp6 con el mitoribosoma y tampoco
encontramos diferencia entre las dos cepas, indicando que esta función está
conservada. Nuestra hipótesis es que existe otro factor involucrado aún no identificado
que medía el papel en la traducción de Cbp3-Cbp6.

Adicionalmente evaluamos la función de Cbp3-Cbp6 como chaperonas, y observamos
que en la cepa D273-10b, en las mutantes nulas cbp3 y cbp6 las células pierde su
capacidad respiratoria y Cytb no se hemila. También descubrimos que a pesar de los
anteriores fenotipos, Cytb es relativamente estable, y esta estabilidad está dada por la
formación de supercomplejos no funcionales con la citocromo c oxidasa (Complejo IV).

Resumen:

El fenómeno físico de interacción luz-materia da lugar al campo de conocimiento llamado procesamieno de materiales con láseres; dichoprocesamiento se puede llevar a cabo con láseres de emisión continua o pulsada. El procesamiento con láseres pulsados es muy versatil dado que la interacción depende de la duración del pulso, la fluencia e irradiancia, así como la frecuencia de repetición. Este campo de estudio tiene sus propios retos científicos y aplicados, la óptica de la interacción es muy importante y su comprensión adecuada impacta en el universo de aplicaciones del procesamiento de materiales con láseres. En este seminario haré una revisión de los fundamentos del procesamiento de materiales con láseres de pulsos ultracortos, y mostraré algunos casos específicos de problemas de óptica que una vez resueltos permiten potenciar las aplicaciones en este campo de conocimiento.

Resumen:

Here I present our experimental work creating a synthetic magnetic field in a Bose-Einstein condensate (BEC) generated by an abelian vector potential and discuss the connection between spin-orbit coupling and non-abelian vector potentials.

Ultra cold atoms are remarkable systems with a truly unprecedented level of experimental control and one application of this control is to engineer many body hamiltonians usually associated with condensed matter physics. To date this engineering has focused mostly on the real-space potential that the atoms experience, for example, multiple-well traps, optical lattice potentials, or even potentials depending on the internal state of the atom.

We couple the internal states of rubidium 87 via a momentum-selective Raman transition and load our BEC into the resulting adiabatic eigenstates. In agreement with theory, we observe that above a critical coupling strength our BEC acts as a charged Bose gas in the presence of a conventional vector potential. Below this critical Raman coupling, the system has well defined spin degrees of freedom and acts like a spin-1/2 Bose gas with spin-orbit coupling.

Procedencia: National Institute of Health / National Cancer Institute

Resumen:

El empaquetamiento selectivo del ARN genómico del virus de inmunodeficiencia
humana (VIH-1) requiere la presencia de un elemento de ARN, que actúa en cis,
llamado “señal de empaquetamiento” (Ψ). Sin embargo, el mecanismo por medio del
cual Ψ promueve el empaquetamiento selectivo del ARN genómico no ha sido
descifrado. Para poder determinar este mecanismo hemos utilizado Espectroscopía de
Correlación de Fluorescencia (FCS) y “fluorescence quenching”. Estás técnicas
permiten medir la unión entre Gag, la poliproteína estructural del VIH-1, y ARNs
etiquetados con CY5 a concentraciones en las cuales no hay autoensamblamiento de
partículas virales. Encontramos que, a concentraciones de sales fisiológicamente
relevantes, la afinidad de Gag con el HIV-1 Ψ es nanomolar y muy similar a la de los
ARN controles. Esto se debe a que las interacciones inespecíficas son tan fuertes que
enmascaran las interacciones específicas. Para demostrar esto, medimos la unión de
Gag a Ψ y a los ARN controles en presencia de un exceso de un ARN competidos
(tRNAs); al introducir mutaciones en Gag que disminuyen las interacciones proteína-
proteína y/o proteína-ARN; o al incrementar la fuerza iónica. Todas estas
modificaciones revelaron que Gag tiene una alta especificidad por el HIV-1 Ψ. Esta
especificidad es enmascarada en condiciones fisiológicas por interacciones
electrostáticas. Sorprendentemente las mutaciones en el dominio de la cápside que
disminuyen las interacciones proteína-proteína aumentan la especificidad de la unión.
Encontramos que la dependencia de la unión de Gag a ARNs como función de la
fuerza iónica no es lineal. Ésta observación tiene serias implicaciones para el
entendimiento de interacciones complejas entre macromoléculas. Finalmente,
proponemos que el ARN genómico se empaqueta de forma selectiva porqué es un
sustrato que disminuye la barrera energética de la nucleación de ensamblamiento.

Procedencia: Instituto de Física, UASLP.

Resumen
Las proteínas Gpn1 y Gpn3 se encuentran universalmente conservadas en las
células eucariotas y son esenciales para la vida en todos los modelos biológicos
en los que se ha analizado este aspecto. A pesar de su importancia, se conoce
muy poco sobre los procesos celulares y moleculares controlados por estas
proteínas. Gpn1 y Gpn3 co-purifican con la RNA polimerasa II (RNAPII), la enzima
responsable de transcribir la totalidad de los genes que codifican para proteínas.
Interesantemente, tanto Gpn1 como Gpn3 son necesarias para la acumulación
nuclear de RNAPII, la cual se sintetiza en los ribosomas del citoplasma pero lleva
a cabo su función en el núcleo celular. En mi plática mostraré los resultados de
tres publicaciones en las que participé durante la elaboración de mi tesis doctoral,
la cual realicé en los Laboratorios de Biología Celular y de Biología Molecular del
Instituto de Física de la UASLP, y que he concluido recientemente. Durante mi
trabajo experimental utilicé diversas técnicas de biología celular y biología
molecular para suprimir o expresar, de manera transitoria o estable, la versión
silvestre o diversas mutantes de Gpn1 y Gpn3 en células humanas en cultivo,
microscopía de fluorescencia, ensayos de inmunoprecipitación y Western Blot,
entre otras. Entre los aspectos que estudié se encuentran: 1) la asociación física
entre Gpn1 y Gpn3, así como la relevancia funcional de esta asociación; 2) la
alteración funcional de una mutante de Gpn3 descrita en pacientes con cáncer de
colon y melanoma; y 3) la regulación de Gpn3 por ubiquitinación y la modulación
de este proceso por Gpn1.

Documental ganador de varios premios internacionales,
en particular, “Beautiful Faces” fue merecedor
del "Humanitarian Outstanding Achievement Award" en 2014.

"Un gran documental...Al ver esta película puedo
afirmar que constituye una de las experiencias humanas
y espirituales más grandes que he tenido en los
últimos años. Qué orgullo ser médico, qué orgullo
encontrar estos proyectos en México...qué orgullo
encontrar la esperanza de estas familias, de
estos niños que nos recuerdan la grandeza del
ser humano."

Dr. Fernando Lorenzo Rego
UNESCO Chair in Bioethics
and Human Rights.

“Beautiful Faces is a mosaic of stories --the richly
visual tales of people who meet in a singular place
and who collectively understand that in valuing
individual lives and striving to make them better,
we value all of humanity”

Procedencia: Universidad Autónoma de Nuevo León.

Resumen:
La Enfermedad de Alzheimer (EA) es el tipo de demencia senil más común. La deposición
del péptido beta amiloide (Abeta) en el cerebro es uno de los eventos más importantes en
la progresión de la enfermedad. Evidencia actual implica a los oligómeros solubles como
agentes primarios tóxicos en enfermedades amiloides. Por lo que prevenir la formación de
estos oligómeros solubles podría detener el auto ensamblaje del péptido beta amiloide.
Por esta razón, la formación de oligómeros se comienza a considerar como blanco en la
búsqueda de estrategias terapéuticas para EA. La secuencia de aminoácidos del péptido
Abeta es esencial para sus propiedades de agregación y la formación de placas
amiloides. En este trabajo, usamos tres variantes del péptido Abeta: una que contiene los
aminoácidos del 1-42 los cuales corresponden a la secuencia completa del péptido Abeta,
otra con los aminoácidos del 1-40 y otra restringida a los aminoácidos del 25-35.
Insertamos mutaciones puntuales en las posiciones: A30W, K28A y M35C para evaluar el
papel de estos aminoácidos en dichas posiciones en la cinética de agregación del péptido
Abeta y para evaluar si los cambios en la cinética de agregación correlacionan con
cambios en la citotoxicidad de los péptidos. Evaluamos la formación de agregados tipo
amiloide mediante microscopía de fuerza atómica y por fluorescencia con tioflavina S y
probamos los efectos de semilla amiloide de los péptidos mutantes en ensayos de
coincubación, y se correlacionaron los cambios de la cinética de agregación con la
citotoxicidad y producción de especies reactivas de oxígeno (ERO). Nuestros resultados
demuestran que las tres mutantes del péptido Abeta inhibieron la formación de agregados
tipo amiloide y removieron agregados del péptido silvestre. Las mutantes A30W y M35C
de los péptidos largos (1-40 y 1-42) disminuyeron la producción de ERO y citotoxicidad,

mientras que los péptidos del fragmento corto disminuyeron la viabilidad celular. El
análisis por AFM demostró que la mayoría de las mutantes no formaron fibrillas. Esta
estrategia de introducir mutaciones puntuales en la secuencia del péptido Abeta puede
conllevar a diseñar nuevos agentes terapéuticos para EA.

Procedencia: University of Southern California

Resumen:

Microbial communities prolifically colonize diverse and changing environments across the
planet and their persistence grows and is maintained through a wealth of intra and interspecies
communications that allow for both cooperation and competition. Microbial ecology is shaped
by extracellular exchange of molecules between bacterial cells, in the form of small molecules,
proteins, and genetic material enabling the detection and response to complex fluctuations
within populations and surrounding environments.
Horizontal gene transfer is a ubiquitous form of exchange in microbial ecosystems.
Sequence analysis suggests that 10% of microbial genomes consist of horizontally acquired DNA,
suggesting the existence of gene transfer mechanisms with low transmission barriers. Most
bacteria release extracellular vesicles (EVs) which are capable of gene delivery. We consider
multiple properties in plasmid physiology and the role they play in EV production, plasmid
packaging and subsequent DNA transfer. The dynamics of gene transfer between several species
of microbes is measured and we investigate parameters of both the donor and recipient
bacterial cell that contributes to vesicle-mediated DNA uptake. Using this system, we engineer a
system that targets and loads specific DNA into EVs for gene delivery. Our work suggests that
EVs may be a general mechanism for non-specialized exchange of genetic cargo between
microbial species that can shape and control microbial populations.

Procedencia: The Ohio State University Columbus, OH 43016 USA

Resumen: 

The fundamental interaction of an intense electromagnetic field with an
atom had filled the imagination of scientist since the early days of
quantum mechanics. Stimulated by the invention of the laser in 1960, the
last few decades has seen extraordinary advances in femtosecond
amplifier technology, turning dreams into reality. In this talk, we will
discussed the foundations of intense laser-atom interactions using a
classical description and its impact of opening the world of attosecond
science. Now the scientist has a new dream, the creation of the
molecular movie in which all the constituents of matter can be watched
in real time.

Procedencia: Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (Langebio)
/ Unidad de Genómica Avanzada, CINVESTAV.

Resumen:


I propose that the cell can be conceptualized as a fully parallel or concurrent
'computer', where DNA molecules contain only DATA to be read and interpreted by
other cell structures. This discards the metaphor of a 'genetic program in DNA',
and implies that the 'program' for cell development is intrinsically ingrained in the
molecular recognition of pairs of elements -as for example, transcription factors
binding DNA motifs. It is shown that, a priory, the synthesis and modifications in
cell structures can be represented by strings of binary operators, which result from
the co-evolution of individual components. The cell performs all functions in an
automatic way, without the need of a master sequential 'program' to direct
development. A result of this formalization is the mathematically recursive definition
of a 'Minimal Set of Preexisting Structures' (MSPS), which must exist at any point
for the cell to survive, change and eventually reproduce. In contrast with the
concept of 'minimal genome', the MSPS contains non-DNA structures, as for
example ribosomes and a particular group of enzymes, among other components.
This result also gives the precise conditions for the success of a genome
transplantation experiment, say, that the transplantation of an alien genome into a
receptor specie will be successful if, and only if, all the proteins and DNA motifs
coded in the alien genome that belong to the MSPS are compatible (able to
operate or be recognized) by the receptor cell; all elements that do not belong to
the MSPS are dispensable.