Procedencia: Universidad de Rochester

Resumen: 

La rodopsina es el receptor acoplado a proteínas G (RAPG) que media la visión en condiciones de baja luminosidad. Su ligando (retinal) está unido covalentemente a la proteína y es capaz de percibir fotones. El receptor transmite este estímulo eficientemente a través de la membrana lipídica en la que se encuentra, dando inicio a la ruta de señalización visual de los bastoncillos. Este proceso de fototransducción está gobernado por el equilibrio conformacional de la proteína, el cual a su vez es modulado por diversos factores, incluyendo la eficacia del ligando y la composición lipídica de la membrana. Hasta la fecha, el origen molecular de esta modulación, así como del mecanismo de activación del receptor, no ha sido elucidado por completo. En esta charla les presentaré dos trabajos en los que abordamos estas interrogantes empleando diversas técnicas de simulación por dinámica molecular. En particular, investigamos si los lípidos de membrana modulan a la rodopsina solamente por medio de efectos indirectos sobre las propiedades físicas de la membrana o si las interacciones lípido-proteína directas también pueden alterar el equilibrio conformacional del receptor. Adicionalmente, implementamos una estrategia para estudiar la vía de activación de la rodopsina en condiciones de equilibrio con simulaciones de alta resolución, pero de bajo costo computacional. Este último procedimiento puede ser extrapolado de forma sencilla a otros sistemas biológicos para complementar técnicas de simulación por dinámica molecular más costosas, por lo que creemos que su rango de aplicabilidad podría extenderse más allá del estudio de la rodopsina o incluso de los RAPG.


Procedencia: Laboratorio de Ondas de Choque Centro de Física Aplicada y Tecnología
Avanzada UNAM

Resumen: 

En 1980 la aplicación extracorpórea de las ondas de choque para pulverizar cálculos
renales revolucionó a la urología. A diferencia de lo que se pensaba inicialmente, con el
tiempo surgieron usos muy diversos en otras áreas de la medicina como, por ejemplo, en
traumatología, cardiología y ortopedia. Actualmente las ondas de choque sorprenden por
su capacidad para transfectar células humanas, así como para transformar genéticamente
hongos filamentosos y bacterias. Las implicaciones clínicas y biotecnológicas de estos
hallazgos son enormes.

En esta plática se dará un breve relato del uso de las ondas de choque en la medicina.
Posteriormente, se describirán algunos equipos y metodologías desarrolladas en el
Laboratorio de Ondas de Choque del CFATA, con la finalidad de mejorar los equipos
clínicos existentes y explorar aplicaciones novedosas de las ondas de choque como, por
ejemplo, la transfección y transformación genética.

Procedencia: Universidad Autónoma del Estado de Morelos.


Resumen:

TBP es un factor de transcripción general, esencial para marcar el inicio de la transcripción de genes en arqueas y en eucariotas. Está presente en organismos que han colonizado prácticamente todos los nichos habitables del planeta, por lo que es un modelo útil para estudiar las adaptaciones a distintas temperaturas. Mediante simulaciones por dinámica molecular a cinco temperaturas entre cero y cien grados centígrados, determinamos la susceptibilidad térmica de una colección de propiedades estructurales y dinámicas de un conjunto de TBPs de psicrófilos, mesófilos, termófilos e hipertermófilos. Encontramos un papel importante de las interacciones electrostáticas, a través de la formación de puentes salinos, como mecanismo de adaptación a temperaturas altas. El papel esencial en el inicio de la transcripción también hace a TBP un blanco interesante en el desarrollo de fármacos dirigidos contra parásitos eucariotas, ya que prácticamente toda su superficie molecular interactúa con otras proteínas o con el ADN. Caracterizamos las propiedades estructurales y dinámicas de la superficie molecular de TBPs de diversos parásitos que infectan humanos, utilizando simulaciones por dinámica molecular, y localizamos cavidades que podrían ser sitios de unión para moléculas pequeñas. Sobre éstas hacemos tamizajes de bancos de fármacos ya aprobados por la FDA, en un intento de ampliar la indicación terapéutica de medicamentos ya aprobados, pero ahora dirigidos contra la maquinaria de transcripción, y basados en un mecanismo concreto de acción. A la fecha hemos identificado fármacos que se unen con una selectividad débil a TBPs de parásitos respecto a la de humano, buscando exclusivamente en fármacos orales; esperamos tener más éxito al ampliar la biblioteca de fármacos examinados.

Banco Nacional de Cerebros “Raúl Mena López”. LaNSE-CINVESTAV

*José Luna Muñoz.

Banco Nacional de Cerebros LaNSE-CINVESTAV CDMX.
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57473800 ext 1748

Un banco de cerebros, también denominado banco de tejidos neurológicos, es un centro de acopio de encéfalos en custodia, con un sistema de conservación para su almacenamiento indefinido, en óptimas condiciones para su análisis morfológico, bioquímico o molecular; el cual permite usar, estudiar y analizar el proceso de las enfermedades neurodegenerativas, así como otros trastornos neurológicos.
Dicho centro especializado está ubicado en las instalaciones del Laboratorio Nacional de Servicios Experimentales (LaNSE) del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados en la Unidad Zacatenco (BNC-CINVESTAV).
El BNC-CINVESTAV, se encarga de proporcionar a través de proyectos científicos previamente autorizados por un Comité Académico y de Ética; tejido cerebral humano a personal de investigación nacional y extranjeros interesados/as en el estudio de las diversas enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer y de Parkinson; lo que ayudará a contribuir al entendimiento de las funciones cerebrales y sus alteraciones, esto redituará en el diagnóstico precoz y tratamiento de estos padecimientos, mejorando la expectativa y calidad de vida de la población susceptible.
El funcionamiento del BNC-CINVESTAV, se basa en un Programa Nacional de Donaciones, en la que participan Instituciones del Sector Salud como el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía “Manuel Velazco Suárez”, el Hospital Universitario de Monterrey, Nuevo León, Hospital de altas especialidades de Mérida., Yucatán y Los servicios de Salud de Durango. Durango., Durango. Entre otras, todas ellas coordinadas por el CINVESTAV en conjunto con el Comité Nacional de Atención al Envejecimiento (CONAEN) y el Programa Nacional de Atención al Envejecimiento de la Secretaria de Salud, órgano rector del Sector Salud Mexicano. Las instituciones, programas y órganos colegiados mencionados anteriormente, conforman la “Red Nacional de Donación de Cerebros Humanos” para la investigación.
El BNC-CINVESTAV, fue creado a iniciativa del Dr. Raúl Mena López, yucateco de origen, profesor titular del Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias de esta institución y especialista en el estudio de la Enfermedad de Alzheimer. La idea original del Dr. Mena era contar con tejido post-mortem de estos pacientes para desarrollar investigación básica, epidemiológica, clínico-patológica y neuropatológica, para ello se inició la colección de tejido nervioso adecuadamente preservado y disponible para realizar sus estudios. Lo mismo pensaba a futuro en el desarrollo de nuevas línea de trabajo, razonamiento e investigación en Neurociencias haciendo uso de este valioso recurso. En el BNC-CINVESTAV se realiza el diagnostico neuropatológico del caso y juntos con las instituciones médicas se otorga a los familiares de los paciente, un informe diagnóstico. El grupo desde 1994, ha trabajado exitosamente en el proyecto logrando importantes aportaciones científicas al conocimiento de la enfermedad de Alzheimer y particularmente a los mecanismos fisiopatológicos y procesamiento anormal de la proteína TAU en el padecimiento. La caracterización del tejido nervioso, se basa en los cambios neurofibrilares asociados a la enfermedad de Alzheimer. Actualmente, el BNC cuenta con más de 300 encéfalos humanos de origen mexicano. Una de las principales enfermedades en las que se enfoca el BNC, es la EA. La EA es una enfermedad exclusiva del ser humano. Hasta al momento, no hay ningún modelo animal o celular que pueda desencadenar los mecanismos moleculares que se observan en el cerebro humano con esta afección. hallazgos que por ningún otro medio se habrían conocido.

¿Cómo contribuyo a la ciencia donando mi cerebro?

1.- Se debe llenar un acta de consentimiento en las plenas facultades mentales del donador, o en su caso si no pudiese por alguna alteración neurodegenerativa el familiar mas cercano podría llenar esta carta de consentimiento, en la que indica su deseo por donar su cerebro al momento de que este fallezca para ser usado con fines de investigación, ya que este no es posible que sea trasplantado a otro ser humano.

2.- Al momento de que la persona que fallezca, su cuerpo será trasladado a la unidad hospitalaria donde se extraerá el tejido nervioso. Preservándose un hemisferio en solución fijadora y el otro hemisferio se secciona en cortes coronales y se congelan a -80 grados centígrados.

3.- En el BNC se realizan tinciones especificas de acuerdo a la alteración neurodegenerativa que se tenga en la historia clínica. Se entregará a la familia el análisis histopatológico de lo encontrado en el encéfalo donado.

4.- El encéfalo será resguardado junto con su historia clínica, en condiciones optimas de conservación, así como la información personal del paciente será de orden confidencial.


Reseña

Dr José Luna Muñoz.
Coordinador del Banco Nacional de Cerebros. LaNSE-CINVESTAV.
Lic en Biología. FES- Iztacala. UNAM.
Doctorado en ciencias Biológicas y de la Salud. UAM-Xochimilco
Posdoctorado en Ciencias Biológicas. Depto. de Fisiología IPN.
Sistema Nacional de Investigadores nivel 2.
Líneas de investigación: Análisis molecular de las enfermedades neurodegenerativas demenciales, asociado a la búsqueda de un método y un biomarcador de diagnóstico temprano para la enfermedad de Alzheimer.

Procedencia: International Laboratory for Human Genome Research, UNAM.

Resumen.


El melanoma es un cáncer de los melanocitos, células generadoras de pigmento. Este cáncer es uno de los más agresivos en humanos y el que más ha aumentado su incidencia en poblaciones blancas alrededor del mundo en los últimos años. Existen causas ambientales, como la exposición a la luz ultravioleta, y causas genéticas, como variantes patogenéticas con efectos dramáticos en genes como CDKN2A, CDK4, BAP1 y TERT, y variantes comunes y con efectos pequeños en genes como MC1R y MITF. Sin embargo, las causas genéticas de más de la mitad de los casos familiares se desconocen, y el mecanismo por el que las variantes comunes predisponen a la enfermedad tampoco es claro.

En esta plática, hablaré de dos trabajos en los que intentamos responder a las cuestiones anteriores. En el primero, con el objetivo de encontrar nuevas mutaciones de alta penetrancia que elevan el riesgo de padecer melanoma, generamos la secuencia genética de 184 individuos, pertenecientes a 105 diferentes familias del Reino Unido, Australia y Países Bajos. Identificamos familias en las que el melanoma co-segrega con variantes raras de pérdida de función en el gen POT1, y demostramos que estas variantes resultan en una pérdida de unión al ADN y en telómeros más largos en portadores. En el segundo proyecto, hablaré de un análisis de las diferentes variantes comunes del gen MC1R, el cual determina el cabello rojo, en pacientes con melanoma. Determinamos que el portar al menos un alelo asociado al cabello rojo está asociado a un incremento estimado del 42% en el número de mutaciones somáticas causadas por el sol en el tumor comparado con los no-portadores, lo cual es comparable a la carga mutacional asociada a 21 años de edad. Este resultado tiene implicaciones para una gran parte de la población que es portadora de alelos variantes de MC1R y no lo saben, y que por tanto podrían estar a un riesgo más elevado de padecer cáncer de piel.

Resumen

Un novedoso metodo Monte Carlo es propuesto para el estudio de cristales liquidos a una escala continua. El funcional de energia libre de los sistemas propuestos esta descrito bajo el formalismo de Landau de Gennes y es minimizado a traves de una tecnica de muestreo estocastica. El campo de orientaciones y sus gradientes son aproximados utilizando la tecnica numerica de elemento finito. Los casos estudiados son las morfologias observadas (y sus defectos asociados) cuando el cristal liquido es confinado a una geometria compleja (por ejemplo un toroide), asi como el estudio de la formacion de defectos topologicos cuando una nanoparticula en forma no esferica  es dispersada en un medio de cristal liquido. Una enorme ventaja de nuestro metodo es la obtencion e identificacion de los estados de minima energia debido a su inherente muestreo estocastico, que carecen  metodos tradicionales.

Procedencia: CINVESTAV 

El estudio de la luz a través de la óptica y de las formas y el espacio a través de la geometría son dos de las ramas de estudio más antiguas en la historia de la humanidad, incluso podrían considerarse precursoras de la ciencia moderna. En esta charla hablaremos de las nuevas preguntas que surgen al combinar estos dos viejos temas de estudio. Esto nos llevará desde el camino en que viaja la luz, a la invisibilidad y hasta agujeros negros.

Resumen: 

Los ribosomas son la maquinaría fundamental encargada de la síntesis de proteínas en una célula. El proceso mediante el cual se sintetizan los ribosomas se conoce como biogénesis ribosomal. Las alteraciones en esta vía o en la estructura final del ribosoma comprometen la viabilidad celular y originan un conjunto de enfermedades denominadas ribosomopatías. Dentro de estas enfermedades se encuentra el Síndrome de Shwachman-Diamond (SDS, OMIM #260400); una enfermedad autosómica recesiva caracterizada por insuficiencia pancreática exocrina, disfunción de la médula ósea y anormalidades esqueléticas. La mayoría de los pacientes con SDS presentan mutaciones en el gen SBDS aunque también se han descrito mutaciones en el gen que codifica para la GTPasa EFL1 (por sus siglas en inglés Elongation Factor like-1). Durante la biogénesis ribosomal, las subunidades 40S y 60S nacientes son exportadas al citoplasma para enfrentar los últimos pasos de maduración. La subunidad pre-60S llega a este compartimento cargada con el factor de iniciación 6, quien debe ser removida para permitir la formación de ribosomas maduros 80S. Este paso es desencadenado por la acción conjunta de las proteínas EFL1 y SBDS. La proteína SBDS es un activador de la GTPasa EFL1 que favorece el intercambio de GDP por GTP en EFL1. Estudios de transferencia de energía resonante de fluorescencia (FRET) en flujo estático demostraron que SBDS disminuye la afinidad de EFL1 por GDP aumentando la velocidad liberación del nucleótido. Así, la proteína SBDS actúa como un intercambiador de GDP para EFL1. Estudios de calorimetría de titulación isotérmica (ITC) demostraron que los cambio en la afinidad por nucleótidos de guanina en EFL1 son resultado de la capacidad de SBDS de atrapar a EFL1 en una conformación de alta afinidad por GTP. La unión del complejo ternario SBDS•EFL1•GTP a la subunidad ribosomal 60S desencadena la hidrólisis de GTP, ocasionando un cambio conformacional en EFL1 quien pasa a ocupar un sitio común con eIF6 ocasionando su liberación. La imposibilidad de acoplar la hidrólisis de GTP con el cambio conformacional en EFL1 para liberar a eIF6 es la principal alteración molecular en SDS. Esto ocurre en las mutaciones no-sinónimas de SBDS, pues estas mutaciones debilitan la interacción con EFL1 y con ello se afecta la regulación que SBDS ejerce directamente sobre EFL1. Recientemente en el grupo de investigación, describimos por primera vez la presencia de mutaciones en EFL1 como causa de SDS. Estas mutaciones no alteran la actividad catalítica de EFL1 ni su activación por SBDS o la subunidad ribosomal 60S, por lo que se cree que afectan la capacidad de transducir el cambio conformacional necesario para liberar a eIF6. Pues al igual que con la mutaciones en SBDS, eIF6 permanece unida a la subunidad ribosomal en citoplasma. Lo anterior ocasiona que eIF6 persista en los ribosomas de estos pacientes y probablemente altera el proceso de traducción.

 

Resumen:

Las bacterias han conquistado cada rincón de nuestro planeta. Esta capacidad de adaptación se debe en gran medida a su abrumador repertorio de rutas metabólicas, metabolitos y enzimas, muchas de las cuales son de gran utilidad para los seres humanos

Por ejemplo, la mayoría de los antibióticos son productos bacterianos. El advenimiento de la era de la genómica ha facilitado el descubrimiento de un gran número de moléculas nuevas. Sin embargo las herramientas de análisis actuales permiten la exploración de un espacio químico limitado, mientras que los métodos de aislamiento bacteriano limitan nuestro acceso al repertorio genético del universo bacteriano.

Mi trabajo está enfocado en tratar de entender algunos de los mecanismos evolutivos detrás de la diversidad química microbiana y el papel de estas moléculas en el medio ambiente. En esta charla presentaré ejemplos de la combinación de enfoques de química biológica, biología evolutiva y ecología para el descubrimiento de nuevas moléculas que pueden ser útiles para propósitos humanos.