Biointeractómica

Nuestra investigación se centra en el análisis estructural y funcional de macromoléculas biológicas, incluyendo las interacciones proteína-proteína y proteína-ácido nucleico, cruciales en muchos procesos celulares, y las modificaciones postraducción de las proteínas. En particular, nuestro trabajo se centra en el citocromo c (Cc), una proteína mitocondrial que tiene un doble papel en el metabolismo redox y en la muerte celular programada, y en intentar comprender la evolución de la muerte celular a través de identificar nuevas dianas moleculares del Cc. También estudiamos el papel de proteínas intrínsecamente desestructuradas en el fenómeno de separación de fase líquido-líquido. Gran parte de nuestra investigación se basa en la Resonancia Magnética Nuclear (NMR), una técnica que, además, utilizamos para el estudio de perfiles metabolómicos de productos agroalimentarios.

Principales líneas de investigación

1. Caracterización Estructural de la Biointeractómica del Daño en ADN

Cuando las células vivas experimentan daños, el citocromo c (Cc) respiratorio abandona su entorno habitual en la mitocondria, dirigiéndose al citosol y al núcleo celular. En el citosol, el Cc activa rutas apoptóticas, mientras que en el núcleo de la célula este interacciona con proteínas de respuesta al daño en ADN, de la replicación del ADN, y encargadas de regular la transcripción.

Nuestro trabajo se centra en comprender las bases moleculares de la interacción del Cc respiratorio con proteínas nucleares como ANP32B, SET/TAF-1β, nucleophosmin (NPM1) en el contexto de daño en ADN, y cómo las modificaciones postraducción de estas proteínas modulan su función. Estos estudios se basan en técnicas de biología celular, biofísica estructural, y simulaciones de dinámica molecular para elucidar las implicaciones a nivel atómico y celular de estas interacciones, contribuyendo así a sentar las bases de posibles estrategias terapéuticas en el cáncer y otras enfermedades.

2. La Interrelación entre las Proteínas de Unión a ARN y los Condensados Biomoleculares en las Enfermedades Neurodegenerativas

En el contexto de las enfermedades neurodegenerativas, estudiamos el papel de TIA-1, una proteína de unión a ARN relacionada con los gránulos de estrés, en el fenómeno patológico de agregación de Tau, una proteína intrínsecamente desestructurada ligada a la enfermedad de Alzheimer. TIA-1 promueve la separación de fase líquido-líquido (LLPS) de Tau, facilitando así su transición desde condensados líquidos a oligómeros tóxicos. Esta interacción sugiere la existencia una relación mecanística entre las proteínas de unión a ARN y la agregación de Tau, lo que podría permitir el descubrimiento de dianas terapéuticas potenciales para enfermedades neurodegenerativas.

Algunas de las técnicas biofísicas que usamos para este estudio son la Resonancia Magnética Nuclear (NMR), el Dicroísmo Circular (CD), la Interferometría de Bicapa (BLI), la Calorimetría de Titulación Isotérmica (ITC) o la Microscopía de Fluorescencia.

3. RMN aplicada a Metabolómica de Productos Agroalimentarios 

El objetivo de esta línea de investigación consiste en contribuir con avances para la automatización de la trazabilidad e identificación de productos agroalimentarios a través de la cadena de valor mediante la generación de una huella digital. En este sentido, se propone un enfoque innovador basado en la integración de tecnologías ómicas de vanguardia, como la RMN, con algoritmos de aprendizaje automático y otras herramientas estadísticas, para obtener un patrón metabólico característico de cada producto (huella), y generar modelos basados en Inteligencia Artificial (IA) que sean capaces de clasificar y verificar los productos analizados.

En este nuevo paradigma, la NMR se utiliza como tecnología “sensórica”, mientras que los clasificadores basados en IA, serían el “cerebro” capaz de extraer la información diferencial y característica para clasificar automáticamente las muestras: en otras palabras, la identificación de una huella. Utilizando esta metodología, es posible obtener un patrón metabólico característico de la muestra, identificar biomarcadores característicos relacionados con contaminaciones, certificar indicaciones geográficas, y monitorizar la trazabilidad de los productos.