Genómica y diseño de sistemas biológicos (JS)

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Resumen

Nuestro laboratorio investiga cuáles son las relaciones que existen entre estructura, dinámica, actividad y función biológica de las proteínas.

En nuestro laboratorio hacemos experimentos: purificamos proteínas, estudiamos su estabilidad conformacional, su movilidad interna, generamos complejos multiproteicos (complejos formados por varias proteínas) in vitro, estudiamos su actividad. Además, hacemos ingeniería de proteínas, producimos proteínas más estables que las variantes silvestres y estudiamos variantes naturales desestabilizadas, relacionadas con enfermedades humanas.

Simultáneamente abordamos el problema usando estrategias computacionales de simulación para entender los procesos a escala atómica.

Colaboramos con otros grupos y en conjunto nos ayudamos a responder preguntas.

Imágenes

Líneas de investigación

Investigamos el control de la actividad biológica de complejos multiproteicos involucrados en la síntesis de clústeres ferro-sulfurados en las mitocondrias.

Estudiamos el balance entre estabilidad conformacional, movilidad interna y consolidación de las interacciones intra e intermoleculares, focalizando en el efecto funcional de perturbaciones realizadas sobre la frataxina humana (FXN), el activador alostérico de la biosíntesis de clústeres en mamíferos.

Estudiamos la interacción de los componentes del complejo de biosíntesis de centros hierro-azufre con variantes de FXN genéticamente modificadas diseñadas en el laboratorio.

Para tener un conocimiento acabado del complejo multiproteico, estudiamos la estructura y el rol de sus componentes, entre ellos, el heterodímero ACP-ISD11 (dos proteínas mitocondriales) en la estabilización de la enzima NFS1 desulfurasa, la enzima clave de esta vía de biosíntesis.

Trabajamos en el diseño, producción y estudio de variantes de Sac7d, capaces de interaccionar específicamente con variantes inestables de FXN, estabilizándola. Así, avanzaremos en la ingeniería racional de proteínas orientada a la terapia de reemplazo proteico y a la estabilización de proteínas inestables.

Estudiamos la proteína transactivadora de unión a DNA-43 (TDP-43) que posee un rol esencial en la fisiología del RNA y forma agregados citoplasmáticos en pacientes con Escleorosis Lateral Amiotrofica.

Utilizamos un enfoque experimental integral, incluyendo técnicas in vitro e in vivo para entender las relaciones entre la estabilidad, los procesos de interacción proteína-proteína, proteína-RNA y la función biológica que posee esta proteína.

Asimismo, nos valdremos de herramientas computacionales para ahondar aún más en la comprensión de estos procesos.

Perseguimos dos objetivos generales.

En primer lugar, avanzar en el conocimiento de la relación estructura-función de las proteínas modulares de unión a ARN, mediante el estudio estructural de los distintos dominios de FMRP y FMR2. El estudio estructural detallado de estas dos RNA-BP es fundamental para entender su función biológica a nivel molecular, ya que permitirá identificar las bases moleculares de su reconocimiento específico de los ARN blanco y del procesamiento posterior de estos ARN, por la interacción con otras RNA-BP.
Este conocimiento contribuirá finalmente a comprender cómo la deficiencia de estas proteínas conduce a la discapacidad intelectual y a revelar posibles blancos de intervención terapéutica.

El segundo objetivo es entender en forma detallada el mecanismo de funcionamiento de los dominios KH, presentes en FMRP y en muchas otras proteínas, y el porqué de su presencia tan frecuente en diversas RNA-BP.

Su estudio estructural contribuirá a dar respuesta a interrogantes más generales acerca de cómo las proteínas modifican su estructura en el curso de la evolución.

Trabajamos en el rediseño del sistema tiorredoxina.
Estudiamos la consolidación de la estructura proteica y su dinámica.
Usamos como modelos a las tiorredoxinas y peroxiredoxinas y evaluamos la modulación de la actividad.
Estudiamos el efecto del injerto de motivos funcionales de interacción con hierro sobre péptidos y sobre la superficie proteica.

Integrantes:

Maria Florencia Pignataro

mariaflorenciapignataro@gmail.com
Post-doc (F.A.R.A)

Hernan Gustavo Gentili

hergus77@gmail.com
Tesista PostDoctoral  (ANPCyT)

Augusto Emanuel García

augustoemanuel95@gmail.com
Tesista doctoral / NEB

Justo Olmos

Estudiante de Biología

María Georgina Herrera

geor.herr@gmail.com
Investigadora Asistente (CONICET)

Karl Ellioth Sewell

sewell144@gmail.com
Tesista doctoral / Becario ANPCyT

Martín Ezequiel Noguera

mnoguera.unq@gmail.com
Investigador Asistente (CONICET)

Samantha D′Amico

samidamico96@gmail.com
Estudiante de Licenciatura (beca BiiC-ALAPA-iB3-FCEN))