Biodiversidad genética y bioquímica de piruvato decarboxilasas en cepas indigenas de saccharomyces cerevisiae

Pyruvate decarboxylase (PDC) catalyzes the thiamine pyrophosphate-and magnesium-dependent decarboxylation of pyruvate to acetaldehyde and carbon dioxide, a relevant pathway in ethanol production. The budding yeast S. cerevisiae is a major player in alcoholic fermentation and a detailed knowledge of the biochemistry and metabolic control of the fermentative pathway in this microorganism is available. Our laboratory has contributed to the study of the genes encoding PDC in the filamentous fungus N. crassa (i.e. cfp-1 and cfp-2). We also discovered that PDC in filamentous fungi assembles into macromolecular filaments co-localizing with cytoplasmic microtubules. We showed that abundance and organization of PDC-filaments in fungi is dependent on the carbon sources and/or metabolic conditions of the cell. In S. cerevisiae, three structural genes for PDC have been identified (i.e. PDC1, PDC5 and PDC6) but the potential genetic and protein diversity of PDC genes in indigenous strains of S. cerevisiae has not been systematically studied. Also, the subcellular distribution and potential supramolecular arrangement of PDC from indigenous S. crerevisiae strains, perhaps during budding growth on alternative carbon sources and/or pseudohyphal growth under nutrient deprivation, has not been explored yet. In this project we will explore the molecular genetic diversity, biochemical properties and subcellular distribution of wild PDC variants from indigenous S. cerevisiae strains. Results from this project will contribute to the knowledge of the genetic and phenotypic diversity of S. cerevisiae PDC genes and their protein products. These studies also constitute the basis for future analyses of PDC genes from the isolated indigenous non-Saccharomyces yeasts strains.Fil: Rosa, Alberto Luis. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentin

Ganadería de precisión 1. Desarrollo de un sistema electrónico para construir matrices genealógicas aplicables al mejoramiento animal en diversas especies (Programa: sustentabilidad productiva de pequeños rumiantes en áreas desfavorables - supprad)

El mejoramiento animal tiene como función modificar genéticamente una población animal con un fin económico determinado. Las herramientas que se utilizan son: evaluación genética, selección y/o esquemas de apareamiento. La evaluación genética se realiza obteniendo información (marcadores) que predice el genotipo del animal que no es registrable directamente. Estos marcadores son el fenotipo o información física del animal y algún predictor del genotipo que puede ser un marcador químico o la relación de parentesco con otro animal (padre-madre, hermanos, progenie). El uso de los marcadores genéticos para determinar la genealogía está en desarrollo actualmente pero resulta extremadamente costoso para ciertos niveles de producción. Por otra parte, los dispositivos electrónicos ensayados hasta el momento no han resultado muy eficientes, por lo tanto se propone para este proyecto desarrollar un sistema electrónico de identificación animal que permita construir matrices de genealogía para la evaluación genética de reproductores de las diferentes especies en condiciones de producción extensivas. El proyecto se desarrollará entre especialistas en Mejoramiento Animal e Ingenieros Electrónicos, en un aporte multidisciplinario a la solución del problema de establecer la filiación a través del armado del par macho-hembra durante el servicio natural de las distintas especies y el par madre-cría en algún momento luego del parto. La solución propuesta consiste en la implementación de dispositivos electrónicos activos (microcontrolador y tranceptor de radiofrecuencia alimentados a batería) dispuestos como nodos de una red de sensores inalambricos. Estos dispositivos serán colocados a través de collares en los animales tomados como objeto de estudio y mediante el continuo intercambio de informacion entre ellos se generará una matriz de datos que permita a posterior establecer la relación que existe entre ellos a traves de la determinacion de la periodicidad de sus cercanías relativas.Fil: Frank, Eduardo Narciso. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; ArgentinaFil: Castagnola, Juan Luis. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Laprovitta, Agustín Miguel. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Misa, Alberto Fernando. Universidad Católica de Córdoba; ArgentinaFil: Hick, Michel Victor Hubert. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentin

Desórdenes congénitos de la glicosilación: ensayo con moléculas correctivas o mecanismos genéticos para mejorar la función de proteínas en células de pacientes con glicosilación deficiente

Los Desórdenes Congénitos de la Glicosilación (CDG) son enfermedades genéticas humanas de herencia autosómica recesiva en su mayoría, debidas a defectos en la formación de N- u O-glicoconjugados (glicoproteínas y glicolípidos). Este proceso tiene lugar en el lumen del retículo endoplásmico (ER) y en el aparato de Golgi. Más de 110 genes alterados han sido asociados como CDG. Estos pacientes presentan manifestaciones clínicas multisistémicas severas, pudiendo estar afectados casi todos los órganos y sistemas y frecuentemente asociado con un deterioro neurológico intelectual y sicomotor. Desde el año 2005 hemos desarrollado un programa clínico y genético para el diagnóstico de pacientes CDG en Argentina. Más de 21 pacientes con diferentes clases de CDG han sido identificados dentro de los desórdenes de N-glicosilación: PMM2-CDG (8), MPI-CDG (2) y ALG2-CDG (2), 8 pacientes sin determinar el gen alterado hasta el momento (CDG-x). En general se observó un fenotipo multisistémico, con eventos trombo-hemorrágicos como frecuente causa de muerte. Las plaquetas tienen un rol importante en los mismos, siendo la [Ca+2] la cuál previene la formación de trombos. La homeostasis de [Ca+2] es regulada por diferentes mecanismos entre los cuales la familia de los intercambiadores Na+/Ca2+ es la más importante. Nuestro grupo reportó datos experimentales que demuestran que la N- y O- hipoglicosilación en las proteínas de estos intercambiadores puede afectar la expresión y/o la actividad (transporte de Na+-dependiente de 45Ca+2), en estudios realizados en plaquetas humanas controles y de pacientes PMM2-CDG, uno de los cuales presentó alteración de la agregación plaquetaria y eventos hemorrágicos. Respecto a alteraciones genéticas de O-glicosilación, diagnosticamos más de 50 familias con una clase de CDG que presenta displasias esqueléticas y tumores cartilaginosos, EXT1/EXT2-CDG también denominada Osteocondromatosis Múltiple hereditaria, una enfermedad dolorosa y crónica, en la cual los osteocondromas pueden llegar a malignizar a condrosarcoma secundario periférico (5-10%). En este proyecto, se espera continuar con el protocolo clínico y genético para la detección de pacientes en la población Argentina, mientras que los principales objetivos, están orientados a estudiar potenciales moléculas y/o mecanismos genéticos que permitan corregir o mejorar la falta de actividad de proteínas afectadas por la hipoglicosilación en células de pacientes con CDG.Fil: Asteggiano, Carla Gabriela. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentin

Estrategias estadísticas y de aprendizaje automático en genómica y proteómica funcional

El objetivo de este proyecto, enmarcado en el área de metodología de análisis en bioingeniería-biotecnología aplicadas al estudio del cáncer, es el análisis y caracterización a través de perfiles de expresión de proteínas y genes de las vías metabólicas asociadas a progresión tumoral. Dicho estudio se llevará a cabo mediante la utilización de tecnologías de alto rendimiento. Las mismas permiten evaluar miles de genes/proteínas en forma simultánea, generando así una gran cantidad de datos de expresión. Se hipotetiza que para un análisis e interpretación de la información subyacente, caracterizada por su abundancia y complejidad, podría realizarse mediante técnicas estadístico-computacionales eficientes en el contexto de modelos mixtos y técnicas de aprendizaje automático. Para que el análisis sea efectivo es necesario contemplar los efectos ocasionados por los diferentes factores experimentales ajenos al fenómeno biológico bajo estudio. Estos efectos pueden enmascarar la información subyacente y así perder informacion relevante en el contexto de progresión tumoral. La identificación de estos efectos permitirá obtener, eficientemente, los perfiles de expresión molecular que podrían permitir el desarrollo de métodos de diagnóstico basados en ellos. Con este trabajo se espera poner a disposición de investigadores de nuestro medio, herramientas y procedimientos de análisis que maximicen la eficiencia en el uso de los recursos asignados a la masiva captura de datos genómicos/proteómicos que permitan extraer información biológica relevante pertinente al análisis, clasificación o predicción de cáncer, el diseño de tratamientos y terapias específicos y el mejoramiento de los métodos de detección como así tambien aportar al entendimiento de la progresión tumoral mediante análisis computacional intensivo.Fil: Fernández, Elmer Andrés. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Fresno Rodríguez, Cristóbal. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ingeniería; Argentin

Desórdenes congénitos de la glicosilación (cdg)

Los Desórdenes Congénitos de la Glicosilación (CDG), son un grupo creciente de enfermedades metabólicas hereditarias de herencia autosómica recesiva, salvo dos clases de CDG autosómicas dominantes, causadas por defectos en la síntesis o la remodelación de N-u O-glicanos, de glicoesfingolípidos o en anclajes de glycosylphosphatidylinositol. La formación de la porción glicano, se produce a través de etapas secuenciales y comienza la ruta biosintetica en citoplasma, pasando por retículo endoplasmático y posterior modificación del glicoconjugado en el aparato de Golgi. Los glicanos constituyen compuestos formados por diversos residuos de carbohidratos y han sido seleccionados en la evolución para transmitirle a las macromoléculas a las cuales se encuentran unidos, propiedades estructurales y funcionales, razón por la cual la síntesis correcta de los mismos y de sus glicoconjugados son esenciales para el funcionamiento normal. La caracterización molecular y clínica de más de 70 clases diferentes de CDG ha contribuido enormemente a comprender las funciones fisiológicas de los mecanismos de glicosilación y la importancia de los glicoconjugados en la célula. Mutaciones en genes de esta vía metabólica, ocasionan fenotipos multisistémicos con afectación neurológica severa y muerte temprana. Incluso algunos CDG tienen probabilidad de malignización por ej. osteocondromatosis múltiple (EXT1/EXT2-CDG). Respecto a las estrategias para el diagnóstico de CDG, debido a la gran heterogeneidad fenotípica de estos pacientes, hemos debido implementar el diagnóstico de los trastornos genéticos de N-glicosilación, basado en los cambios bioquímicos y estructurales que se expresan en las glicoproteínas anómalas, demostrados por diferentes metodologías. Existen técnicas de gran sensibilidad utilizadas para la búsqueda de pacientes CDG como electroforesis capilar, ionización por electrospray-espectrometría de masa y cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), sin embargo, el isoelectroenfocado (IEF) es la metodología mayormente utilizada para su diagnóstico.Fil: Asteggiano, Carla Gabriela. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentin

Ganadería de precisión 1. Desarrollo de un sistema electrónico para construir matrices genealógicas aplicables al mejoramiento animal en diversas especies (Programa: sustentabilidad productiva de pequeños rumiantes en áreas desfavorables - supprad).

El mejoramiento animal tiene como función modificar genéticamente una población animal con un fin económico determinado. Las herramientas que se utilizan son: evaluación genética, selección y/o esquemas de apareamiento. La evaluación genética se realiza obteniendo información (marcadores) que predice el genotipo del animal que no es registrable directamente. Estos marcadores son el fenotipo o información física del animal y algún predictor del genotipo que puede ser un marcador químico o la relación de parentesco con otro animal (padre-madre, hermanos, progenie). El uso de los marcadores genéticos para determinar la genealogía está en desarrollo actualmente pero resulta extremadamente costoso para ciertos niveles de producción. Por otra parte, los dispositivos electrónicos ensayados hasta el momento no han resultado muy eficientes, por lo tanto se propone para este proyecto desarrollar un sistema electrónico de identificación animal que permita construir matrices de genealogía para la evaluación genética de reproductores de las diferentes especies en condiciones de producción extensivas. El proyecto se desarrollará entre especialistas en Mejoramiento Animal e Ingenieros Electrónicos, en un aporte multidisciplinario a la solución del problema de establecer la filiación a través del armado del par macho-hembra durante el servicio natural de las distintas especies y el par madre-cría en algún momento luego del parto. La solución propuesta consiste en la implementación de dispositivos electrónicos activos (microcontrolador y tranceptor de radiofrecuencia alimentados a batería) dispuestos como nodos de una red de sensores inalambricos. Estos dispositivos serán colocados a través de collares en los animales tomados como objeto de estudio y mediante el continuo intercambio de informacion entre ellos se generará una matriz de datos que permita a posterior establecer la relación que existe entre ellos a traves de la determinacion de la periodicidad de sus cercanías relativas

Mecanismos epigenéticos involucrados en regulación génica específica durante los procesos de diferenciación del protozoario intestinal giardia lamblia

Se define como epigenética al área de la genética que estudia todos aquellos cambios heredables que no se encuentran determinados en la secuencia primaria del ADN (Albert y col., 2002). Los cambios epigenéticos son variados; los más conocidos son la metilación de bases nitrogenadas (que no existe en Giardia; Prucca y col., 2008), las modificaciones post-traduccionales de histonas y los Complejos de Remodelación de Cromatina. En los últimos años se ha avanzado en el estudio de la regulación de la expresión de genes mediante estos procesos. El mecanismo de ARNi está íntimamente relacionado con la modificaciones post-traduccionales de histonas; regulando la estructura de cromatina y permitiendo que los complejos primarios de transcripción de genes puedan o no expresar la información. Nuestra hipótesis de trabajo se basa en que cambios epigenéticos están involucrados en la regulación génica específica durante los procesos de adaptación y diferenciación de Giardia. Para responder la misma se plantean los siguientes objetivos específicos: 1. Identificar modificaciones de histonas y su relación con los procesos de diferenciación celular en Giardia. 2. Caracterizar enzimas involucradas en las modificaciones post-traduccionales de histonas. 3. Determinar qué tipo de modificaciones participan en la activación o silenciamiento de la expresión de genes específicos. 4. Manipular al parásito para aumentar o disminuir las modificaciones epigenéticas que pueden estar involucradas en los procesos de diferenciación a quiste o en la variación antigénica para una mayor comprensión de los mecanismos moleculares involucrados. 5. Determinar el estado redox de Giardia durante el enquistamiento y la variación antigénica. 6. Participación de ARN-helicasas en los Complejos Remodeladores de Cromatina.Fil: Gargantini, Pablo Rubén. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ciencias de la Salud; Argentin

Estrategias estadísticas y de aprendizaje automático en genómica y proteómica funcional

El objetivo de este proyecto, enmarcado en el área de metodología de análisis en bioingeniería-biotecnología aplicadas al estudio del cáncer, es el análisis y caracterización a través de perfiles de expresión de proteínas y genes de las vías metabólicas asociadas a progresión tumoral. Dicho estudio se llevará a cabo mediante la utilización de tecnologías de alto rendimiento. Las mismas permiten evaluar miles de genes/proteínas en forma simultánea, generando así una gran cantidad de datos de expresión. Se hipotetiza que para un análisis e interpretación de la información subyacente, caracterizada por su abundancia y complejidad, podría realizarse mediante técnicas estadístico-computacionales eficientes en el contexto de modelos mixtos y técnicas de aprendizaje automático. Para que el análisis sea efectivo es necesario contemplar los efectos ocasionados por los diferentes factores experimentales ajenos al fenómeno biológico bajo estudio. Estos efectos pueden enmascarar la información subyacente y así perder informacion relevante en el contexto de progresión tumoral. La identificación de estos efectos permitirá obtener, eficientemente, los perfiles de expresión molecular que podrían permitir el desarrollo de métodos de diagnóstico basados en ellos. Con este trabajo se espera poner a disposición de investigadores de nuestro medio, herramientas y procedimientos de análisis que maximicen la eficiencia en el uso de los recursos asignados a la masiva captura de datos genómicos/proteómicos que permitan extraer información biológica relevante pertinente al análisis, clasificación o predicción de cáncer, el diseño de tratamientos y terapias específicos y el mejoramiento de los métodos de detección como así tambien aportar al entendimiento de la progresión tumoral mediante análisis computacional intensivo.Fil: Fernández, Elmer Andrés. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Fresno Rodríguez, Cristóbal. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ingeniería; Argentin