logo del MEC

 

INSTITUTO DE INVESTIGACIONES BIOLÓGICAS
CLEMENTE ESTABLE

logo del IIBCE
Limitar al IIBCE
imagenes del IIBCE

División Genética y Biología Molecular

DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA MOLECULAR

 

Perfiles:

 

Mecanismos de defensa de las plantas frente a patógenos microbianos.

Responsable: Dra. Inés Ponce de León.

Las plantas están expuestas constantemente al ataque por microorganismos patógenos, algunos de los cuales son capaces de causar enfermedad. El entendimiento de los mecanismos de defensa que participan en la respuesta de las plantas frente a la infección contribuirá a desarrollar nuevas estrategias de control de las enfermedades vegetales que involucren los mecanismos intrínsecos de defensa de las plantas, reduciendo el uso de pesticidas, insecticidas y otros productos químicos. Las respuestas de defensa a la infección por patógenos involucran la activación transcripcional de genes de defensa. Por ello, nuestro grupo de trabajo se ha centrado en identificar estos genes blanco, analizar su patrón de expresión en la respuesta de defensa vegetal, identificar las vías de transducción de señales involucradas en su inducción y determinar la función de las proteínas codificadas por estos genes en la resistencia vegetal. Como planta modelo utilizamos el musgo Physcomitrella patens el cual permite realizar estudios evolutivos de los mecanismos de defensa dada su posición filogenética entre las algas verdes y las angiospermas. Identificamos varios patógenos que infectan P. patens y demostramos que luego de la infección se activa una respuesta de defensa evidenciado por el fortalecimiento de la pared celular, la acumulación de especies reactivas del oxígeno y la inducción de genes relacionados con la defensa. Demostramos que P. patens no sintetiza ácido jasmónico y que el ácido salicílico, las auxinas y varias oxilipinas participan en la defensa frente a patógenos. Mediante la generación de mutantes knock out y sobreexpresantes hemos caracterizado la función de varias proteínas de defensa de P. patens. La expresión de alguna de estas proteínas en un sistema heterólogo como Arabidopsis thaliana aumenta la resistencia a patógenos demostrando la utilidad de P. patens como fuente de genes con posibles aplicaciones biotecnológicas.

 

Biología de la reproducción

Responsable: Dra. Adriana Geisinger.

La biología reproductiva es un tema en auge, en gran parte por sus potenciales aplicaciones tanto en reproducción humana como en producción animal. Algunas de las posibles aplicaciones son: el desarrollo de avances terapéuticos en relación a patologías del testículo que puedan provocar infertilidad y otras como cáncer de testículo (el tumor sólido más frecuente en hombres jóvenes en el mundo desarrollado), controles de calidad de semen, análisis de acción de agentes toxicológicos sobre la capacidad reproductiva, fertilización in vitro y clonación de individuos, generación de animales transgénicos (por ej. para xenotrasplantes), “pharming” animal, sexado de semen, investigaciones con células madre, etc.
Nuestro grupo se dedica al estudio de las bases moleculares de la espermatogénesis (proceso que lleva a la formación de los gametos masculinos) en mamíferos, empleando distintos roedores como modelo. Estamos centrados en la identificación y caracterización de genes expresados diferencialmente durante la espermatogénesis y en particular la profase meiótica (etapa inicial y determinante en el proceso de generación de gametos), y en la función de los productos de estos genes en relación con la espermatogénesis normal y con el desarrollo de patologías tales como infertilidad o cáncer testicular. Empleamos técnicas de RNAseq y generación de ratones knock-out mediante la técnica CRISPR/Cas9, entre otras.

 

Diagnóstico molecular, epidemiología y control de patógenos de cítricos.

Responsable: Ing. Agr. MSc Mercedes Peyrou.

La producción de alimentos para una demanda en permanente crecimiento es un desafío para nuestras sociedades. Uruguay -país productor de alimentos- ha puesto sus esfuerzos en lograr una mayor eficiencia en su agricultura para mejorar su competitividad en el mercado internacional. Las enfermedades de las plantas de interés económico son una de las principales causas de pérdidas tanto en los volúmenes de producción como en el valor que alcanza dicha producción en el mercado. Nuestro grupo, orientado hacia la fitopatología molecular, intenta contribuir al diagnóstico de patógenos vegetales (bacterias, hongos, virus y viroides), a la epidemiología de las enfermedades y a aspectos relacionados al control de dichas patologías en el campo. Dentro del cultivo de los cítricos –cuyo destino es la exportación de fruta fresca-, se ha dado prioridad a las enfermedades presentes nuestro país, sometidas a regulación por los países compradores. Es el caso de la cancrosis producida por la bacteria Xanthomonas citri susp. citri, a la mancha negra producida por el hongo Guignardia citricarpa, y a hongos relacionados a las pérdidas postcosecha como es el caso de los pertenecientes al género Penicillium y Geotrichum.

 

Genética molecular de levaduras y plantas de vid
Responsable: Dra. Carina Gaggero.

De la misma forma que no cualquier ser humano es capaz de llegar a ser un campeón olímpico, existen determinadas cepas de levaduras que son capaces de llevar a cabo exitosamente un proceso de fermentación alcohólica dando lugar a un vino con características sensoriales óptimas y otras que genéticamente no son adecuadas para este uso industrial. Nuestro grupo está centrado en el desarrollo de métodos que permitan distinguir individuos eucariotas de una misma especie a nivel molecular, en particular levaduras de interés enológico. La diversidad de nuestro patrimonio de cepas nativas permitirá la selección de los individuos más aptos y/o las enzimas mas eficientes para llevar adelante procesos industriales de interés. Tambien estamos en el proceso de secuenciar el genoma y transcriptoma de la variedad Tannat, variedad emblemática y “marca país” del Uruguay, para descifrar sus características únicas: alto contenido de compuestos antioxidantes, intenso color púrpura y buena estructura final en vinos finos.

 

Profiles:

 

 

Plant defense mechanisms against microbial pathogens.

Principal Investigator: Dr. Inés Ponce de León.

Plants are constantly exposed to microbial pathogen attack, some of which can cause disease. The understanding of the mechanisms involved in plant responses against infection will contribute to the development of new strategies to control plant diseases. Strategies using intrinsic plant defense mechanisms will contribute to reduce the use of pesticides, insecticides and other chemicals. Activation of defense responses after pathogen assault involves the transcriptional induction of defense genes. Therefore, we focused our work on the identification of target genes, analysis of their expression patterns, identification of signal transduction pathways involved in their induction and analysis of the function played by the proteins encoded by these genes in plant resistance. As a model plant we use Physcomitrella patens since evolutionary studies of defense mechanisms can be performed due to its phylogenetic position between green algae and angiosperms. We have identified several pathogens capable of infecting P. patens and activate a defense response, evidenced by cell wall reinforcement, accumulation of reactive oxygen species and induction of defense related genes. We have demonstrated that P. patens do not synthesize jasmonic acid and that salicylic acid, auxins and several oxylipins participate in defense against pathogens. By generating knock out mutants and overexpressing plants we have characterized the function of several defense proteins in P. patens. The expression of some of these proteins in a heterologous system like Arabidopsis thaliana increases resistance against pathogens showing the usefulness of P. patens as a source of genes with potential biotechnological applications.

 

Biology of Reproduction

Principal Investigator: Dr. Adriana Geisinger.

Reproductive biology is a booming topic, partly due to its potential applications in human reproduction and in animal production. Some of the possible applications are: the development of therapeutic advances for testis pathologies that produce infertility, testicular cancer (by far the most frequent solid tumor in young men in the developed world) and other diseases, semen quality control tests, analyses of toxicological agents on reproductive abilities, in vitro fertilization and cloning, transgenic animals generation (e.g. for xenographts), animal pharming, semen sexing, ES cells research, etc.

Our group conducts its research on the study of the molecular bases of mammalian spermatogenesis (the process that produces male gametes), using different rodent species as experimental models. We are focused on the identification and characterization of differentially expressed genes along spermatogenesis and particularly in male meiotic prophase (initial and essential stage in the gamete-generation process), and on the role of their protein products in relation to normal spermatogenesis and disease. The methodologies we use are RNAseq and generation of knock-out mice by CRISPR/Cas9 methodology, among others.

 

Molecular diagnosis, epidemiology and control of citrus pathogens
Principal Investigator: Ing. Agr. MSc. Mercedes Peyrou.

The continuous increase of food demand is a permanent challenge for our societies. Uruguay, as a food producer country, has made efforts to improve the efficiency of its agriculture in order to achieve higher competitiveness in the international markets. Plant diseases in crops are the main cause of loses both in the production amounts and the value of this production. Our group, oriented to molecular phytopathology, contributes in the development of molecular methods for the diagnosis of plant pathogens (bacteria, fungi, virus and viroids), the epidemiology and the control of these diseases in the field. The Uruguayan citrus production is mainly exported and therefore there is high priority to control those diseases present in our country and subject to regulations from the purchasing countries. This is the case for canker disease produced by the bacteria Xanthomonas citri sbsp. citri, citrus black spot produced by the fungus Guignardia citricarpa and fungi from the genera Penicillium and Geotrichum responsible of postharvest loses.

 

Molecular genetics of grape yeasts and Vitis plants.

Principal Investigator: Dr. Carina Gaggero.

Only certain human beings with unique genetic characteristics can turn out to be olympic champions. The same is true for different yeast strains, some are able to ferment grape must and yield a final wine with optimal sensorial attributes while others are not suitable for this industrial process. Our group has focused on the development of molecular methods to discriminate eukaryotic individuals of the same species, particularly yeasts of enological interest. The great diversity of our native yeast strains patrimony will allow the selection of the best individuals and/or the most efficient enzymes for different industrial processes. We are also sequencing the genome and transcriptome of the Tannat grape variety, emblematic for Uruguayan wines, to understand its unique characteristics: high content of antioxidant compounds, intense purple color and good final structure in fine wines.

actualizado el 5-08-2016.