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División Neurociencias

DEPARTAMENTO DE PROTEÍNAS Y ACIDOS NUCLÉICOS

SEÑALIZACIÓN CELULAR Y NANOBIOLOGÍA

 

Perfil

Los cambios en la [Ca2+], han mostrado ser es un sistema de señalización muy versátil que regula varios procesos celulares diferentes como la motilidad, secreción, expresión génica así como varios otros. Los cambios en la [Ca2+] intracelular son detectados por las células como una señal con un significado que debe ser decodificado. Esta decodificación de la información contenida en las señales de Ca2+ es mediada por proteínas capaces de unir Ca2+ (sensoras de Ca2+) que transmiten esta información al blanco final. Como forma de garantizar la función de señalización del Ca2+, las células cuentan con varios sistemas de transporte de Ca2+ que regulan su homeostasis en forma muy precisa. Nuevas evidencias experimentales (con las que contribuimos con nuestro trabajo), indican que el patrón espacio-temporal de las señales de Ca2+ podría ser quien determine la especificidad en la regulación de procesos biológicos tan variados.

 

Profile

 

Changes in intracellular [Ca2+] it’s a very versatile system that regulates different biological processes like motility, secretion, genic expression and others. Changes in intracellular [Ca2+] are detected by cells like a signal with a meaning that need to be decoded. Decoded of the information contained in the Ca2+ signals are mediated by proteins able to bind Ca2+ (calcium binding proteins) that transmit this information to final target. To guarantee the function of Ca2+ as a signal, cells contain different Ca2+ transport systems that regulate its homeostasis in a very precise way. New experimental evidences (with which we contributed with our work), indicate that the spatial-temporal pattern of Ca2+ signals could be the one who determines the specificity in the regulation of biological such varied processes.

actualizado el 26-12-2012.

Integrantes

Dr. José Roberto Sotelo

Profesor Titular de Investigación.

jsotelo@iibce.edu.uy

Dra. Alejandra Kun

Profesor Adjunto de Investigación.

akun@iibce.edu.uy

Dr. Aldo Calliari

Investigador Honorario.

acalliari@iibce.edu.uy

Mag. Lucía Canclini

Investigadora Honoraria. Estudiante de Doctorado.

lcanclini@iibce.edu.uy

Lic. Karina Cal

Investigadora Honoraria. Estudiante de Maestría.

kcal@iibce.edu.uy

Mag. Gonzalo Rosso

Investigador Honorario. Estudiante de Doctorado.

grosso@iibce.edu.uy

Lic. Mariana Bresque

Investigador Ayudante / Horas Docentes y de Investigación. Estudiante de Maestría.

mbresque@iibce.edu.uy

Bach. Carlos Romeo

Contratado por Proyecto. Estudiante de Lic. en Bioquímica.

cromeo@iibce.edu.uy

Lic. Alicia Hanusz

Investigadora Honoraria. Estudiante de Maestría.

ahanusz@iibce.edu.uy

MD. Carlos Pizzarossa

Investigador Honorario. Estudiante de Licenciatura en Ciencias Biológicas y Bioquímica.

cpizzarossa@iibce.edu.uy

actualizado el 24-7-2013.

Líneas de investigación:

 

1- Síntesis local de proteínas en el territorio axonal.

La demostración de la existencia de síntesis proteica axonal, ha cambiado la interpretación de la fisiología molecular y celular de los axones, pero más aún, cambió la interpretación molecular de la patofisiología de las enfermedades metabólicas axonales, e incluso las de las glias asociadas. La existencia de síntesis proteica axonal, implica, la localización específica en el territorio axonal, de los ribosomas, los ARN mensajeros (ARNms) y toda la “maquinaría de síntesis proteica eucariótica”. Este problema que hasta hace un tiempo se consideraba como exclusivo de los axones y sobretodo de los axones largos (ya que pueden alcanzar longitudes de más de un metro), actualmente es compartido por todos los tipos celulares ya sean éstas de grandes dimensiones o dimensiones microscópicas.

A través de años de trabajo, hemos demostrado que los axones contienen ribosomas y ARNms -el de la Actina, la Miosina-Va y de los neurofilamentos-. Estos últimos se traducen y dicha traducción así como las cantidades de mensajeros aumentan después de una lesión, dependiendo del tiempo transcurrido después de la misma. Esto último muestra su importancia para la regeneración. También encontramos que la síntesis proteica axonal está impedida en la neuropatía diabética. Hemos demostrado que los ribosomas y los ARNms mencionados, se encuentran enriquecidos en áreas axonales corticales restringidas, en íntima relación con el citoesqueleto de actina, llamadas Placas Ribosomales Periaxoplásmicas (PARPs, inglés). Las PARPs no sólo contienen ribosomas y ARNms, sino también motores moleculares como la kinesina (microtúbulos) y Miosina Va (F-actina), lo que sugiere su naturaleza dinámica. Las PARPs contienen también proteínas llamadas Trans Acting Factors (TAF) como la ZBP-1 o la HuD. Las TAF son adaptadoras llamadas TRANS porque se unen especificamente a la secuencia CIS (la ZBP-1 al extremo 3’UTR del ARNm de Actina y el HuD con el ARNm de TAU) que determina la localización de los ARNms correspondientes en las PARPs, haciendo de intermediarios con los motores moleculares. Esto nos demuestra claramente que los ARNms localizados en las PARPs han sido dirigidos específicamente a dicho lugar. Al respecto, hemos analizado cual puede ser el lugar de origen de dichos ARNms y ribosomas y hemos podido demostrar que dos son los posibles: a) el soma neuronal, lo cual parecería obvio, hasta que consideremos los axones de longitudes magno-celulares, ya que la vida media de los mismos necesitaría ser anormalmente larga; b) sin embargo hemos podido demostrar que el otro sitio de origen posible son las glias satélites de los axones (células de Schwann). Hemos logrado demostrar utilizando anticuerpos y sondas específicas que la glia puede ser una fuente local de ribosomas y ARNms para el axón, transformándose de esta forma en subestaciones de suministro metabólico para los axones. Este último hallazgo cambia radical y conceptualmente la fisiología y la patofisiología axonal.

 

2- Relación entre glias y axones del sistema nervioso periférico en enfermedades neurodegenerativas Charcot-Marie-Tooth (CMT).

En el sistema nervioso periférico (SNP), la interrelación entre células de Schwann mielinizantes y neuronas (axones), genera dominios funcionalmente diferentes, en ambas células, interconectados a través de complejos transcelulares específicos de señalización, asociados al citoesqueleto cortical submembranoso, glial o axonal. En las neuropatías hereditarias periféricas humanas más frecuentes, Charcot-Marie-Tooth (CMT), esta interrelación está alterada como consecuencia de la existencia de mutaciones génicas en una u otra célula. Un conjunto creciente de datos remarcan la importancia de la contribución integrada de ambas células en la constitución del fenotipo resultante de la neuropatía. Esto parece sugerir que ambas células pueden compartir mecanismos de regulación comunes, involucrando ambas respuestas celulares en la patogénesis de las CMT. Los objetivos de nuestro trabajo son explorar los vínculos estructurales, funcionales y de expresión génica, de glias y axones en nervios surales de pacientes afectados por estas patologías crónicas compararlos con los resultados obtenidos en nervios surales de donantes sanos e integrar a estos resultados su caracterización genotípica. Igualmente creemos que la comprensión de la mielinogénesis normal y patológica y el conocimiento de sus mecanismos de modulación nos permitirán explorar (empleando un modelo murino) eventuales procesos de reversión del fenotipo patológico.

 

 

actualizado el 27-12-2012.

Proyectos

 

“Homeostasis de Ca2+ en el miometrio humano. Señalización por ADP-ribosa cíclica y participación del Ca2+ nuclear”. Investigador responsable: Juan C. Benech. Financiado por PDT. 2006- Actual.

actualizado el 26-7-2015.

Publicaciones 2014 - 2018

 

Borteiro C, Cruz JC, Kolenc F, Verdes JM, Moraña A, Debat CM, Kun A, Ubilla M, Okada K. 2014. Dermocystid-Chytrid Coinfection in the Neotropical Frog Hypsiboas pulchellus (Anura: Hylidae). J Wildl Dis. 50:150-153.

Calliari A, Bobba MN, Escande C, Chini EN. 2014. Resveratrol delays Wallerian Degeneration in a NAD+ and DBC1 dependent manner. Exp Neurol. 251:91-100.

actualizado el 24-7-2014.

Orientación de estudiantes:

 

Pasantías de Grado:

Carlos Romeo. (en curso). "Modelo de cultivo de células de Schwann: estudio del fenotipo y caracterización molecular en ratones TrJ". Licenciatura en Ciencias Biológicas. Orientadora: A. Kun. Co-Orientadora: S. Olivera.

Carlos Pizzarossa. (en curso). "ESTUDIO DE LA EXPRESIÓN GÉNICA DE pmp22 EN EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (Hipocampo) DE LA CEPA Trembler J DE Mus musculus, PORTADORA DE LA mutación puntual T1703C EN EL CROMOSOMA 11". Licenciatura en Ciencias Biológicas. Orientadora: A. Kun.

 

Tesis de Doctorado:

 

Gonzalo Rosso. (en curso) "Investigating cell mechanics and adhesion in aggresome induced transfected cells by AFM: implications in neurodegenerative diseases". Orientadores: Victor Shahin (Institut für Physiologie II, Münster, Germany) y Hans Oberleithner (Institut für Physiologie II, Münster, Germany). Co-orientadores: A Kun y J. Sotelo.

Lucia Canclini. (en curso). "Origen del ARN axonal en el Sistema nervioso Periférico: la célula glial satélite como fuente alternativa". PEDECIBA. Orientador: JR. Sotelo. Co-Orientadora: A. Kun.

Eduardo Fernandes. (en curso). "Efeitos do exercício físico sobre a osteoporosis gerado pelo tratamento com dexametasona". Orientador: Prof. Dr. Estélio Henrique Martin Dantas (UNIRIO-RJ-BRASIL). Co-Orientadoras: A. Kun y Dra. M. Navillat, Instituto de Reumatología, Facultad de Medicina, UdelaR.

 

actualizado el 27-7-2013.

Docencia:

Enseñanza de grado:

2007-2011. Bioquímica I.Curso Práctico.Facultad de Ciencias. A. Kun.

2007-2011.Introducción a la Biología I, 2 clases teóricas. Facultad de Ciencias. A. Kun.

2007-2011. Introducción a la Biología II, 2 clases teóricas. Facultad de Ciencias. A. Kun.

2007-2011. Introducción a la Biología II, Coordinación. Facultad de Ciencias. A. Kun.

2008-2011. Neurociencias I. Módulo 1 – Morfología del sistema nervioso. Relación Axón-Glia. Facultad de Ciencias. A. Kun.

 

Enseñanza de post grado y organización de cursos o congresos:

2012. Importancia del metabolismo energético sobre la salud del Sistema Nervioso, la Neurodegeneración y el envejecimiento. 5-7 y 11-15 de Junio 2012. Docentes Coordinadores: José Sotelo-Silveira. Sección Biología Celular, Facultad de Ciencias- UdelaR. Departamento de Genética, IIBCE. Aldo Calliari. Departamento de Biología Molecular y Celular (Facultad de Veterinaria- UdelaR). Departamento de Proteínas y Acidos Nucleicos, IIBCE. Carlos Escande. Departamento de Anestesiología, Laboratorio de Señalización Celular, Clínica Mayo, EEUU. Otros docentes participantes: Mikkel Vendelbo (Aharus University, Dinamarca), Patricia Cassina (Facultad de Medicina- UdelaR), Ana Denicola (Facultad de Ciencias- UdelaR), Alejandra Kun (Facultad de Ciencias- UdelaR; IIBCE), Gissel Prunell y Silvia Olivera (IIBCE).

 

2012. Curso Internacional PEDECIBA, IBRO. "CELL Calcium; CYTOSKELETON". 16-20 de Abril 2012. Docentes Coordinadores: José Roberto Sotelo, Departamento de Proteínas y Acido Nucleicos, IIBCE. Profesores participantes: Osvaldo Uchitel (Argentina); Meg Titus (USA); George Bloom (USA); Peter Baas (USA); Gregg Gundersen (USA); Horst Wallrabe (USA); Jeffrey Gerst (USA); John Mercer (USA); L. C, Cameron (Brazil); Adriana Bassini (Brasil); Gustavo Brum (Uruguay); Gonzalo Ferreira (Uruguay); Angel Caputi (Uruguay); Juan Benech (Uruguay); Pedro Aguilera (Uruguay); Alejandra Kun (Uruguay); Gustavo Folle (Uruguay); José Roberto Sotelo-Silveira (Uruguay); Maria Ana Duhagon (Uruguay); Silvia Chiflet (Uruguay); Rossana Sapiro (Uruguay); José Roberto Sotelo (Uruguay).

 

2011. Clase: “El uso de la microscopía electrónica de transmisión en neurociencias y su aplicación a la neuropatología experimental y diagnóstica” Dictada en el curso Neuropatología Veterinaria.Facultad de Veterinaria, UdelaR. A. Kun.

 

2011. Abordajes morfológicos para el estudio de las propiedades estructurales/bioquímicas neuronales. Dictado del Seminario práctico: Hibridación in situ en Sistema Nervioso Periférico embrionario in vitro”. IIBCE-Facultad de Medicina-Facultad de Ciencias. A. Kun.

 

2011. Abordajes morfológicos para el estudio de las propiedades estructurales/bioquímicas neuronales. Dictado de clase teórica: Fundamentos y metodologíá de hibridación in situ en sistema nervioso periférico.IIBCE-Facultad de Medicina-Facultad de Ciencias. A. Kun.

actualizado el 27-12-2015.

Otros:

 

Divulgación:

Dr. José Sotelo-Silveira

Investigador Grado 5, Departamento de Genómica, IIBCE.

jsotelosilveira@iibce.edu.uy

Dr. José Manuel Verdes

Facultad de Veterinaria.

jmverdes@adinet.com.uy

PhD. John Mercer

McLaughlin Research Institute, Great Falls, USA.

jam@mri.montana.edu

Prof. Jeffrey Gerst

Weizmann Institute of Science, Tel-viv, Israel.

Jeffrey.Gerst@weizmann.ac.il

Horst Wallrabe

University of Virginia, W. M. Keck Center for Cellular Imaging, Department of Biology, Charlottesville, Virginia 22904, USA.

hw5m@virginia.edu

PhD. Margaret Titus

Department of Genetics, Cell Biology, and Development.University of Minnesota; Minneapolis, USA.

titus004@umn.edu

Prof. L. C. Cameron

Departamento de Bioquímica Médica, Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Brasil.

lccameron@me.com

PhD. George S. Bloom

Departments of Biology and Cell Biology, University of Virginia, Charlottesville, USA.

gsb4g@virginia.edu

Sotelo Silveira JR, Sotelo JR. 2011. Neuronal Transport of RNA: the Origin and Fuction of Axonal Transcriptome. Mensaje Bioquímico.115 – 130.

 

Sotelo JR. Tráfico de ARN en axones. Revista de divulgación de ANEP , La Ciencia en el Uruguay, 2010.

 

Castillo E, Kun A. 2010. Origen de las moléculas de la vida. Capitulo 1:31-48. Unidad en la Diversidad - DIRAC.

 

Sotelo JR.. 2007. The Society of Biochemistry and Molecular Biology of Uruguay (SBBM), IUBMB Life. 59(4-5): 219-220.

 

Sotelo JR, Salinas G.. “De los esfuerzos pioneros a la actual Sociedad Uruguaya de Biociencias”. Revista Uruguay Ciencia , v: 2 , p: 2227 , 2007.

actualizado el 27-12-2014.

Galería de Fotos

 

En Construcción

actualizado el 27-12-2016

Contacto:

Juan Claudio Benech
Mail: jbenech@iibce.edu.uy ; juanclaudio.benech@gmail.com

Teléfono: (598) 24871616 int. 107


actualizado el 27-12-2018.