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GRUPOS DE INVESTIGACION Y DE FORMACION EN LA
INVESTIGACION: 1) Nombre del grupo: Física Estadística de estructuras biológicas
Componentes: Pedro Tarazona Lafarga, catedrático del Departamento de Física Teórica de la Materia
Condensada, UAM.
Enrique Velasco Caravaca, profesor titular del Departamento de Física Teórica de la
Materia Condensada, UAM.
Tema de trabajo: Modelización y análisis, mediante técnicas teorías y de simulación por ordenador, de
las estructuras biológicas y de sus procesos de auto-ensamblamiento. Partiendo de su
experiencia en la Física Estadística de la materia blanda (líquidos, cristales líquidos,...)
este grupo ha abordado el estudio de estructuras biológicas, con modelos de
membranas lipídicas y de filamentos de proteínas. También cuenta con experiencia en el
análisis del plegamiento de ARN y en la dinámica evolutiva de poblaciones de moléculas
autoreplicantes.
La realización de Tesis Doctorales en este grupo es aconsejable para estudiantes
que hayan accedido al Posgrado en Biofísica desde un Grado de Física y que tengan
preferencia por un trabajo teórico. Los principales objetivos formativos son la capacidad
de modelización de sistemas complejos y su análisis con las técnicas teóricas y de
simulación de la Física Estadística. Resulta fundamental la interacción con grupos
experimentales, tanto en el proceso de modelización como en el de análisis de los
resultados. Pueden ofertarse Tesis Doctorales mixtas con grupos experimentales, en las
que el doctorando realizarse el proceso completo de observación, interpretación y
análisis con el apoyo de los dos grupos.
2).- Nombre del grupo: Procesos biológicos en superficies Componentes: Marisela Vélez Tirado, contratada “ Ramón y Cajal” http://www.uam.es/marisela.velez
Iván López Montero , pos doc
Pablo Mateos, estudiante de doctorado
Pilar López Navajas, estudiante de doctorado (codirigida por el Dr. G Rivas, CIB-CSIC)
Tema de trabajo: Trabajamos en la caracterización estructural y dinámica de procesos
biológicos que ocurren en superficies. El estudio se realiza mediante técnicas de
caracterización de moléculas individuales (microscopía de fuerzas atómicas) y técnicas
de cuantificación de interacciones entre ligandos solubles y ligandos anclados en la
superficie. Ambas técnicas requieren de la incorporación controlada y orientada en la
superficie de las moléculas objeto de estudio. Esta etapa se realiza mediante la
preparación de bicapas lipídicas ancladas con incorporación de las proteínas de interés.
El sistema biológico actualmente estudiado es la formación del complejo septal
bacteriano, su estructura y las interacciones entre sus distintos componentes. También
se utilizan como sistema modelo de membranas biológicas los liposomas gigantes, de
dimensiones similares a las de las células.
La formación doctoral ofrecida puede adaptarse considerando la preparación
anterior del estudiante: aquellos con mayor formación biológica pueden realizar un
trabajo más enfocado a la puesta a punto y optimización de los sistemas modelo,
mientras que estudiantes con formación más cuantitativa en química o física pueden
enfocarla más hacia la cuantificación de los procesos e incluso, mediante la
colaboración con grupos de físicos teóricos, avanzar en la modelización de los
resultados experimentales.
3). Nombre del grupo: Laboratorio de Procesamiento Neuronal
Componentes: Gonzalo García de Polavieja Embid, contratado Ramón y Cajal
Sara Arganda Carreras, estudiante de doctorado
Srikanth Ramaswamy, estudiante de doctorado
Tema de trabajo: Estudiamos el procesamiento de redes sensoriales desde un punto
de vista teórico y experimental. El estudio teórico emplea técnicas de Física
Estadística, Dinámica y Teoría de Información. El estudio experimental consiste en
electrofisiología y técnicas de imagen. Nuestros sistemas biológicos favoritos son la
sanguijuela Hirudo medicinalis y la mosca Drosophila melanosgaster. Tanto para
problemas visuales, como olfativos y mecanosensoriales, nos concentramos en estudiar
el tipo de codificación de los estímulos naturales y en cuáles son las operaciones o
algoritmos que emplean.
La formación doctoral ofrecida es, en el caso ideal, tanto teórica como experimental,
aunque se adapta a las preferencias del alumno. En cualquier caso, la colaboración
4).- Nombre del grupo: Biología de Sistemas (Evolutionary Systems Biology Lab, http://bioinfo.cnio.es/~jpoyatos/)
Componentes: Juan F. Poyatos, Investigador Ramón y Cajal .
Francisco Camas, estudiante de doctorado
Tema de trabajo: El laboratorio está centrado en el estudio de diversos aspectos
dinámicos, evolutivos, y organizativos de los sistemas genómicos.
Las principales líneas de investigación actual están relacionadas con el estudio de la
estructura modular de las redes bio-moleculares, el estudio de la organización y
evolución de los genomas eucariotes, el análisis de las propiedades dinámicas de
circuitos genéticos asociados a la toma de decisiones y a la generación de oscilaciones,
el estudio teórico-experimental del comportamiento de las redes genéticas sintéticas, la
dinámica evolutiva del cáncer y la senescencia celular, etc. Estos análisis se llevan a
cabo combinando modelización matemática (aplicando técnicas de la dinámica no-lineal)
y/o técnicas estadísticas, en estrecha colaboración con grupos experimentales.
El grupo tiene vocación multidisciplinar tanto en sus temas de trabajo como en su
composición. La realización de Tesis Doctorales en este grupo es aconsejable para
estudiantes que hayan accedido al Postgrado en Biofísica desde un Grado de Física,
Ciencias de la Computación o Biología. Dependiendo del interés y la formación del
estudiante, su tesis puede centrarse en diversos aspectos teóricos, evolución molecular,
genómica, dinámica no lineal o teórico-experimentales, en colaboración con grupos
experimentales, donde el estudiante puede optar a una tesis más experimental pero con
contenido teórico.
5).- Nombre del grupo: Laboratorio Circuitos Neuronales
Componentes: Liset Menendez de la Prida, Investigador Ramón y Cajal
Beatriz Gal, colaborador postdoctoral
Yoryani García-Uzcátegui, becaria predoctoral
Tema de trabajo: El objetivo fundamental de nuestro trabajo es comprender cómo los
circuitos neuronales generan actividad eléctrica en condiciones fisiológicas y patológicas
(epilepsia). Estudiamos los microcircuitos del hipocampo y la región parahippocampal
tanto in vitro como in vivo, utilizando una combinación de técnicas electrofisiológicas,
morfológicas y de biología molecular a nivel celular y multi-celular. Mediante la utilización
de diferentes herramientas computacionales pretendemos desentrañar los mecanismos
básicos que subyacen a la generación de diferentes patrones de actividad.
La formación doctoral ofrecida se adapta a dos perfiles profesionales muy concretos:
biomédico (medicina, biología, etc..) y físico-matemático (física, ingenierías, etc..). El tipo
de trabajo a desarrollar en el laboratorio contempla una fase experimental y una de
análisis. En ambos casos es deseable que los estudiantes adquieran experiencia en
tanto en la fase experimental como en la de análisis, aunque el peso de la actividad a
desarrollar se ajuste en función de los perfiles profesionales.
web del laboratorio: http://hobbes.fmc.uam.es/liset/index.htm
6).- Nombre del grupo: Sistemas dinámicos en biología. Componentes: Raúl Guantes Navacerrada, investigador contratado 'Ramón y Cajal'.
Tema de trabajo: Muchos procesos elementales que tienen lugar en biología se pueden modelizar usando
teoría de sistemas dinámicos. Además, estos procesos suelen tener un componente
aleatorio o estocástico (por ejemplo, debido a fluctuaciones de temperatura o al carácter
probabilista de las propias reacciones bioquímicas). El efecto del ruido es fundamental a
la hora de determinar la eficiencia o incluso la función de un proceso biológico.
Mi trabajo se centra en la aplicación de modelos dinámicos y estocásticos al estudio de
sistemas biológicos elementales, con el objetivo de entender de una forma cuantitativa
su funcionamiento y proponer modelos para sistemas más complicados. El espectro de
los sistemas estudiados abarca desde moléculas o células individuales (estudio de
eficiencia en motores moleculares, o procesado de información en neuronas aisladas)
hasta el funcionamiento de pequeñas redes biológicas, como circuitos neuronales o
redes genéticas.
La interacción con otros grupos teóricos o experimentales es fundamental, y en este
sentido la formación doctoral ofrecida, aunque es aconsejable para estudiantes de Física
o Matemáticas con interés en un trabajo teórico, puede ser extensible a estudiantes de
Biología con interés por la Biología cuantitativa y el deseo de trabajar en un entorno
multidisciplinar combinando teoría y experimento.
7) Nombre del grupo: Estudio de procesos de maduración viral
Componentes: José L. Carrascosa. Profesor de Investigación, CSIC.
José Ruiz Castón. Contratado Ramón y Cajal.
Javier Chichón. Contratado Titulado Superior.
Xabier Agirrezabala. Becario Predoctoral.
Daniel Luque. Becario Predoctoral.
Roberto Miranda. Becario Prdoctoral.
Tema de trabajo: Los procesos de maduración de los virus complejos de DNA bicatenario implican una
serie de cambios conformacionales en distintos componentes estructurales de los
viriones y van acompañados del empaquetamiento del DNA. Este proceso requiere la
acción concertada de varios componentes virales, incluyendo una ATPasa que genera la
energía necesaria para la traslocación del DNA al interior de la cabeza viral. Nuestro
grupo está estudiando estos procesos en varios sistemas modelos, y ya disponemos de
las estructuras de algunos de los componentes implicados. Nos proponemos analizar los
distintos componentes de los sistemas empaquetadores, así como los complejos
funcionales que forman para determinar a nivel molecular los modelos de
funcionamiento de estas complejas máquinas biológicas.
La realización de Tesis Doctorales en este grupo es aconsejable para estudiantes que
hayan accedido al Posgrado en Biofísica desde un Grado de Bioquimica ó Química, y
que tengan preferencia por un trabajo experimental. Los principales objetivos formativos
son el manejo de técnicas de bioquímica, biología molecular, microscopía electrónica
avanzada y procesamiento digital de imagen.
8).- Nombre del grupo: Estructura y función de las chaperonas moleculares Componentes: José María Valpuesta. Profesor de Investigación, CSIC.
Jaime Martín-Benito. Contratado Titulado Superior.
Ricardo Arias. Becario Postdoctoral HFSP.
Jorge Cuellar. Becario predoctoral FPI.
Hugo Yébenes. Becario predoctoral FPI.
Paloma Gutiérrez. Becario predoctoral.
Silvia Hormeño. Becario Predoctoral Tema de trabajo: Aunque la información para el correcto plegamiento de las proteínas está almacenada
en su propia secuencia, en muchas ocasiones no pueden alcanzar esa conformación
final debido a las condiciones adversas que se producen en la célula como
consecuencia de la alta concentración de moléculas biológicas y otras situaciones de
estrés. Para resolver este problema, los organismos han creado una serie de proteínas
llamadas chaperonas moleculares, que intervienen en los procesos de plegamiento
asistiendo a las proteínas para que consigan adquirir su conformación funcional. Estos
mecanismos son de distinta naturaleza, como lo son los distintos grupos de chaperonas
moleculares, y el proyecto en curso desde hace varios años trata de caracterizar, tanto
estructural como funcionalmente algunas de estas chaperonas, su interacción con el
sustrato y con otras chaperonas que actúan de manera concertada. Las técnicas que se
utilizan durante este estudio son técnicas bioquímicas (purificación de chaperonas)
como técnicas de microscopía electrónica y procesamiento de imagen, microscopía de
fuerzas atómicas y técnicas de análisis de moléculas individuales como pinzas ópticas.
Se aconseja la realización de Tesis Doctoral para estudiantes que hayan accedido al
Postgrado en Biofísica desde un Grado de Bioquímica, Química y Física. El trabajo será
fundamentalmente de carácter práctico y conllevará el uso de algunas de las técnicas
descritas anteriormente.
9).- Nombre del grupo: Biofuncionalización y estructuración de superficies.
Componentes: José Manuel Martínez Duart, Catedrático del Departamento de Física Aplicada, UAM.
Miguel Manso Silván, investigador contratado RyC del Departamento de Física Aplicada,
UAM.
María Arroyo estudiante de doctorado
Tema de trabajo: Creación de regiones con cadenas orgánicas funcionalizadas mediante técnicas fisico-
químicas. El proceso de funcionalización depende del tipo de substrato (metales,
semiconductores, cerámicas) y del tipo de grupo funcional que se desee (carboxilo,
amino, etc). En la actualidad se desarrollan igualmente superficies antiadherentes que
minimizan la adsorción de biomoléculas en la superficie con derivados del
polietilenglicol. Estos procesos generales se aplican en sistemas de interacción
específica de biomoléculas (DNA, Igg, enzimas) y en sistemas celulares.
Los estudiantes realizan una gama amplia de labores fundamentalmente experimentales
que implican un desenvolvimiento en manejo instrumental físico, químico y biológico
(aunque frecuentemente se recurra al uso del ordenador como herramienta de
modelización). En general los estudiantes son libres de desarrollar preferentemente una
cierta vía y desarrollar ciertos experimentos avanzados en colaboración con otros
Departamentos (Biología molecular, Química Analítica). En este caso queda justificada
la solicitud de una tesis doctoral mixta.
10.)- Nombre del grupo: Función de AF10 en la diferenciación hematopoyética y el desarrollo temprano de Drosophila. Identificación de genes diana primarios.
Componentes:
Juan J. Arredondo, Contratado Ramón y Cajal, Departamento de Bioquímica, Facultad
de Medicina, UAM.
Tema de trabajo:
Análisis funcional del la proteína leucemiogénica AF10 en células de linaje
hematopoyético y en el desarrollo temprano del embrión de Drosophila. Se llevara a
cabo una aproximación genómica a la función de esta proteína en ambos sistemas con
objeto de identificar los genes regulados por AF10 y por tanto su contribución a la
regulación de la diferenciación hematopoyética y el desarrollo temprano en Drosophila.
La realización de Tesis Doctorales en este grupo es aconsejable para estudiantes que
hayan accedido al Posgrado en Biofísica desde un Grado de Física y que tengan
preferencia por un trabajo práctico en biología que les permita en un futuro levar a cabo
aproximaciones orientadas desde la física a problemas biológicos. Por otra parte el
análisis de datos sobre la función de las proteínas en un contexto del genoma completo
requiere de un profundo trabajo informático. Esto podría resultar interesante para
aquellos alumnos procedentes del campo de la Biología de estén interesados en una
orientación hacia la Bioinformática. Se podrían ofertar tesis doctorales con un enfoque
fundamentalmente biológico así como tesis doctorales mixtas en colaboración con
grupos que realicen su trabajo en campos próximos a la bioinformática.
11).- Nombre del grupo: Biofisica de sistemas complejos Departamento de Biofísica, Instituto de Química Física "Rocasolano", CSIC. Componentes: Pilar Lillo Villalobos, Científico Titular
Rutger Diederix, Doctor contratado
Silvia Zorrilla López, Doctor contratado
Guillermo Bernabeu, Titulado técnico contratado
Tema de trabajo: Estructura, Dinámica e Interacciones de biomoléculas y estructuras complejas hasta nivel celular: Espectroscopia Láser de Fluorescencia, Espectroscopia de
Correlación de Fluorescencia (FCS) y Transferencia de Energía (FRET) resuelta en el
tiempo:
Objetivos generales: Estudiar la estructura, dinámica e interacciones de biomoléculas
y complejos supramoleculares, desde condiciones próximas a las fisiológicas hasta
estudios en célula viva, en tiempo real, utilizando espectroscopía láser de fluorescencia
resuelta en el tiempo, métodos de FCS y FRET, y métodos de biología celular y
molecular.
Objetivos específicos Interacción proteína-proteína y proteína-ADN en medios aglomerados semejantes a los
fisiológicos. Caracterización estructural de intermedios de plegamiento. Análisis de la
organización estructural y dinámica de complejos multiproteicos relevantes en el proceso
de división celular. Desarrollo de métodos avanzados de fluorescencia para el estudio de
los sistemas biológicos a diferentes niveles de organización.
La realización de Tesis Doctorales en este grupo es aconsejable para estudiantes que
hayan accedido al Posgrado en Biofísica desde un Grado de Física o Química y que
tengan preferencia por un trabajo experimental, de carácter pluridisciplinar.
12).- Nombre del grupo: Biofísica Macromolecular Departamento de Proteínas, Centro de Investigaciones Biológicas, CSIC. Componentes: Germán Rivas Caballero. Dr. Química. Científico Titular, CSIC.
Allen P. Minton. NIH (EEUU). Dr. Química. Investigador Visitante Asociado.
Mercedes Jiménez Sarmiento. Dra. Biología. Titulada Superior, CSIC.
Carlos Alfonso Botello. Dr. Química. Titulado Técnico, CSIC.
José Manuel González Izquierdo. Dr. Química. Investigador Contratado.
Pilar López Navajas. Lcda. Farmacia. Becaria predoctoral CAM (codirigida por la Dra.
Marisela Vélez, grupo 2).
Ariadna Martos Sánchez. Lcda. Química. Estudiante de doctorado.
Tema de trabajo: Nuestro laboratorio está interesado en la caracterización biofísica de las interacciones
macromoleculares reversibles que dan lugar a la formación de complejos implicados en
procesos biológicos esenciales. In vivo, estos complejos se forman en medios que
contienen una alta concentración total de macromoléculas (del orden de cientos de
mg/ml), ocupando una fracción considerable del volumen total. Estos medios, que se
denominan aglomerados, son muy diferentes de las disoluciones diluidas (< 1mg/ml) en
la que estos complejos se estudian in vitro. Las consecuencias energéticas del volumen
excluido en estos medios aglomerados sobre procesos de asociación pueden modificar,
cualitativa y cuantitativamente, conclusiones derivadas de estudios in vitro. Por estas
razones, ponemos especial énfasis en estudiar cuantitativamente la influencia de la
exclusión de volumen en medios fisiológicamente aglomerados sobre la energética y la
dinámica de formación de estos complejos. Abordamos este reto experimental mediante
la combinación de métodos bioquímicos, biofísicos y estructurales, en especial,
mediante el desarrollo y la aplicación de nuevos métodos de ultracentrifugación analítica
y de dispersión de luz, que están especialmente adaptados para la detección y la
caracterización cuantitativa (estequiometría, afinidad, reversibilidad) de interacciones
macromoleculares en medios aglomerados.
La realización de Tesis Doctorales en nuestro grupo es aconsejable para estudiantes
que hayan accedido al Postgrado en Biofísica desde un Grado de Bioquímica, Química y
Física.
13.- Nombre del grupo: Efecto de las fuerzas físicas sobre el Desarrollo Biológico y el Envejecimiento (MDBML)
Componentes: Roberto Marco Cuéllar, Catedrático de Bioquímica, Biofísica y Biología Molecular
Colaboradores del Proyecto
F. Javier Medina, CIB (CSIC, Madrid),
Emilio de Juan (Universidad de Alicante).
Eberhard Horn Ulm (Universidad, Alemania)
J. Van Loon (Universidad Libre de Amsterdam, Holanda).
Aida Villa , Técnico de Laboratorio
Tema de trabajo: Trabajamos sobre la caracterización de los efectos de los factores
físicos sobre el desarrollo de los artrópodos y su envejecimiento. Los factores físicos que
estamos analizando son los alterados en el Espacio, concretamente la falta o
disminución de la gravedad, una fuerza física que ha estado operando de forma
permanente sobre los seres vivos durante la evolución, seres vivos que se encuentran
adaptados a los valores terrestres y que es detectada eficientemente a nivel celular por
todos ellos, aunque también se han desarrollado sistemas específicos para su detección
en el caso de los sistemas multicelulares complejos. El estudio intenta profundizar en los
procesos que definen el fenotipo a partir de la modulación del genotipo por los factores
ambientales y se realiza mediante experimentos en instrumentación de simulación de la
ausencia/disminución y aumento de la fuerza gravitatoria en Instalaciones accesibles
para los científicos europeos y desarrolladas por la Agencia Espacial Europea y en
experimentos espaciales, evidentemente mucho más selectivos utilizando distinto tipo de
vehículos (satélites, transbordadores, la ISS, estación Espacial Internacional). En el año
próximo, además de terminar el primer análisis de los cambios inducidos por estos en la
expresión genética en Drosophila utilizando microarrays, seguiremos analizando los
cambios en la motilidad detectados en los adultos de este insecto y sus consecuencias
en el proceso de envejecimiento. Para profundizar en el análisis de la motalidad estamos
investigando los cambios evolutivos en insectos de los principales componentes del
sarcómero muscular.
La formación doctoral ofrecida se adaptará a la preparación y los intereses del
estudiante. Primero, decidirá el área en que prefiere trabajar y después el abordaje
experimental. Empleamos una gran cantidad de técnicas moleculares y celulares que
pueden ser de interés para los que prefieran reforzar su formación biológica hasta los
análisis por ordenador tanto de comparación de secuencias como de análisis
cuantitativo y modelización de los procesos afectados que pueden interesar a aquellos
con formación más física o técnica.
14) Nombre del grupo: Laboratorio de Mecánica de Proteínas del Sistema Nervioso Departamento de Neurobiología del Desarrollo. Instituto Cajal. C.S.I.C. Componentes: Mariano Carrión-Vázquez Temas de trabajo: En nuestro laboratorio, de nueva creación, estamos interesados en el estudio del
funcionamiento de varias de las nanomáquinas presentes en el sistema nervioso. Para
ello estudiamos las propiedades mecánicas de una selección de proteínas críticas entre
las que se incluyen algunas implicadas en diversas patologías humanas. En particular,
nos interesan las maquinarias del sistema nervioso implicadas en adhesión celular
(proteínas como las cadherinas y L1-CAM), fusión de membranas (SNAREs) y en las
“desplegasas” celulares (chaperonas y proteosoma). También iniciaremos la búsqueda
de nuevas proteínas mecanosensibles en el sistema nervioso. La metodología a
emplear incluirá experimentos in vitro e in vivo y el uso de tecnologías como el AFM (en
su modalidad de espectroscopía de fuerza), la ingeniería genética, la ingeniería de
proteínas y el “reemplazamiento genético”. También estamos explorando nuevos
desarrollos técnicos que introduzcan el modo de imagen y la fluorescencia en la
espectroscopía de fuerza, así como el desarrollo de un sensor de fuerza molecular que
permita la medición de fuerzas in vivo. Nuestro objetivo a largo plazo es tratar de
entender la mecánica de proteínas en la propia célula y en el organismo vivo."
15) Nombre del grupo: Nombre del grupo: Neurociencia Computacional y de Sistemas
(URL: http://www.ft.uam.es/neurociencia/)
Componentes: Néstor Parga Carballeda, profesor titular del Departamento de Física Teórica, UAM.
José María Delgado Delgado, profesor ayudante del Departamento de Física Teórica,
UAM.
Edward Morrisey, estudiante de doctorado.
Pedro Ernesto García-Rodríguez, estudiante de doctorado.
Temas de trabajo:
El grupo realiza investigación en Neurociencia Teórica. Para ello usa tanto técnicas
matemáticas como numéricas, según los requerimientos del problema a estudiar. La
meta es contribuir a explicar las observaciones experimentales sobre el cerebro. Los
siguientes son dos ejemplos de los problemas que nos interesan:
El cerebro ha sido moldeado por los estímulos que llegan a un organismo desde el
ambiente donde este habita, por lo que debería ser posible explicar algunas de las
propiedades de las neuronas que reciben estos estímulos en términos de las
características del ambiente. El grupo se ha interesado en comprender esta cuestión en
el sistema visual, es decir, en explicar las propiedades de las neuronas del mismo en
términos de las propiedades de imágenes tomadas de la naturaleza. Para ello usamos:
(1) técnicas propias de la Física para comprender las propiedades estadísticas de
colectivos de imágenes, (2) Teoría de la Información, la que permite relacionar las
propiedades de las imágenes con el código que usan las neuronas para representar el
mundo visual, (3) las observaciones experimentales sobre el sistema visual.
También nos interesa la modelización de la memoria, utilizando modelos de poblaciones
de neuronas. Se sabe que las neuronas pueden permanecer activas aún en ausencia de
estimulación, manteniendo de ese modo presente en el cerebro la información relevante
en ese momento. Nos ha interesado comprender bajo qué situaciones este fenómeno se
puede reproducir en modelos de poblaciones neuronales, para lo cual usamos técnicas
de Física Estadística y numéricas.
Dado el carácter multidisciplinar de nuestro trabajo, el grupo incentiva el contacto de los
estudiantes con laboratorios de Neurociencia, por medio de estancias breves en algunos
de ellos y con la participación en congresos y escuelas. Esto ha llevado a que algunos
de nuestros antiguos estudiantes trabajen actualmente en estrecha colaboración con
grupos experimentales.
16).- Nombre del grupo: Laboratorio de Nuevas Microscopías (microscopio de fuerzas)
Componentes: Julio Gómez Herrero, Profesor Titular del Departamento de Física de la Materia
Condensada UAM.
Pedro José de Pablo Gómez, contratado Ramón y Cajal del Departamento de Física de
la Materia Condensada UAM. Carolina Carrasco Pulido, estudiante de doctorado del Departamento de Física de la
Materia Condensada UAM. David Olea Duplan, contratado Juan de la Cierva del Departamento de Física de la
Materia Condensada UAM.
Miriam Moreno Moreno, Técnica asociada a proyecto.
Tema de trabajo:
• Desarrollos instrumentales de microscopia de fuerzas y su aplicación a la
biofísica.
• Estudio estructural y mecánico de virus individuales.
• Procesos dinámicos en biología: motores moleculares.
• Estudio estructurales y de transporte electrónico de polímeros MMX y ADN.
La realización de Tesis Doctorales en este grupo es aconsejable para estudiantes
que hayan accedido al Posgrado en Biofísica desde un Grado de Física y que tengan
preferencia por un trabajo experimental. Los principales objetivos formativos son la
capacidad el entendimento de sistemas complejos y su análisis con técnicas de física
experimental, con especial incidencia en la microscopía de campo cercano, y en
particular en la de fuerzas atómicas.
Resulta fundamental la interacción con grupos teóricos, para un adecuado
entendimiento de los datos experimentales. Pueden ofertarse Tesis Doctorales mixtas
con grupos teóricos, en las que el doctorando realizarse el proceso completo de
observación, interpretación y análisis con el apoyo de los dos grupos.
17) Nombre del grupo: Mecanoquímica de moléculas biológicas (Laboratorio de nanomanipulación óptica)
Componentes: J. Ricardo Arias-González, Investigador Human Frontier Science Program.
José L. Carrascosa, Profesor de Investigación, Centro Nacional de Biotecnología, CSIC.
José María Valpuesta, Profesor de Investigación, Centro Nacional de Biotecnología,
CSIC.
Silvia Hormeño Torres, becaria de doctorado.
Tema de trabajo: Los procesos biológicos poseen una explicación cuantitativa fundamentada en
leyes físicas. En biología molecular los fenómenos de origen mecánico y las
fluctuaciones estadísticas juegan un papel único que complementa a la descripción
bioquímica.
Con las recientes técnicas de estudio de moléculas individuales la física ha
encontrado en la célula un laboratorio de complejos fenómenos mecánicos y
estocásticos a nivel molecular. Desde este punto de vista, muchas enzimas y proteínas,
y sus complejos, son verdaderos motores moleculares de dimensiones y precisión que
están hoy lejos del alcance de la ingeniería, y cuya mecanoquímica, así como las
propiedades elásticas y mecánicas de los ácidos nucleicos, son accesibles a técnicas de
manipulación.
En lo que respecta a la manipulación fotónica, las pinzas ópticas son uno de los
instrumentos más útiles, ya que su sensibilidad, en el orden del pico-Newton, las hace
especialmente convenientes en biología celular y molecular, aunque su rango de
aplicaciones encuentra igualmente interés en nano-tecnología.
18) Estudio de los mecanismos de acción de GPCRs
El equipo de la Dra. Catalina Ribas está integrado en el grupo del Dr. Federico
Mayor Menéndez en el Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (CSIC-UAM) que
posee una amplia experiencia en el campo de la señalización y regulación de receptores
acoplados a proteínas G (GPCR). El interes del equipo de investigación se centra en el
estudio de los mecanismos de acción de GPCRs, tanto en circunstancias normales
como en patológicas. En concreto, actualmente su principal objetivo es el estudio de la
regulación de receptores acoplados a proteínas G y su regulación por quinasas
acopladas a estos receptores (GRKs), así como a la interacción de estas vías con las
vías de señalización por MAPKs.
Las quinasas de receptores acoplados a proteínas G (GRKs) participan junto con las
arrestinas, en los procesos de regulación de múltiples receptores acoplados a proteínas
G (GPCR) de gran relevancia fisiológica y farmacológica. Datos recientes indican que,
además, tanto arrestinas como GRKs participan en la propagación de la señal, mediante
el reclutamiento a localizaciones específicas de diversos componentes de vías de
transducción, tanto de GPCR como de otros tipos de receptores de membrana. Se están
caracterizando complejos mecanismos de regulación de la expresión, degradación y
función de las GRKs, y se ha descrito que los niveles de algunas de estas quinasas se
encuentran alterados en varias situaciones patológicas, como el fallo cardiaco,
hipertensión, inflamación, o ciertos tumores, lo que sugiere que las GRKs pueden
contribuir al desarrollo de esas importantes enfermedades.
En concreto, el interés de su investigación está centrado en desvelar nuevas
interacciones funcionales de las GRKs (en particular de la isoforma GRK2) con vías de
señalización importantes en la función del sistema cardiovascular e inmune (MAPK,
Gαq, Src), así como en migración celular y procesos de metástasis (GIT, factor de
transcripción Snail, receptores de quimioquinas). Así, se pretende profundizar en el
conocimiento integrado de estas interacciones, con el fin de comprender mejor su
contribución al control de procesos celulares básicos así como de entender cómo puede
alterase su expresión y/o funcionalidad en distintas situaciones patológicas, con el objeto
de contribuir a esclarecer cómo esas alteraciones participan en el desencadenamiento o
en la progresión de diversas enfermedades cardiovasculares, neoplásicas o
inflamatorias.