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Palabras de bienvenida del Decano

Comprometida con el desarrollo de nuestra región y el país, la Facultadde Ciencias Biológicas ha realizado un significativo esfuerzo para establecer unnivel de excelencia en investigación científica y la formación integral, tanto a nivelde Pregrado como de Postgrado. La creación de la carrera de Bioingeniería enel año 2004, que se sitúa entre las carreras con mayor puntaje de ingreso ydemanda; sus tres programas de Magíster en Ciencias con mención en Bioquímica,Fisiología y Microbiología y el establecimiento del Doctorado en Ciencias Biológicascon mención en Biología Molecular y Celular, creado en 1998, han contribuidoa incrementar el posicionamiento de nuestra Facultad en docencia e investigación,tanto a nivel nacional como internacional. A ello se suma la educación continua,impulsada a través de programas de postítulo y cursos de actualización, quecontinuamente se ofrecen a la comunidad. Además, en la actualidad se dictandos diplomados, en Ergonomía y en Microbiología, y un significativo número decursos de perfeccionamiento.

Conscientes que una formación profesional de alta calidad necesita de unentorno y actividad científica de excelencia, nuestra Facultad ha definido alPrograma de Doctorado en Ciencias Biológicas como un sello distintivo en laformación de Postgrado de la Universidad de Concepción.

Para ello la Facultad de Ciencias Biológicas cuenta con grupos deinvestigación reconocidos por sus pares, con financiamiento nacional e internacional,y con un importante grupo de académicos jóvenes incorporados recientementea su planta que participan activamente en la formación de nuestros alumnos deDoctorado.

En estas páginas los invito a conocer el Programa de Doctorado en CienciasBiológicas, mención Biología Molecular y Celular. Encontrarán ustedes una síntesisde las líneas de investigación en curso y los acádemicos que las desarrollan,como fuente informativa para profesionales del área Biológica interesados enperfeccionarse y obtener el grado de Doctor en Ciencias Biológicas.

Dr. Carlos González CorreaDecano

Facultad de Ciencias Biológicas

Doctorado en Ciencias Biológicas, Mención Biología Celular y Molecular , Publicación de la Facultad de Ciencias Biológicas, 2006

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Información sobre el Programa de Doctorado

ObjetivosEl programa incorpora la Biología Celular y la Biología Molecular como asignaturas básicas.

Los alumnos se integran en forma paulatina al área de especialización que constituye su interés,proceso que se facilita a través de su participación en Unidades de Investigación, SeminariosBibliográficos y Cursos de Especialización. Capacitar al estudiante para desarrollar investigaciónindependiente, original y creativa.

El mayor énfasis del programa se dirige al trabajo de tesis, en la cual la problemática a resolveres abordada mediante un enfoque teórico y experimental de nivel avanzado, que conduzca a resultadospublicables en revistas de la especialidad.

PropósitoCapacitar al estudiante para desarrollar investigación independiente, original y creativa.

Requisitos de postulaciónPara postular, los alumnos interesados deberán presentar una solicitud de ingreso en los

formularios proporcionados por la Escuela de Graduados de la Universidad de Concepción. Estasolicitud deberá estar acompañada de:

1. Fundamentación de la solicitud del postulante para ingresar al programa.2. Certificado que acredite la obtención del grado de licenciatura o equivalente.3. Certificado de calificaciones de estudios de pre y/o postgrado.4. Certificado de rango de egreso.5. Informes académicos proporcionados por dos personas, una de las cuales deberá ser un

académico de la Universidad en la cual el postulante se graduó.6. Certificado de salud compatible con las exigencias del programa.7. Patrocinio y autorización de la institución a la cual pertenece el postulante, cuando corresponda.8. Curriculum vitae.

Para su aceptación definitiva en el programa, los alumnos preseleccionados deberán aprobarun examen de admisión, el cual es realizado en fecha a determinar para el año correspondiente.

Criterios de selección• Análisis de antecedentes académicos y profesionales del postulante.• Examen de admisión: (Areas evaluadas: Bioquímica, Biología Celular, Biología, Molecular,

Fisiología, Fisiopatología, Microbiología y Farmacología).• Entrevista personal.

El cierre de postulaciones del programa es en la primera semana del mes de Noviembre.

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Plan de estudios

Información sobre el Programa de Doctorado

Asignaturas de especialización

• Antibióticos y Quimioterapéuticos• Bioética• Biología y Estructura de Lipoproteínas• Bioquímica General Avanzada• Ciencias Fisiológicas Avanzadas• Estructura de Proteínas• Farmacología Avanzada• Fisiología Avanzada• Fisiología de Membranas Biológicas• Genética Bacteriana• Fundamentos de Neurociencia• Introducción a la Cristalización de Proteínas• Mecanismos Moleculares de Transducción de Señales• Microbiología General Avanzada• Teoría Inmunológica Moderna• Tópicos en Inmunología

ActividadBiología celularUnidad de Investigación ISeminario bibliográfico IBiología molecularSeminario bibliográfico IIUnidad de investigación IIAsignatura de especializaciónElaboración proyecto de tesisExamen de InglésDefensa proyecto de tesisTesisTesisExamen de grado

SemestrePrimero

Segundo

Tercero

Cuarto

Quinto-noveno


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Comité del Programa de Doctorado y Secretaría

ComitéDra. Soraya Gutiérrez (Departamento de Bioquímica y Biología Molecular)Dr. Juan Carlos Vera (Departamento de Fisiopatología)Dr. Francisco Nualart (Departamento de Biología Celular)Dr. Gerardo González (Departamento de Microbiología)Dr. Martín Montecino (Director del Programa, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular)

SecretaríaLa oficina de la secretaría del Programa de Doctorado está ubicada en el primer piso, Decanatura de la

Facultad de Ciencias Bioógicas. Su función es coordinar las actividades del Programa de Doctorado y Programade Magister.

Margareth Santana J.Secretaria de PostgradoFacultad de Ciencias BiológicasUniversidad de ConcepciónCasilla 160-C, ConcepciónFono: 41-203891Fax: 56 - 41 - 245975e-mail: [email protected]

Publicación de la Facultad de Ciencias Biológicas.Programa Doctorado en Ciencias, Mención Biología Celular y Molecular,

Universidad de Concepción.

Director ResponsableDr. Carlos González Correa

AutorDr. Juan Olate Aravena

Editor PeriodísticoEnrique Echeverría Barrera

ImpresiónTrama Impresores S.A.

Tiraje500 ejemplares

Concepción-ChileMayo 2006

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Profesores Acreditados al Programa

Dr. Luis Aguayo H. Laboratorio de Neurofisiología, Departamento de Fisiología, Facultad de Ciencias Biológicas([email protected]; 41-203380).Dra. Marta Bunster B. Laboratorio de Estructura de Proteínas y Modelaje Molecular, Departamento de Bioquímicay Biología Molecular, Facultad de Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203822).Dr. Carlos Calvo M. Laboratorio de Lipoproteínas y Aterogénesis, Facultad de Farmacia ([email protected]; 41-234985).Dr. Nelson Carvajal B. Laboratorio de Enzimología, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Facultad deCiencias Biológicas ([email protected]; 41-204428).Dr. Fidel Ovidio Castro R. Facultad de Medicina Veterinaria, Campus Chillán ([email protected]; 42- 208833).Dr. Giancarlo De Ferrari V. Laboratorio de Genética y Transducción de Señales, Departamento de Bioquímica y BiologíaMolecular, Facultad de Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203794).Dra. María de los Angeles García R. Laboratorio de Biología Celular y Citogenética, Departamento de BiologíaCelular, Facultad de Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203805).Dr. Gerardo González R. Laboratorio de Antibióticos, Departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias Biológicas([email protected]; 41-203227).Dra. Soraya Gutiérrez G. Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Facultadde Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203013).Dr. Juan Pablo Henríquez H. Laboratorio de Biología Celular y Citogenética, Departamento de Biología Celular, Facultadde Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203492).Dra. María Victoria Hinrichs R. Laboratorio de Genética Molecular, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular,Facultad de Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203825).Dra. María Imschenetsky P. Laboratorio de Embriología Molecular, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular,Facultad de Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203791).Dr. Miguel Martínez P. Laboratorio de Microbiología Básica y Biorremediación, Departamento de Microbiología,Facultad de Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203893).Dr. Martín Montecino L. Laboratorio de Biología Celular y Molecular, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular,Facultad de Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203895).Dr. Francisco Nualart S. Laboratorio de Neurobiología Celular y Tumoral, Departamento de Biología Celular, Facultadde Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203479).Dr. Juan Olate A. Laboratorio de Genética Molecular, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Facultad deCiencias Biológicas ([email protected]; 41-203784).Dr. Angel Oñate C. Laboratorio de Inmunología, Departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias Biológicas([email protected]; 41-203329). Doctorado en Ciencias Biológicas, Mención Biología Molecular y Celular, Facultad deCiencias Biológicas, 2006Dr. Carlos Opazo M. Laboratorio de Neurofisiología, Departamento de Fisiología, Facultad de Ciencias Biológicas([email protected]; 41-4552).Dra. Marcia Puchi T. Laboratorio de Embriología Molecular, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Facultadde Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203791).Dra. Coralia Rivas R. Laboratorio de Antioxidantes y Cáncer, Departamento de Fisiopatología, Facultad de CienciasBiológicas ([email protected]; 41-204448).Dra. Gina Rojas R. Departamento de Estomatología Quirúrgica, Facultad de Odontología ([email protected]; 41-207122).Dra. Isolde Rudolph G. Laboratorio de Biología Celular y Luminiscencia, Departamento de Farmacología, Facultad deCiencias Biológicas ([email protected]; 41-204584).Dra. Jacqueline Sepúlveda C. Laboratorio de Neuroquímica y Psicofarmacología, Departamento de Farmacología,Facultad de Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203894).Dr. Homero Urrutia B. Laboratorio de Microbiología Ambiental, Centro de Biotecnología ([email protected]; 41-207249).Dra. Brigitte Van Zundert. Laboratorio de Plasticidad Neuronal, Departamento de Fisiopatología, Facultad de CienciasBiológicas ([email protected]).Dr. Juan Carlos Vera C. Laboratorio de Bioquímica y Biología Celular de Antioxidantes, Departamento de Fisiopatología,Facultad de Ciencias Biológicas ([email protected]; 41-203817).


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Luis AguayoNeurobiología de receptores, plasticidad y modulación

Nuestro grupo de investigación está interesado en los mecanismos celularesque regulan la sinaptogénesis y plasticidad sináptica en neuronas centrales en desarrollo.Los objetivos generales en esta área de trabajo son: 1) Determinar el inicio de lasinaptogénesis en las neuronas de la médula espinal, 2) determinar los efectos de laactividad eléctrica y sináptica en la sinaptogénesis, 3) determinar el rol de lassubunidades a y ß del receptor de Glicina, y 4) determinar los roles que el calcio y lasneurotrofinas (BDNF) y sus receptores (TrkB) desempeñan en estos fenómenos.

En otra línea de investigación, hemos informado recientemente que receptoresde glicina (GlyRs) recombinantes y nativos son directamente modulados por lasproteinas G, especialmente a través del dímero Gbg. Por ello, seguiremos caracterizandoel mecanismo por el cual las proteínas G afectan la función del GlyR usando expresiónheteróloga de subunidades de la proteína G, electrofisiología, mutagénesis de receptores,microscopia confocal e interacción bioquímica.

Otras áreas de investigación que estamos interesados incluyen mecanismosde neurodegeneración, y búsqueda de compuestos neuroactivos derivados de plantaschilenas.

• Yevenes GE, Peoples RW, Tapia JC, Parodi J,Soto X, Olate J, AGUAYO LG. (2003) Modulationof glycine-activated ion channel function by G-protein betagamma subunits. Nature Neurosci.6:819-824.

• Van Zundert B, Alvarez FJ, Tapia JC, Yeh HH,Diaz E, AGUAYO LG. (2004) Developmental-dependent action of microtubuledepolymerization on the function and structureof synaptic glycine receptor clusters in spinalneurons. J Neurophysiol. 91:1036-1049.

• AGUAYO LG, Van Zundert B, Tapia JC, CarrascoMA, Alvarez FJ. (2004) Changes on theproperties of glycine receptors during neuronaldevelopment. Brain Res Brain Res Rev. 47:33-45.

• Van Zundert B, Castro P, AGUAYO LG. (2005)Glycinergic and GABAergic synaptic transmissionare differentially affected by gephyrin in spinalneurons. Brain Res. 1050:40-47.

• Barreto GA, Mota JC, Souza LG, Frota RA,AGUAYO L. (2005) Condition monitoring of 3Gcellular networks through competitive neuralmodels. IEEE Trans Neural Netw. 16:1064-1075.

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Luis Aguayo

Figura 1. Esquema que muestra la estructura propuesta para la subunidad a1 del receptor de glicina humano(ha1GlyR). Nuestro grupo basado en este modelo postula que los residuos de aminoácidos presentes en latercera horquilla intracelular son importantes para la regulación del ha1GlyR por el heterodímero Gbg.

Figura 2. La agresión temprana del sistema nervioso por el peptido Aβ genera neurodegeneración. El bloqueode estos eventos deberían proteger el cerebro contra esta injuria y aparición de la enfermedad de Alzheimer


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Marta Bunster José Martínez-OyanedelEstudio de interacciones proteína-ligando mediante cristalografía,bioinformática y proteómica-

La posibilidad de explicar el desarrollo y regulación de múltiples procesosbiológicos que dependen de múltiples componentes así como el desarrollo de drogasbasado en estructuras depende de la capacidad de determinar o predecir el modode interacción entre proteínas o entre una proteína y sus ligandos. Los proyectosdesarrollados involucran el estudio de interacciones proteína-proteína enficobilisomase interacciones proteína-ligando para el diseño racional de drogas o estudios deespecificidad de sustratos en enzimas.

Los ficobilisomas son complejos proteicos encargados de captar y conducirluz hacia los centros fotosintéticos en algas rojas y cianobacterias. Su función esabsolutamente dependiente de la estructura tridimensional de los componentesproteicos y de la organización supramolecular. Este estudio se ha enfrentado mediantela identificación y caracterización de los componentes mediante proteómica,determinación de la estructura tridimensional de las ficobiliproteínas por difracciónde rayos X, análisis de la interacción entre los componentesmediante estudios dedocking, análisis de secuencias y FRET.

El diseño racional de drogas basado en estructura puede realizarse con dosenfoques complementarios, el docking molecular de ligandos en el sitio activo, queutiliza técnicas de bioinformática y diseño de novo de ligandos utilizando la geometríadeterminada experimentalmente por cristalografía de proteínas. En este aspecto sehan realizado estudios con la fosfofructoquinasa, de tripanosomas y estudios conespecificidad de sustrato en arginasas y agmatinasa.

• C. Contreras-Martel J. MARTINEZ-OYANEDEL,M. BUNSTER, P. Legrand, C. Piras, X. Venerde,J.C. Fontecilla-Camps (2001)Crystallization and2.2 A resolution structure of R-phycoerythrinfrom Gracilaria chilensis: a case of a perfecthemihedral twinning.Acta Cryst. Part D.57, 52-60.-

• Salas-Burgos, A., MARTINEZ-OYANEDEL, J.,BUNSTER, M (2003) Conformational ChangesInduced by Cloxacillin in Class Alactamase fromBacillus cereus. Cellular and Molecular Biology49: 985-990.-

• M.V.Hinrichs, M. Montecino, M.BUNSTER, J.Olate (2004) Mutation of the highly ConservedArg165 and Glu168 residues ofhuman Gsadisrupts the aDaE loop and enhances basalGDP/GTP exchange rate. J. Cell Biochem. 93:409-417.- J MARTINEZ-OYANEDEL, C. Bruna, C.Contreras-Martel, M BUNSTER (2004) Structural- Functional analysis of R- Phycoerythrin fromGracilaria chilensis. Biological Research, 37: 733-845-

• Lopez V, Alarcon R, Orellana MS, Enriquez P,Uribe E, MARTINEZ J, Carvajal N. (2005) Insightsinto the interaction of human arginase IIwithsubstrate and manganese ions by site-directedmutagenesis and kinetic studies. Alteration ofsubstrate specificity byreplacement of Asn149with Asp. FEBS J. 272:4540-4548.

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Marta Bunster José Martínez-Oyanedel

Figura 1. Esquema que muestra un Cristal de Ficocianina (a), un mapa de densidades electrónicas correspondientea la misma molécula (b), la estructura tridimensional de Fosfofructoquinasa(PFK) de parásito (c), modelo dedocking de PFK con MN-51 (d), estructura tridimensional de Ficocianina de Gracilaria chilensis (e), modelo dedocking de PC-PC (f).

a b

cd

e f


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Nuestro trabajo se relaciona con los aspectos enzimáticos del metabolismode la arginina y las relaciones estructura-función que se establecen entre dosenzimas, la arginasa y la agmatinasa, que comparten algunos atributos funcionalesy habrían evolucionado a partir de un ancestro común. La arginina, sustrato de laarginasa, genera la agmatina, sustrato de la agmatinasa, al descarboxilarse en unareacción catalizada por la arginina descarboxilasa.

La arginasa se distribuye ampliamente en los organismos vivos y, aparte de su participación en el ciclo de la urea, permite disponer de la ornitina necesariapara la síntesis de prolina y regula los niveles de arginina disponible, por ejemplo,para la producción de óxido nítrico. Por su parte, sólo en los últimos años se hareconocido la existencia de agmatina y agmatinasa en los mamíferos, llegando adefinirse a la agmatina como un neurotransmisor y posible inhibidor de la síntesisde óxido nítrico. Existe, sin embargo, una gran diferencia en el nivel de conocimientoalcanzado en relación con estas dos enzimas. Particularmente escasa es la informacióndisponible para la agmatinasa de mamíferos, lo que no ha permitido alcanzar unconocimiento acabado acerca del metabolismo de la agmatina y su regulación.

Los estudios que realizamos con estas dos enzimas se concentran en elrequerimiento de iones metálicos y la identificación de residuos críticos o esenciales,tanto para la unión de los sustratos y iones metálicos activadores como para loseventos cataliticos propiamente tales, así como los aspectos regulatorios de susacciones catalíticas. Particularmente, nos interesa definir las propiedades estructurales,cinéticas y regulatorias de una agmatinasa cerebral. También nos interesa definirlos determinantes estructurales que explican las marcadas diferencias de especificidadque muestran la arginasa y la agmatinasa, ya que el sustrato de una de ellas, noes reconocido como tal por la otra. Concretamente, realizamos estudios cinéticos,de modificación química, mutagénesis sitio-dirigida, generación de especiesquiméricas y modelaje molecular por homología, acompañado de docking de sustratosen los respectivos sitios activos.

Nelson Carvajal BaezaAspectos enzimaticos del metabolismo de la arginina

• López, V., Alarcón, R., Orellana, M.S., Enríquez,P., Uribe, E., Martínez, J., Carvajal N. (2005)Insights into the interaction of human arginaseII with subtrate and manganese ions by site-directed mutagenesis and kinetic studies:Alteration of substrate specificity byreplacement of asparagines 149 with aspartate.FEBS Journal 72, 4540-4548

• Carvajal N, Orellana MS, Salas M, Enriquez P,Alarcon R, Uribe E, Lopez V. (2004) Kineticstudies and site-directed mutagenesis ofEscherichia coli agmatinase. A role for Glu274in binding and correct positioning of thesubstrate guanidinium group.Arch BiochemBiophys. 430, 185-190.

• Carvajal N, Orellana MS, Borquez J, Uribe E,Lopez V, Salas M. (2004) Non-chelatinginhibition of the H101N variant of human liverarginase by EDTA. J Inorg Biochem. 98, 1465-1469.

• Carvajal N, Uribe E, Lopez V, Salas M. (2004)Inactivation of human liver arginase byWoodward's reagent K: evidence for reactionwith His141. Protein J. 23, 179-183.

• Salas M, Lopez V, Uribe E, Carvajal N. (2004)Studies on the interaction of Escherichia coliagmatinase with manganese ions:structuraland kinetic studies of the H126N and H151Nvariants. J Inorg Biochem. 98, 1032-1036.

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Nelson Carvajal Baeza

Figura 1. Superposición de las estructuras de las arginasas de B. caldovelox(rojo) y del hígado de la rata (amarillo), con el modelo estructural desarrolladopor nosotros para la agmatinasa de E. coli (azul). Nótese la diferencia entrelas tres estructuras en la región marcada con la letra a, que corresponde aun loop localizado en la entrada del sitio activo.

Reacciones catalizadas por la arginasa, la agmatinasa y la arginina descarboxilasa


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La expresión de proteínas recombinantes en sistemas heterólogos es la basepara la disponibilidad de fármacos de alto valor agregado y de extrema complejidadbiológica. Los sistemas procariontes o de eucariontes inferiores, son incapaces derealizar los cambios postraduccionales requeridos para la correcta actividad biológicade proteínas complejas, especialmente, aquellas que requieren de glicosilación parasu actividad. Mi línea de investigación se basa en el uso de sistemas heterólogos deexpresión que respondan a dos criterios esenciales: 1) sean capaces de realizar todoslos cambios postraduccionales requeridos para la actividad biológica de las proteínas;y 2) hagan estas funciones en una manera costo-eficiente y con posibilidades de usoaplicado. Para lograr estos objetivos, he escogido la glándula mamaria de ratones yrumiantes y la fracción vitelar (yema de huevos) de gallinas domésticas comobíoreactores para la producción de fármacos muy complejos y de alta demanda, comola eritropoyetina humana (EPO) y anticuerpos monoclonales recombinantes. Lossistemas de transformación de la glándula y los huevos, incluyen, pero no se limitana: uso de vectores virales, transgénesis por microinyección pronuclear y transferencianuclear somática. En esta última temática, además de su uso como herramienta enla transformación genética del ganado, me motiva conocer cómo ocurre el procesode reprogramación nuclear, activación génica y la epigénesis.

Fidel Ovidio CastroExpresión de proteínas recombinantes en la glándula mamaria de animales y enotros sistemas heterólogos, empleando vectores virales, transgénesis ytransferencia nuclear somática (clonación)

• CASTRO, F.O., Ramos, B., Aguilar, A., Hayes,O., Mulet, J., Puentes, P. (2002) In vitrodevelopment and transfer of rabbit clonedembryos produced from fetal fibroblast cells.Theriogenology 57: 403.

• González A, Rodríguez LL., CASTRO F.O. (2003)Comparisson of two different methods forparthenogenetic activation of bovine oocytes.Rev. Cub. Reprod. Anim. 29 (2) 275-288.

• Sánchez, O., Toledo, J.R., Rodríguez M.P.,CASTRO, F.O. (2004) Adenoviral vector mediateshigh expression levels of human growthhormone in the milk of mice and goats. Journalof Biotechnology. 114: 89-97.

• Hayes, O., Ramos, B., Rodríguez, LL, Aguilar,A., Badía, T., CASTRO, F.O. (2005) Confluencyis sufficient to induce arrest in G0/G1 phase ofthe cell cycle in bovine granulosa and fibroblastcells. Anim. Reprod. Science. 87: 181-192 .

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Fidel Ovidio Castro

Figura 1. Producción de proteínas recombinantes en la glándula mamaria. El gen de interés es clonado en un vector de expresiónde glándula mamaria e introducido por transgénesis, clonación o virus en la glándula mamaria, en donde se expresa, se detecta,cuantifica, purifica y caracteriza.

Figura 2. Expresión de la proteínaGFP en la glándula mamaria.

Figura 3. Expresión del gen Lacz enfibroblastos fetales utilizados entransferencia celular somática.

Figura 4. Blastocitos de bovinode 7 días clonados.

Figura 5. Gestación bovina de 35días con embrión clonado.


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Giancarlo De FerrariFunción de polimorfismos de genes de la vía de señalización Wnt ysu asociación con enfermedades del sistema nervioso central

En nuestro laboratorio estamos interesados en establecer, desde unaperspectiva genética, la participación de componentes de vías de transducción deseñales (Ej. Wnt) en la presentación y/o progreso de enfermedades que afectan eldesarrollo y mantenimiento del sistema nervioso central, tales como la enfermedadde Alzheimer y el síndrome de Autismo, entre otras. La línea de investigaciónprincipal del laboratorio se centra en el estudio de genes candidatos en regionescromosómicas sobre-representadas en individuos que presentan dichas patologías,mediante el análisis, tanto de polimorfismos nucleotídicos simples (SNPs) como desus haplotipos, y de las consecuencias biológicas funcionales de dichas variaciones,las cuales son frecuentes a nivel poblacional. Actualmente, en conjunto con el Dr.Randall T. Moon (HHMI-University of Washington, Seattle-USA) y en colaboracióncon el Dr. John Hardy (Lab. Neurogenetics, NIA-NIH, Bethesda- USA), nuestrolaboratorio realiza estudios de asociación genética en familias completas y enmuestras regulares de enfermos vs controles, mediante la aplicación de técnicasde alto rendimiento derivadas de las disciplinas de la genómica y biología molecular.El Dr. De Ferrari es un “PEW Latin American Fellow in the Biomedical Sciences” yha sido recientemente incorporado como Profesor Asistente en el Departamentode Bioquímica y Biología Molecular de nuestra Facultad.

• De FERRARI G.V., Inestrosa, N.C. (2000) Wntsignaling function in Alzheimer’s disease. BrainRes. Rev. 33: 1-12.

• De FERRARI, G.V., Mallender, W.D., Inestrosa,N.C., Rosenberry, T.L. (2001) Thioflavin T is afluorescent probe of the acetylcholinesteraseperipheral site that reveals conformationalinteractions between the peripheral and theacylation sites. J. Biol. Chem. 276: 23282-23287.

• De FERRARI G.V., Canales, M.A., Shin, I., Weiner,L.M., Silman, I., Inestrosa, N.C. (2001) AStructural Motif of acetylcholinesterase thatpromotes amyloid b-peptide fibril formation.Biochemistry 40: 10447-10457.

• De FERRARI G.V., Chacón, M., Barría, M.I.,Garrido, J.L., Godoy, J.A., Olivares, G., Reyes,A.E., Alvarez, A., Bronfman, M. , Inestrosa ,N.C. (2003) Activation of Wnt signaling rescueneurodegeneration and behavioral impairmentsinduced by b-amyloid fibrils. Mol. Psychiatry 8:195-208.

• Moon, R.T., Kohn, A., De FERRARI, G.V., Kaykas,A. (2004) Wnt and b-catenin signaling: Diseasesand Therapies. Nat. Rev. Genetics 5:691-701.

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Giancarlo De Ferrari

Figura 1. Asociación de un co-receptor para la señal del Wnt en Alzheimer. Panel Izquierda, arriba. Resumen de la identificaciónde "regiones asociadas" a la enfermedad de Alzheimer en el cromosoma 12 y posición del gen que codifica para el co-receptor deWnt: LRP6 (Low density lipoprotein receptor Related Protein 6). Panel Izquierda, abajo. Esquema de la estructura del gen LRP6 yubicación relativa de exones (Ej. 18e y 14e) y polimorfismos importantes, relacionados al Alzheimer. Panel Derecha, arriba. Esquemade la estructura del LRP6, donde se muestra un residuo funcional conservado en la escala evolutiva (h, human; m, mouse; Dm,Drosophila melanogaster). Panel Derecha, abajo. Secuenciación del polimorfismo 14e y haplotipo asociado a riesgo para desarrollarla enfermedad de Alzheimer.

hLRP6 YSRYIYWTCEATNVINVTRLDGRSVGVVLKGEQDRPRAIVVNPEKGYMYFTNLQEmLRP6 YSRYIYWTCEATNVIDVTRLDGRSVGVVLKGEQDRPRAIVVNPEKGYMYFTNLQEhLRP5 YSRTLFWTCEATNTINVHRLSGEAMGVVLRGDRDKPRAIVVNAERGYLYFTNMQDmLRP5 YSRTLFWTCEATNTINVHRLDGDAMGVVLRGDRDKPRAIAVNAERGYMYFTNMQDDmArrow IGRLLFWTCSQSNSINVTSFLGESVGVIDTGDSEKPRNIAVHAMKRLLFWTDVGS

YWTF(i) YWTF(i)

A I/V V


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El hipotálamo es una región cerebral central en el control del balance energético,la destrucción de algunos de sus centros altera el comportamiento alimenticio y lahomeostásis de la glucosa. A través de estudios electrofisiológicos se han identificadoneuronas que responden a glucosa y a lactato en esta área cerebral. Sin embargo,el mecanismo a través del cual el hipotálamo detecta y responde a cambios en laconcentración de glucosa no ha sido aún dilucidado. Los aumentos en la concentraciónde glucosa periférica es detectado por las células betapancreáticas a través de unsistema que involucra el transportador de glucosa (GLUT2), glucoquinasa y canalesde K+ dependientes de ATP. Nosotros hemos demostrado las células glialesventriculares expresan moléculas implicadas en el mecanismo sensor de glucosa loque sugiere que ellas pueden se responsables, al menos en parte, del mecanismosensor de glucosa hipotalámico. La exposición de áreas hipotalámicas periventricularesa glucosa, lactato y agentes que inducen glucoprivación altera varias etapas delbalance energético. En este contexto ha sido sugerido que las células glialeshipotalámicas incorporan glucosa y liberan lactato a las neuronas en respuesta a lahiperglicemia. La producción de ATP inducida por lactato en las neuronas podríaregular su actividad a través del cierre de canales de K+ dependientes de ATP. Deesta forma, nuestra hipótesis es que el sensing de glucosa hipotalámico es mantenidopor un mecanismo que involucra la interacción funcional entre tanicitos y neuronas.Usando inmunohistoquímica, "Western blot", RT-PCR, ARN de interferencia y estudiosde transporte estamos analizando la expresión y función de proteínas involucradasen el "sensing" de glucosa in situ y en cultivos de células gliales y neuronales.

María De Los Angeles GarcíaMecanismo sensor de glucosa cerebral basado en la interacciónmetabólica glia-neurona

• GARCIA MA, Carrasco M, Godoy A, MontecinosV, Reinicke K, Aguayo L, Tapia JC, Nualart F.(2001) Elevated expression of glucosetransporter-1 in hypothalamic ependymal cellsnot involved in the formation of the brain-cerebrospinal fluid barrier. J Cell Biochem80:491-503.

• Medina R., Vera JC., Guzmán C., Nualart F.,Astuya A., GARCIA MA., Kato S., Carvajal A.,Pinto M., Owen G. (2003) Estrogen andprogesterone upregulate glucose transporterexpression in human breast cancer cells.Endocrinology 144:4527-4535.

• GARCIA MA, Millán C, Balmaceda-Aguilera C,Castro T, Pastor P, Montecinos H, Reinicke K,Zuniga F, Vera JC, Onate SA, Nualart F. (2003)Hypothalamic ependymal-glial cells expressthe glucose transporter GLUT2, a proteininvolved in glucose sensing. J Neurochem.86:709-724.

• Verleysdonk S, Hirschner W, Wellard J, RappM, GARCIA MA, Nualart F, Hamprecht B. (2004)Regulation by insulin and insulin-like growthfactor of 2-deoxyglucose uptake in primaryependymal cell cultures. Neurochem Res.29:127-134.

• GARCIA MA, Salazar K, Millán C, Rodríguez F,Montecinos H, Caprile T, Silva C, Cortes C,Reinicke K, Vera JC, Aguayo LG, Olate J, MolinaB, Nualart F. (2005) Sodium vitamin Ccotransporter SVCT2 is expressed inhypothalamic glial cells. Glia. 50:32-47.

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María De Los Angeles García

Figura 1. Mecanismo propuesto para el "sensing" de glucosa en el hipotálamo basado en una interacción metabolicaglia-neurona. La célula glial ventricular del hipotálamo (tanicito) presenta una localización preferencial para detectarcambios en la concentración de glucosa ya que está en contacto con el LCR y capilares que no presentan barreralocalizados en el area hipotalámica lateral. Además, estas células expresan proteínas implicadas en el sensing de glucosacomo GLUT2, glucoquinasa y canales de potasio sensibles a ATP. Las células gliales pueden producir y transferir lactatoa las neuronas circundantes permitiendo un aumento en la síntesis de ATP que puede contribuir al cierre de los canalesde potasio dependientes de ATP en la neurona.


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Esta línea de investigación está orientada al estudio de las bases genéticasde la resistencia a antibióticos y el flujo de genes de resistencia entre bacteriaspatógenas, tanto de importancia humana como veterinaria. Además, en este últimotiempo, se ha incorporado el estudio de bacterias provenientes de ambientes acuáticos,como son ríos y lagos, de áreas geográficas en que se desarrollan actividades deganadería y acuicultura. Entre las principales especies bacterias estudiadas seencuentran Acinetobacter baumannii, Pseudomonas spp., Klebsiella pneumoniae,Escherichia coli y otras bacterias Gram negativas, como también bacterias Grampositivas como Enterococcus spp. y Streptococcus pneumoniae, que constituyen losprincipales agentes etiológicos de infecciones en pacientes humanos y animales.Entre los mecanismos de resistencia mayoritariamente estudiados se encuentranmecanismos enzimáticos como ß-lactamasas de espectro extendido, carbapenemasasy enzimas modificantes de antibióticos aminoglicósidos, como también aquellos quedisminuyen la acumulación del antibiótico intracelularmente, como son los sistemasde bombas de eflujo. Desde un punto de vista molecular, hemos determinado laprevalencia y rol de integrones, cassettes genéticos, plásmidos y transposones enla resistencia a antibióticos. Con estos resultados se pretende realizar aportesepidemiológicos y ecológicos en el estudio de la resistencia a agentes antibacterianos,de manera de contribuir a mejorar las posibil idades de su control.

Gerardo GonzálezBases genéticas de la resistencia bacteriana a los antibióticos

• Mella, S., Sepúlveda, M., Acosta, P., Bello, H.,Domínguez, M., González,G., Zemelman, R. yCofré, O. 2002. Aislamiento de Enterococcusfaecium resistente a vancomicina con genotipovanB en el Hospital Clínico Regional deConcepción. Rev. Chil. Infectol. 19: 32-36

• Reyes, A., Bello, H., Domínguez, M., Mella, S.,Zemelman, R. and González, G. 2003.Prevalence and types of class 1 integrons inaminoglycoside-resistant Enterobacteriaceaefrom several Chilean hospitals. J AntimicrobAgents Chemother. 51:317-321

• Muñoz, J., Bello, H., Domínguez, M., Mella, S.,Zemelman, R. y González, G. 2003. Integronesy cassettes genéticos de resistencia aantimicrobianos en cepas de Shigella flexnerii.Revista Médica de Chile, 131: 727-733

• González, G., Mella, S., Zemelman, R., Bello,H., Domínguez, M. 2004. Integrones y Cassettesgenéticos de resistencia: Estructura y rol frentea los antibacterianos. Revista Médica de Chile,132: 619-626

• Bello, H., González, G., Domínguez, M.,Valenzuela, L., Zemelman, C., Mella, S.,Zemelman, R. and Amyes, S.G.B. 2004.Detection of extended-spectrum -lactamasesproduced by Chilean isolates of Klebsiellapneumoniae by two synergy methods. J.Chemother 16:312-314

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Gerardo González


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El interés central de investigación en nuestro laboratorio es determinar losmecanismos moleculares involucrados en la formación de reordenamientos genéticos.Las translocaciones cromosomales son características tanto de leucemias como detumores y corresponden a sitios donde se ha producido quiebre del ADN y reparaciónintercromosomas. Los cromosomas derivativos originados por las translocacionesexpresan proteínas de fusión tumorales que caracterizan del tipo de leucemiadesarrollado.

El gen humano RUNX1 es el blanco más frecuente de translocacionescromosomales asociadas con leucemia mieloide aguda (AML) y leucemia linfoideaguda (ALL). El locus génico de RUNX1 abarca 260 kb y tiene 9 exones; sin embargolas translocaciones cromosomales se producen en una zona específica del gen. Porejemplo, en t(8;21) todos los sitios de quiebre mapeados se localizan en el intron5 del gen. Por consiguiente, nosotros estamos abocados a responder la pregunta¿porque específicamente esta región del gen RUNX1 está involucrada en la generaciónde leucemia?

La accesibilidad del ADN genómico está determinada por la estructura dela cromatina, la cual a su vez define las interacciones con factores de transcripción,enzimas y otras proteínas moduladoras. También se ha reportado que se producencambios en la estructura de la cromatina y en la accesibilidad del ADN duranteprocesos de daño y reparación. Estas alteraciones de la estructura de cromatinaincluyen generación de sitios hipersensibles a DNasa I, posicionamiento denucleosomas y modificaciones post-traduccionales de histonas. Los esfuerzos dellaboratorio están enfocados a analizar a nivel molecular y bioquímico la organizacióncromatínica presente en el locus RUNX1 con el fin de entender los eventos molecularesque gatillan y/o aumentan los quiebres cromosomales, para lo cual utilizamos célulasleucémicas humanas que poseen la t(8;21) como modelo biológico.

Soraya GutiérrezCambios Epigenéticos y Translocaciones Cromosomales Asociadas con Leucemia

• GUTIERREZ S., Javed A., Tennant DK., van ReesM., Montecino M., Stein GS., Stein JL., LianJB. (2002) CCAAT/enhancerbinding proteins(C/EBP) beta and delta activate osteocalcingene transcription and synergize with Runx2at the C/EBP element to regulate bone-specificexpression. J Biol Chem. 277:1316-1323.

• Stein GS, Lian JB, Montecino M, Stein JL, vanWijnen AJ, Javed A, Pratap J, Choi J, Zaidi SK,GUTIERREZ S, Harrington K, Shen J, Young D,Pockwinse S. (2003) Nuclearmicroenvironments support physiological controlof gene expression. Chromosome Research.11:527-536.

• Javed A, Zaidi SK, GUTIERREZ SE, Lengner CJ,Harrington KS, Hovhannisyan H, Cho BC, PratapJ, Pockwinse SM, Montecino M, van WijnenAJ, Lian JB, Stein JL, Stein GS. (2004) Protein-deoxyribonucleic acid interactions linked togene expression: DNase I digestion. MethodsMol Bio. 285:57-62.

• GUTIERREZ S, Liu J, Javed A, Montecino M,Stein GS, Lian JB, Stein JL. (2004) The vitaminD response element in the distal osteocalcinpromoter contributes to chromatin organizationof the proximal regulatory domain. J. Biol. Chem.279:43581- 43588.

• Li X, Vradii D, GUTIERREZ S, Lian JB, van WijnenAJ, Stein JL, Stein GS, Javed A. (2005)Subnuclear targeting of Runx1 is required forsynergistic activation of the myeloid specificM-CSF receptor promoter by PU.1. J. Cell.Biochem. 96:795-809.

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Soraya Gutiérrez

Figura 3. Inmuno precipitación de cromatina (ChIP).Representación esquemática de la técnica de ChIP,utilizada para identificar regiones de ADN a las cualesse unen determinadas proteínas, en este caso histonasH3 y H4 hiperacetiladas (panel superior). Los histogramasmuestran los niveles relativos de histona H3 y H4acetiladas presentes en las zonas de quiebre de los genesRUNX1 y ETO y en la región translocada de AML1-ETOdeterminados por PCR en tiempo real (panel inferior).Los resultados se expresan como veces sobre la IgG.Como control negativo se amplificó una región del exon1 del gen de miogenina el cual no es expresado en célulashematopoyéticas.

Figura 1. La oncoproteína Runx1-Eto es generada por una translocación cromosomal recíproca.El diagrama muestra las proteínas Runx1, Eto y Runx1-Eto, sus dominios funcionales y las proteínas con las que interactúan. El panelderecho muestra el fenotipo de embriones normales y knock-in para RUNX1-ETO en estadío E12.5. Los embriones knock-in, quetienen un alelo normal y el otro lleva la translocación t(8;21), mueren alrededor de E13.5 debido a una total ausencia de hematopoyesishepática fetal y por hemorragias letales.

Figura 2. Organización genómica de los genes RUNX1 y ETO humanos. Representación esquemática de los locus RUNX1 (panelizquierdo) y ETO (panel derecho); se muestran los promotores alternativos identificados para RUNX1 (P1 y P2). Los cuadrados decolor corresponden a exones, la líneas continuas corresponden a intrones y las regiones mapeadas de quiebre cromosomal semuestran como círculos verdes.


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La formación de conexiones sinápticas requiere del ensamblaje de sinápsisfuncionales. Un diálogo apropiado entre los axones presinápticos y sus célulasblanco, sea una neurona o una célula muscular, es esencial para el ensamblaje dela maquinaria presináptica de liberación de neurotransmisores y del aparatopostsináptico que recibe estas señales. Sin embargo, poco se sabe respecto delas moléculas y mecanismos involucrados en las etapas tempranas de la diferenciaciónsináptica.

Además de su función clásica como morfógenos del desarrollo temprano,los factores Wnt han sido recientemente caracterizados como moléculas deseñalización claves en la formación de conexiones neuronales. Se ha descrito queen sinapsis centrales los factores Wnt son liberados retrógradamente desde elcomponente postsináptico induciendo la diferenciación del componente presináptico.Sin embargo, no se ha descrito la posible función de factores Wnt en la diferenciaciónpost-sináptica así como en sinapsis periféricas. Nuestra investigación pretendeabordar estas dos preguntas usando la unión neuromuscular (UNM) como modelode estudio. Comparada con sinapsis centrales, la UNM presenta un gran tamaño,simplicidad y accesibilidad, lo que la ha convertido en un modelo ampliamenteutilizado para el estudio de la sinaptogénesis.

Hemos observado que tanto factores Wnt como sus receptores Frizzled seexpresan en los componentes pre- y post-sinápticos de la UNM de vertebrados.A través de aproximaciones de biología celular hemos encontrado que factoresWnt secretados por las motoneuronas inducen en forma significativa la diferenciaciónpostsináptica.

Además, nuestros resultados utilizando la extremidad anterior de pollos enel desarrollo sugieren que la señalización a través de Wnt regula el ensamblajepost-sináptico de la UNM in vivo. Por otra parte, resultados recientes tambiénsugieren que factores Wnt secretados por células musculares regulan la diferenciaciónpre-sináptica de las motoneuronas in vitro. Actualmente, nuestra investigación estáenfocada a la identificación y posible función de proteínas que forman parte de lasvías Wnt en las respuestas que hemos observado sobre la diferenciación pre- ypost-sináptica en la UNM de vertebrados.

Nuestra línea de investigación será un aporte hacia la comprensión de lafunción de los factores Wnt sobre la conectividad neuronal. A futuro, esperamosaplicar esta información en modelos de regeneración sináptica después de dañotraumático o de enfermedades neurodegenerativas.

Juan Pablo HenríquezEstudio de la función de la vía de señalización Wnt en la diferenciación sinápticaen la unión neuromuscular de vertebrados

• Riquelme, C., Larraín, J., Schönherr, E.,HENRIQUEZ, J.P., Kresse, H., Brandan, E. (2001)Antisense inhibition of decorin expression inmyoblasts decreases cell responsiveness toTransforming Growth Factor-and acceleratesskeletal muscle differentiation. J. Biol. Chem.276: 3589-3596.

• HENRIQUEZ, J.P., Casar, J.C., Fuentealba, L.,Carey, D.J., Brandan, E. (2002) Extracellularmatrix histone H1 binds to perlecan, is presentin regenerating skeletal muscle and stimulatesmyoblast proliferation. J. Cell Sci. 115:2041-2051.

• Krylova, O., Cleverley, K.E., Herreros, J., Ehler,E., HENRIQUEZ, J.P., Hughes, S., Salinas, P.C.(2002) WNT-3, expressed by motoneurons,regulates terminal arborization of neurotrophin-3 responsive spinal sensory neurons. Neuron35:1043-1056.

• HENRIQUEZ, J.P., Bildsoe, H., Hughes, S.M.,Salinas, P.C. (2006) Wnt3 collaborates with agrinto induce acetylcholine receptor clustering atthe vertebrate neuromuscular synapse.Manuscrito en preparation.

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Juan Pablo Henríquez

Figuras. Modelos de estudio de unión neuromuscular. La sinapsisfuncional entre axones motores y músculos específicos, conocidacomo unión neuromuscular, es esencial para el movimientocoordinado del organismo. Para su formación in vivo, los nerviosse ramifican en motoneuronas individuales que hacen sinapsis convarias fibras musculares (Figura arriba, izquierda). Un primer eventoclave de la formación de la UNM es la agregación de receptoresde acetilcolina (AChR) sobre la superficie de las células musculares.Estamos estudiando la participación de factores Wnt en la formacióntemprana de esta sinapsis usando dos modelos: uno de ellos es elde sinapsis in vitro a partir de co-cultivos de motoneuronas concélulas musculares diferenciadas (Figura arriba, derecha,motoneuronas en rojo; agregados del AChR en verde). El otrocorresponde a modificar la expresión de proteínas de las vías Wnten los componentes de la sinapsis por separado. La Figura abajo,izquierda muestra como ejemplo células musculares diferenciadastransfectadas con proteína fluorescente roja, donde se tiñen losnúcleos en azul y los agregados del AChR en verde.


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Nuestro interés ha estado enfocado inicialmente a establecer los mecanismosinvolucrados en remodelación de cromatina espermática post-fecundación utilizandoel erizo de mar como modelo biológico. Hasta la fecha hemos definido que las histonasespermáticas (SpH) son removidas de la cromatina y reemplazadas por histonasmaternas (CS). Este reemplazo es sequencial, inicialmente se pierde el tetrámeroSpH3-SpH4, posteriormente SpH1 y los dímeros SpH2A-SpH2B (Imschenetzky y col.,1991). Consistentemente con esta secuencia de transiciones de histonas en lacromatina espermática, hemos aislado nucleosomas híbridos formados por SpH2A-SpH2B y por variantes de histonas CS de origen materno.

Hemos demostrado que las SpH que desaparecen de la cromatina espermáticason subsecuentemente degradadas por una cistein-proteasa que ha sido identificaday caracterizada en nuestro laboratorio . Hemos demostrado que esta proteasa degradaselectivamente las SpH sin afectar las histonas maternas CS. También hemos reportadoque la selectividad proteolítica de esta enzima es modulada por modificaciones post-traduccionales de sus sustratos, asi, la poli(ADP-ribosilacion) protege a las histonasCS y la fosforilación protege los dimeros de histonas SpH2A-SpH2B en etapasintermedias de remodelación de la cromatina espermática. Esta proteasa fue encontradacomo zimógeno inactivo en núcleos de huevos sin fecundar y hemos demostradoque es activada y movilizada al pronúcleo masculino después de la fecundación.Nuestros resultados han sido recopilados en una revisión en la cual se incluye elmodelo que se ilustra en la Figura 1.

Más recientemente, hemos definido que esta proteasa persiste en el núcleodel cigoto y prevalece durante todas el desarrollo embrionario hasta las etapaslarvarias de desarrollo. Se localiza en el núcleo durante la fase S del primer ciclocelular y luego tanto en el huso como en los cromosomas durante la primera mitosis(Figura 2). Su inhibición in vivo bloquea la primera onda de replicación de ADN en elcigoto y previene la primera mitosis al interferir con la correcta bipolarización decentrosomas. Esta inhibición detiene la primera segmentación embrionaria conduciendo,finalmente, a un aborto del desarrollo embrionario.

Basados en la secuencia N-terminal de la proteasa en su forma activa hemoslogrado clonar el gen que la codifica y hemos determinado que este gen posee unahomología notable con la familia de proteasas perteneciente a catepsina L de variasespecies incluyendo la humana. En este contexto, nuestro esfuerzos futuros estarándirigidos ha investigar la existencia de esta variante de catepsina L en varias líneasde células humanas y a determinar la potencial participación de este tipo de proteasaen proliferación celular.

María Imschenetzky Marcia Puchi Violeta MorínRol de una cistein-proteasa en la remodelación de cromatina espermática post-fecundación e impacto de su inhibición sobre el progreso de los ciclos celularesembrionarios iniciales

• Oliver M.I., Rodriguez C., Bustos P., MORIN V.,Gutierrez S., Montecino M., Genevière A.M.,PUCHI M., IMSCHENETZKY M. (2003)Conservative segregation of maternally inheritedhistone variants in larval stages of sea urchindevelopment. J. Cell. Biochem. 88:643-649.

• IMSCHENETZKY M., PUCHI M., MORIN V.,Medina R., Montecino M. (2003) Chromatinremodeling during sea urchin early development:molecular determinants for pronuclei formationand transcriptional activation. Gene 322:33-46.

• Concha C, MORIN V, Bustos P, Geneviere A.M.,Heck M.S., PUCHI M., IMSCHENETZKY M. (2004)Cysteine-protease involved in male chromatinremodeling after fertilization co-localizes withalpha -tubulin at mitosis. J Cell Physiol. 202:602-607.

• Concha C., Monardes, A., Even,Y., MORIN, V.,PUCHI, M., IMSCHENETZKY, M., Genevière, A.M.(2005) Inhibition of cysteine protease activitydisturbs DNA replication and prevents mitosisin the early mitotic cell cycles of sea urchinembryos. J Cell Physiol. 204:693-703.

• Monardes A., Iribarren C., MORIN V., Bustos P.,PUCHI M., IMSCHENETZKY M. (2005) Duringmale pronuclei formation chromatin remodelingis uncoupled from nucleus decondensation. JCell Biochem. 96:235-241.

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Figura 1. Modelo del mecanismo de acción de la cistein-proteasa durante laremodelación de la cromatina espermática post fecundación.

Figura 2. Localización de la cistein-proteasa en el núcleo durante lafase S del primer ciclo celular y luego tanto en el huso como en loscromosomas durante la primera mitosis

María Imschenetzky Marcia Puchi Violeta Morín


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Los estudios que se efectúan en el laboratorio de Microbiología Básica yBiorremediación; están orientados conocer las potencialidades metabólicas debacterias aisladas desde el ambiente acuático o terrestres para degradar compuestosorgánicos tóxicos generados por actividades industriales. Estos estudios, se efectúancon enfoques celulares, fisiológicos y genéticos, los que son integrados parar evaluarsu potencial aplicación. Los trabajos efectuados en este tema, han permitido aislary caracterizar varias cepas bacterianas con metabolismo aeróbico, que posen capacidadpara degradar eficientemente compuestos halofenólicos. Además, se ha logradodeterminar que los genes que codifican las enzimas que participan en la mineralizaciónde 2,4,6-triclorofenol están localizados en el cromosoma bacteriano, en cambio losgenes que codifican para enzimas del metabolismo del ácido 2,4-diclorofenoxiacetico,pesticida de empleo habitual en agricultura, están codificados en ADN extracromosomal(plasmidos).

Entre las cepas bacterianas, más estudiadas en nuestro Laboratorio seencuentran Cupriavidus sp. PZK y Sphingopyxix chilensis S37, esta última correspondea una nueva especie bacteriana descrita por nuestro grupo de investigación. En estasbacterias se han detectado diferencias en sus habilidades degradativas, Cupriavidus PZK es capaz de degradar 2,4,6-triclorofenol como única fuente de carbono yenergía, en cambio Sphingopyxix chilensis S37 requiere de otros sustratos de fácilmetabolización. Sin embargo, en ambas cepas bacterianas, se ha demostrado laexistencia de “gránulos” intracitoplasmáticos de poliβhidroxialcanoatos el que se harelacionado con las capacidades de estas bacterias para sobrevivir en condicionesde inanición y estrés. Entre las potenciales aplicaciones de este polímero, destacansus propiedades físico-químicas las cuales son similares a los plásticos derivados del petróleo, y por ello, pueden ser utilizados en reemplazo de estos polímerossintéticos y en biomedicina, con la ventaja adicional de ser biodegradables. Nuestrosestudios, han demostrado que estas bacterias, tienen la capacidad para degradarhalofenoles en efluentes industriales y simultáneamente, sintetizar y acumular ensu citoplasma gránulos de poliβhidroxialcanoatos. Bacterias con las propiedadesdescritas, proporcionan una interesante alternativa parar remover compuestos tóxicosy al mismo tiempo sintetizar un biopolímero que puede ser utilizado en reemplazode los plásticos convencionales.

Miguel MartínezDegradación de compuestos orgánicos tóxicos por bacterias y biosíntesis depolímeros de poli-hidroxialcanoatos

• Godoy, F., Vancanney, M., Martinez, M.,Steinbüchel, A., Swings, J. and Rehm, B.H.A.(2003) Sphingopyxis chilensis sp. nov., achlorophenol-degrading bacterium whichaccumulates polyhydroalkanoates, and transferof Sphingomonas alaskensis to Sphingopyxisalaskensis comb. nov. International Journal ofSystematic and Evolutionary Microbiology 53:473-477.

• Godoy, F., Bunster, M., Matus, V., Aranda, C.,González,B. 2003 and Martínez, M. (2003)Poly--hydroxyalkanoates consumption duringdegradation of 2,4,6-trichlorophenol bySphingopyxis chilensis S37 Letters in AppliedMicrobiology. 36,1-6

• Matus, V., Sánchez,M.A., Martínez, M., andGonzález, B. 2003. Efficient degradation of2,4,6-trichlorophenol requiere a set of catabolicgenes related to tcp gnes from Ralstoniaeutropha JMP 134 (pJP4). Applied andEnvironmental Microbiology. 69: 7108-7115.

• Dominguez V.M, Martínez, M:, and Vidal G.2004. Sorptive behavior of chlorophenols onriver volcanic sediment. Bulletin ofEnvironmental Contamination and Toxicology.73: 519-526.

• Tobella,L. Bunster, M., Pooley, A. Godoy, F.And Martínez, M. 2005. Biosyntesis of poly-_-hydroxyalcanoates by Sphingopyxis chilensisS37 and Wutersia sp. PZK using a carbonsource cellulose pulp mill effluents contained2,4,6-trichlorophenols. Journal of IndustrialMicrobiology & Biotechnology. 32:397-401.

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Figura 4.- Modelo que ilustra lalas vinculaciones entre lascapacidades bacterianas paradegradar compuestos orgánicostóxicos, sobrevivir en ambientesadversos, y sus potencialesaplicaciones industriales.

Figura 1.- Microscopia electrónica de transmisiónde la cepa Sphingopyxis chilensis S37 con gránulosde PHA.

Figura 2.- Unidades de PHA

Figura 3.- Etapas de la formación del gránulo de PHA(Madison y Huisman 1999)

Miguel Martínez Poblete


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Nuestro laboratorio está dedicado al estudio de los mecanismos que controlanla remodelación de la estructura de la cromatina y la actividad transcripcional encélulas eucariontes. Atención especial se ha puesto en analizar estos mecanismosdurante la diferenciación osteoblástica, concentrando esfuerzos en genes específicosde células de hueso que son regulados en respuesta a señales extracelulares comovitamina D3 y BMP-2. Uno de los genes inducidos por BMP-2 utilizados como modelode estudio es RUNX2, un miembro de la familia de factores de transcripción conhomología RUNT y un regulador fundamental de la expresión tejido-especifica enosteoblastos. Otro gen estudiado es osteocalcina, el que se expresa en etapastardías de la diferenciación ósea en forma tejido-específica y es estimulado porvitamina D3. Recientemente, el laboratorio se ha enfocado a: 1) definir lasdeterminantes moleculares involucradas en el reclutamiento de complejos multiméricosque remodelan cromatina y facilitan la activación transcripcional de genes óseo-específicos en células osteoblásticas (figura 1); 2) determinar los mecanismosepigenéticos involucrados en la regulación de esta transcripción ósea-específica;y, 3) definir los mecanismos responsables de la transcripción dependiente de BMP-2 y vitamina D3, de genes asociados al fenotipo óseo.

Martín MontecinoMecanismos que controlan la transcripción en células eucarióticas

• Gutiérrez, J., Sierra, J., Medina, R., Puchi, M.,Imschenetzky, M., van Wijnen, A., Lian, J., Stein,G., Stein, J., MONTECINO, M. (2000) Interactionof CBF /AML/PEBP2 transcription factors withnucleosomal sequences requires flexibility inthe translational positioning of the histoneoctamer and exposure of the CBF site.Biochemistry 39:13656-13574.

• Villagra, A., Gutierrez, J., Paredes, R., Sierra,J., Puchi, M., Imschenetzky, M., van Wijnen,A., Lian, J., Stein, G., Stein, J., MONTECINO,M. (2002) Reduced CpG methylation isassociated with transcriptional activation of thebone-specific rat osteocalcin gene inosteoblasts. J. Cell. Biochem. 85: 112-122.

• Paredes, R., Gutierrez, J., Gutierrez, S., Allison,L., Puchi, M., Imschenetzky, M., van Wijnen,A., Lian, J., Stein, G., Stein, J., MONTECINO,M. (2002) Interaction of the 1a,25-dihidroxyvitamin D3 receptor at the distal promoter regionof the bone-specific osteocalcin gene requiresnucleosomal remodeling. Biochemical J. 363:667-676.

• Paredes, R., Arriagada, G., Cruzat, F., Olate, J.,van Wijnen, A., Lian, J., Stein, G., Stein, J.,MONTECINO, M. (2004) The runx2 transcriptionfactor interacts with 1a,25-dihydroxy vitaminD3 receptor and facilitates 1a,25-dihydroxyvitamin D3-dependent upregulation of the ratOC gene expression in osteoblastic cells. J.Ster. Biochem. Mol. Biol. 89-90: 269-271.

• Paredes, R., Arriagada, G., Cruzat, F., Villagra,A., Olate, J., Zaidi, K., van Wijnen, A., Lian, J.,Stein, G., Stein, J., MONTECINO, M. (2004)Bone-specific transcription factor Runx2interacts with the 1a,25-dihydroxy vitamin D3receptor to up-regulate the rat osteocalcin geneexpression in osteoblasts. Mol. Cell. Biol. 24:8847-8861.

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Martín Montecino

Figura 1. Esquema que ilustra nuestra hipótesis de trabajo. Los factores de transcripción Runx2 y C/EBP se unenal promotor del gen osteocalcina cuando este se encuentra inactivo y reclutan al complejo remodelador de cromatinaSWI/SNF. Una vez unido, SWI/SNF promueve la movilización de nucleosomas posicionados en la región promotoraproximal, creando un área libre de nucleosomas y facilitando así la asociación del complejo RNA polimerasa II yla activación transcripcional.


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Las células de mamíferos expresan dos sistemas transportadores con lacapacidad de transportar vitamina C. Los transportadores de la forma reducida dela vitamina C, el ácido ascórbico, son conocidos como SVCT1 y SVCT2. Lostransportadores de la forma oxidada de la vitamina C, ácido deshidroascórbico, sonconocidos como GLUTs, descritos originalmente como transportadores de glucosa.Se ha postulado que diferentes moléculas que participan en reacciones deoxidoreducción (antioxidantes), como la vitamina C, pueden ser muy importantesen la protección contra enfermedades cerebrales como Alzheimer, Parkinson, infartocerebral, shock y tumores cerebrales. Además, se ha postulado que vitamina Cparticiparía en la diferenciación de células troncales. En los últimos años hemosrealizado estudios cinéticos para comparar los mecanismo de incorporación devitamina C en neuronas aisladas de corteza cerebral, células gliales ependimariasdel hipotálamo y astrocitos. Además, hemos analizado la expresión de SVCT2 y laincorporación de vitamina C en diferentes tumores cerebrales y células troncales.

Los resultados indican que los astrocitos transportan principalmente ácidodeshidroscórbico usando el transportador de glucosa GLUT1. Estos resultadospermiten postular que los astrocitos están involucrados en el reciclaje de vitaminaC en el cerebro. En células tumorales, nuestra hipótesis indica que las células queno transportan ácido ascórbico (diferentes tumores cerebrales) pueden adquirirvitamina C por un efecto bystander (Nualart y col., 2003), que consiste en laproducción local de superóxidos por células activadas (microglia) y la oxidaciónlocal de la vitamina C. Una característica común de los gliomas astrocíticos es lainfiltración microglial. La baja recuperación de pacientes con astrocitomas se debeen gran parte a esta propiedad. Utilizando cocultivos de células de defensa (activables)con células tumorales (incapaces de transportar vitamina C reducida) hemos definidoque la entrada de vitamina C oxidada a través de transportadores de glucosa escentral para la incorporación de esta molécula en tumores cerebrales y para laresistencia a tratamientos de radiación. Es importante indicar, que todos los intentosconvencionales (radiación y quimioterapia) para sanar a los pacientes con gliomasastrocíticos no han tenido éxito.

Francisco NualartTransportadores de vitamina C y glucosa en células normalesy tumorales del cerebro

• Tapia, J.C., Mentis, GZ., Navarrete, R.,NUALART, F., Figueroa, E A., Sánchez, L.G.,Aguayo, L. (2001). Onset of glycine and gabaareceptor development in spinal cord neurons.Effects on neurite outgrowth. Neuroscience108: 493-506.

• NUALART, F., Golde, D., Rivas, C., Zhang, R.,Guaquil, V., Montecinos, V., Godoy, A., Vera,JC. (2003). Recycling of vitamin C by abystander effect. Journal of Biological Chemistry278:10128-10133.

• Verleydonk, S., Hirschner, W., Wellard, J., Rapp,M., Garcia, MA., NUALART, F., Hamprecht, B.(2004) Regulation by insulin and insulin-likegrowth factor of 2-deoxyglucose uptake inprimary ependymal cell cultures. NeurochemicalResearch 29:127-134.

• García, MA., Salazar, K., Millán, C., Montecinos,H., Silva, C., Aguayo, L., Olate, J., Reinicke, K.,NUALART, F. (2005) The sodium vitamin Ccotranspoter SVCT2 is expressed inhypothalamic glial cells. GLIA 50: 32-47.

• Astuya A, Caprile T, Castro M, Salazar, GarciaMA, Reinicke K, NUALART F. (2005) VitaminC uptake and recycling among normal andtumor cells from the nervous system. J.Neurosc. Res. 79:146-156.

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Francisco Nualart

Figura 2. Esquema que representa la interacción de células normales y malignas en un tumor cerebral. Las célulastumorales son capaces de incorporar la forma oxidada de la vitamina C (el ácido deshidroascórbico (DHA),generado por la acción de superóxidos producidos por la microglía.

Figura 1. Función de transportadores de glucosa (GLUTs) y vitamina C reducida (SVCT)en una célula normal.


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Nuestro laboratorio estudia a nivel celular y molecular los mecanismos deacción de vías de transducción de señales reguladas por proteínas G. Las proteínasG pertenecen a una gran familia de proteínas que regulan el traspaso de la señaldesde el exterior al interior de la célula y cuya función depende de nucleótidos deguanina (GDP/GTP). En este tipo de de señalización de membrana plasmática, launión del ligando a su receptor causa la activación de la proteína G, la cual a suvez regula la actividad de sistemas efectores como la adenilil ciclasa, fosfolipasaC o canales iónicos y producción de segundos mensajeros como cAMP, IP3, DAG,Ca2+. El cambio espacio-temporal en los niveles intracelulares de segundosmensajeros produce la activación de cascadas de quinasas, fosforilación de proteínasblanco como factores de transcripción y, finalmente, cambios en la expresióngénica y función celular (división, motilidad, secreción, apoptosis, diferenciación).El conocimiento de la estructura terciaria de algunas proteínas G ha permitido unamejor comprensión de su función transductora en la membrana plasmática. Alrespecto, nuestro grupo grupo ha identificado algunas regiones y residuos deaminoácidos en el dominio hélice de la proteína Gas humana que son importantespara determinar el nivel de intercambio basal de GDP/GTP. Además, hemos clonado,desde cerebro humano, una proteína GEF que regula este intercambio y denominadaRIC-8 o sinembrina.

Usando el ovocito de Xenopus laevis como sistema de estudio de la acciónno genómica de progesterona, hemos determinado que la proteína Gas, elheterodímero Gbg y el sistema efector adenilil ciclasa son el blanco de acción delesteroide a través de un mecanismo que involucra el receptor clásico de progesterona.

Otro importante estudio que nuestro grupo de trabajo ha iniciadorecientemente se relaciona con la función de proteínas G durante el desarrolloembrionario temprano de Xenopus laevis. Debido a que las proteínas G serían elcomponente inmediato regulado por la vía Wnt-frizled, hemos dedicado nuestraatención a la proteína Gαq, la cual regularía la vía de señalización no canónicaWnt/Ca2+. Se sabe que la vía Wnt/Ca2+ participa en el establecimiento del ejeantero-posterior del embrión, regulando eventos ventralizantes durante el estadode blástula y gástrula. A pesar de ello aún se desconoce como esta vía modulala expresión génica. Al respecto, hemos encontrado que la sobrexpresión y depleciónde Gαq en el embrión afecta la expresión de genes dorsalizantes y ventralizantes.Nuestro objetivo inmediato es entender como el Ca2+ y proteínas quinasasasociadas (CamKII y PKC) regulan la expresión de los genes anteriomentemencionados.

Juan Olate María Victoria HinrichsSistemas de transducción de señales regulados por proteínas G. Función en laacción no genómica de esteroides y en el desarrollo embrionario

• Guzman L, Romo X, Grandy R, Soto X, MontecinoM, HINRICHS MV, OLATE J. (2005) A Gbgstimulated adenylyl cyclase is involved inXenopus laevis oocyte maturation. J Cell Physiol.202:223-229.

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• Klattenhoff C, Montecino M, Soto X, GuzmanL, Romo X, Garcia MA, MellstromB, NaranjoJR, HINRICHS MV, OLATE J. (2003) Humanbrain synembryn interacts with Gsa and Gqaand is translocated to the plasma membranein response to isoproterenol and carbachol. JCell Physiol. 195:151-157.

• Romo X, HINRICHS MV, Guzman L, OLATE J.(2002) Gas levels regulate Xenopus laevis oocytematuration. Mol Reprod Dev. 63:104-109.

• Brito M, Guzman L, Romo X, Soto X, HINRICHSMV, OLATE J. (2002) S111N mutation in thehelical domain of human Gsa reduces itsGDP/GTP exchange rate. J Cell Biochem. 85:615-620.

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Juan Olate María Victoria Hinrichs

Figura 3. Procesos de ovogénesis, maduración, fertilizacióny desarrollo embrionario temprano del ovocito de Xenopuslaevis. La parte superior muestra las diferentes etapas através de las cuales el ovocito de Xenopus laevis generaun individuo adulto. La barra intermedia indica los eventoscelulares más importantes que ocurren dentro de cadaetapa y el fenotipo del ovocito y embrión asociado a estoseventos. La gráfica inferior muestra el nivel de actividad delas quinasas cdc2 y MAPK inducidas por la acción nogenómica del esteroide progesterona.

Figura 1. Estructura tridimensional de la proteína Gas humana.La estructura tridimensional de la proteína Gαs humana (código PDB1AZT) fue obtenida con el programa RasMol. El dominio GTPasa o deunión de GDP/GTP se muestra en color rojo y posee gran similitudestructural con la proteína G pequeña proto-oncogen ras. El dominiohélice se muestra en color verde y es único para esta familia de proteínasG grande. La molécula de GDP o GTP se muestra en color amarillo yunida en el bolsillo formado por la superficie interior de los dominiosGTPasa y hélice. Las regiones del dominio hélice y residuos de aminoácidosen estudio están indicadas en color morado esferas azules,respectivamente.

Figura 2. Colocalización de la proteínasinembrina humana (hSyn) con hGαs en lamembrana plasmática. Células PC-12transfectadas transientemente con hSyn-EYFPy el receptor b2-adrenérgico fueron incubadasen ausencia (panel superior) y en presenciade 10 mM del ligando isoproterenol (panelinferior). Posteriormente, la localizaciónsubcelular de hSyn (color verde) y la proteínahGαs (color rojo) fue determinada pormicroscopía confocal. La colocalización deambas proteínas (Merge) en la membranaplasmática se visualiza por los puntos de colorblanco-amarillo, la cual aumenta en presenciadel ligando.

Control, sin ligando

hSyn-EYFP hGas Merge

Isoproterenol 10mM, 2 hrhSyn-EYFP hGas Merge


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Dentro de las estrategias más recientes de inmunización, se han desarrolladolas vacunas con vectores de expresión plasmidial que tienen la ventaja sobre el usode patógenos vivos atenuados, de no tener el riesgo de la infección e inducir unaefectiva respuesta inmune. Estas técnicas están basadas en el uso de vectores ADNo ARN, cuyo objetivo es la expresión de antígenos de una forma que sean unido alas moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad clase I (MHC-I) o que sigala ruta de presentación, vía las células presentadora de antígeno profesionales. Lasvacunas ADN utilizan un plásmido que posee un origen de expresión eucarionte,teniendo como ventajas su simplicidad en la producción y su eficiente capacidad deinducir una fuerte respuesta inmune de tipo celular, dándose la posibilidad de incluirciertas secuencias reguladoras de tipo CpG, las que son capaces de modular larespuesta inmune. Para las vacunas ARN se utilizan alpha virus como vectores parala producción de vacunas, los que han demostrado superioridad con otras estrategiasde inmunización genética, estos vectores se basan en un genoma de tipo ARN deuna hebra, por ejemplo del virus Semliki Forest (VSF). Las partículas VSF recombinantesse empaquetan in vitro, conteniendo el ARN para la replicasa viral y el ARN delantígeno. Estas partículas virales no son autoreplicantes y numerosos estudios handemostrado que la vacunación con tales partículas, inducen una fuerte respuestainmune protectora.

Nuestros estudios se basan en el uso de secuencias nucleotídicas que codificanpara dos proteínas de Brucella abortus con demostrada capacidad inmune, el genpara la proteína súperoxido dismutasa Cu/Zn (sodC) y para un factor inductor de latranscripción 3 (infC). Estos genes han sido introducidos en vectores de tipo ADNo ARN, en el caso de los vectores que transportan el gen sodC se ha demostradouna eficiente capacidad de inducir respuesta inmune humoral y celular, con unpredominio de células tipo Th1 productoras de INF gama y de células T citotóxicasantigeno especificas, respuesta que es protectora utilizando el modelo murino, estandoen estudio su uso para bovinos. El uso del gen infC, para este tipo de construcciones,esta en etapa de estudio.

• González-Smith, A. R Vemulapalli, E Andrews,A Oñate. Evaluation of Brucella abortus DNAVaccine by Expression of Cu-Zn SuperoxideDismutase Antigen fused to IL-2. 2006.Immunobiology. 211: 65-74.

• Andrews, E., P Salgado, H. Folch, A. Oñate.Vaccination with live Escherichia coli expressingBrucella abortus Cu/Zn Superoxide-Dismutase:II Induction of specific CD8+ cytotoxiclymphocytes and sensitized CD4+ IFN-producing cell. Microbiology and Immunology,2006 Vol 50, Nº5 (aceptado).

• Rivers, R. E Andrews, A González-Smith, GDonoso, A Oñate. 2006. Brucella abortus:inmunidad, vacunas y estrategias de prevenciónbasadas en ácidos nucleicos. Arch. Med. Vet.Vol 38, N°1 (aceptado).

Angel OñateDesarrollo y evaluación inmunológica de vacunas ADN y ARN, utilizando comomodelo experimental la brucelosis bovina

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Figura 1. Expresión in vitro de la proteína IF3 de Brucella en células Cos7 infectadas con partículasrecombinantes del virus Semliki Forest que transporta el gen inf. (SFV-IF3). Detección citoplasmáticade la proteína IF3 por inmunofluorescencia, analizada por microscopia confocal.

Angel Oñate


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El objetivo principal de nuestro laboratorio es entender al papel de los metalesde transición en la función sináptica y en las enfermedades neurodegenerativas.Nuestro laboratorio ha caracterizado al péptido b-amiloide (Aβ), el elemento centralen la enfermedad de Alzheimer (AD), como una metaloproteína capaz de coordinarel ión Cu2+ y Zn2+. Los complejos de Aβ-Cu catalizan la formación de peróxido dehidrógeno in vitro, a través de la reducción de Cu(II) a Cu(I) y la transferencia deelectrones desde agentes reductores, en una forma similar a la Superóxido Dismutasadeficiente de Zn (Cu-ESOD1), una enzima vinculada a la Esclerosis Lateral Amiotrófica(ALS), una enfermedad caracterizada por la pérdida de motoneuronas. Estos estudioshan sido ejecutados en colaboración con el Dr. Ashley Bush, The University ofMelbourne, The Mental Health Research Institute, Melbourne Australia. Además,nuestro grupo está iniciando un programa para analizar el papel de los metales detransición en la vía Ubiquitina-Proteosoma, la que ha sido asociada a la regulación dela función sináptica y al desarrollo de la neurodegeneración. Recientemente, nuestrogrupo ha recibido financiamiento desde la Fundación Andes para estudiar dosmetaloproteínas de la matriz intracelular, Piccolo y Bassoon, las cuales son componentesimportantes de las zonas activas presinápticas. Nuestro trabajo podría tener unimpacto potencial en el desarrollo de nuevas terapias para el tratamiento de diferentesenfermedades neurodegenerativas.

Carlos OpazoInteracciones metal-proteína en enfermedades neurodegenerativas

• Miranda S., OPAZO C., Larrondo L.F., Munoz F.J.,Ruiz F., Leighton F., Inestrosa N.C. (2000) Therole of oxidative stress in the toxicity inducedby amyloid b-peptide in Alzheimer's disease.Prog. Neurobiol. 62: 633-648.

• OPAZO C., Huang X., Cherny R.A., Moir R.D.,Roher A.E., White A.R., Cappai R., MastersC.L., Tanzi R.E., Inestrosa N.C., Bush A.I. (2002)Metalloenzyme-like activity of Alzheimer'sdisease b-amyloid. Cu-dependent catalyticconversion of dopamine, cholesterol, andbiological reducing agents to neurotoxic H2O2.J. Biol. Chem. 277: 40302-40308.

• OPAZO C., M., Barría, M.I., Ruiz, F.H., Inestrosa,N.C. (2003) Copper reduction by copper bindingproteins and its relation to neurodegenerativediseases. Biometals 16: 91-98.

• Puglielli L., Friedlich A.L., Setchell K.D.R., NaganoS., OPAZO C., Cherny R.A., Barnham K.J., WadeJ.D., Melov S.M., Kovacs D.M. Bush A.I. (2005)Alzheimer`s disease b-amyloid activity mimicscolesterol oxidase. J. Clin. Invest. 115: 2556-2563.

• OPAZO C., Luza S., Villemagne V.L., Volitakis I.,Rowe C., Barnham K.J., Strozyk D., MastersC.L., Cherny R.A., Bush A.I. (2005)Radioiodinated clioquinol as a biomarker for b-amyloid: Zn2+ complexes in Alzheimer's disease. Aging Cell . En prensa.

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Carlos Opazo

Figura 2. Las metaloproteínas Piccolo y Bassoon soncomponentes de las zonas activas sinápticas. A) Distribuciónde la proteína Piccolo en neuronas de hipocampo de ratónde 10 DIV, detectada por inmunofluorescencia. B) Distribuciónde la proteína Bassoon en neuronas de hipocampode ratón de 10 DIV, detectada por inmunofluorescencia. EnA y B, la barra corresponde a 25 y 20 m, respectivamente. C)Ultraestructura de las sinapsis presentes en neuronas dehipocampo de ratón de 10 DIV observada bajo el microscopioelectrónico (Jeol 1200 EXII) a 120 kV. La barra correspondea 100 nm.

Figura 1. Modelo de la acción del ión cobre sobre la neurotoxicidad del péptido βA. El ión cobre podría inducir la agregación delpéptido bA (1), o inducir la formación de complejos βA-Cu solubles con propiedades redox (2). Ambas vías podrían generar unaacción tóxica directa sobre las neuronas (3). En forma alternativa, los complejos βA-Cu podrían generar peróxido de hidrógeno, elcual podría desencadenar daño oxidativo a nivel de la membrana plasmática o en el espacio intracelular de la neurona (4). Estaúltima reacción podría ser inhibida parcialmente por el ión Zn (Red; agente reductor; Ox, agente oxidado).


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Linus Pauling, premio Nóbel de química en 1954, propuso que el consumode varios gramos de vitamina C al día, podría prevenir el desarrollo del cáncer y quela vitamina C podría ser utilizada como un potente anticancerígeno. Sin embargo,en nuestro laboratorio hemos obtenido evidencia indicando que células tumoraleshumanas son capaces de acumular elevadas cantidades de vitamina C, con unmarcado aumento en su capacidad para sobrevivir al estrés oxidativo. El objetivocentral del laboratorio es determinar el papel de la vitamina C en la defensa al estrésoxidativo en células tumorales humanas (próstata, mama, colon y leucemia), enfocandoel estudio desde dos áreas generales: 1) Queremos establecer de qué modo laspropiedades funcionales de los transportadores y de las reductasas de vitamina Cexplican la capacidad de las células tumorales para adquirir y acumular elevadasconcentraciones de vitamina C y si existe expresión aumentada de transportadoresde vitamina C en tumores humanos en diferentes grados de progresión tumoral.Utilizando celulas tumorales en cultivo, muestras de tumores de archivos de patologíay tumores recién aislados, se estudiará, con técnicas avanzadas de biología celulary molecular, la expresión y función de proteínas relacionadas con el metabolismode vitamina C, incluyendo la regulación de la expresión y la localización subcelularde transportadores y reductasas de vitamina C. Queremos establecer si existesobreexpresión de transportadores y reductasas de vitamina C en los tumores quepermita explicar el aumento descrito en el contenido de vitamina C en célulastumorales. 2) Queremos desarrollar nuevos procedimientos para producir unadeficiencia de vitamina C en las células tumorales de modo de aumentar, en formacontrolada, su sensibilidad a tratamiento con drogas antitumorales. Para elloutilizaremos tanto células en cultivo como modelos animales, incluyendo ratonesnude, transgénicos y knockout, en conjunto con compuestos naturales (flavonoidescomo la quercetina, genisteína y resveratrol) y compuestos sintéticos (antiinflamatoriosno esteroridales e inhibidores del metabolismo de glutatión). Proponemos que enlas células tumorales, un aumento en el contenido celular de vitamina C estádirectamente relacionado con una resistencia aumentada al estrés oxidativo y altratamiento antitumoral, y que es posible aumentar la sensibilidad de las célulastumorales a tratamiento antitumoral provocando en ellas una deficiencia controladay transitoria de vitamina C. Dado que las células tumorales deben obtener la vitaminaC de fuentes exógena y luego acumularlas intracelularmente como ácido ascórbico,nuestra propuesta es que es posible alterar farmacológicamente el contenido celularde vitamina C de las células tumorales actuando a dos niveles, a nivel de lostransportadores que la obtienen del medio externo y también a nivel de las reductasasintracelulares que la mantienen en su estado reducido. Se espera que este proyectoaporte información básica y aplicada que permita generar soluciones con aplicacionesen áreas de la medicina humana (cáncer) que es un importante problemas de saluden el país y en el mundo.

Coralia Rivas

Vitamina Cy Cáncer

• Rivas CI, , Guaiquil V.H, Velásquez, FV, BórquezO, Cárcamo JG, Concha, II, Golde, DW (1997)Increased uptake and accumulation of vitaminC in HIV-1 infected hematopoietic cell lines. J.Biol. Chem. 272:5814-5820.

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• Rodríguez P., Rivas CI, Godoy A, Fischbarg J,Vera JC, Reyes AM (2004) Redefining thefacilitated transport of mannose in human cells:Absence of a glucose-insensitive, high-affinityfacilitated mannose transport system.Biochemistry 44:313-320.

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Coralia Rivas


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Los diferentes tipos de cáncer de la cavidad bucal se ubican entre las 10neoplasias malignas más frecuentes en la población masculina. De éstos, el 90%corresponde al carcinoma de células escamosas (CCE) de labio, cuyo principalagente etiológico es la radiación ultravioleta (UV) solar. Chile es un país sobreexpuestoa la radiación UV debido al debilitamiento de la capa de ozono en el hemisferio sur,lo que ha llevado a un aumento de los cánceres de piel y labio en las últimas décadas.

Además, la queilitis actínica (QA), que es una lesión premaligna del labioinducida por luz UV que precede al CCE de labio, afecta a más de un 40% de laspersonas que trabajan al aire libre, tales como pescadores artesanales. En losúltimos años se ha demostrado que la inflamación puede favorecer el proceso depromoción y progresión tumoral y, coincidentemente, tanto la QA como el CCE dellabio se caracterizan por la presencia de un infiltrado inflamatorio y la destrucciónde la matriz extracelular (MEC). Nuestros estudios han mostrado que durante elproceso de carcinogénesis del labio se produce un incremento significativo de ladensidad de Mastocitos (MCs) y de sus serino-proteasas triptasa y quimasa. En laQA los MCs se redistribuyen a las zonas subepitelial y de elastosis, mientras queen el CEE de labio abundan tanto en el estroma intratumoral como en el frente deavance tumoral. Además, hemos observado que en el proceso de carcinogénesisdel labio se produce una alteración en la expresión de proteínas reguladoras delciclo celular como el p53. Nuestra principal hipótesis es que los MCs y sus proteasaspodrían estar contribuyendo significativamente al daño genómico y del tejidoconectivo de la QA a través de la activación en queratinocitos y fibroblastos deenzimas proinflamatorias como la COX-2. Esto resultaría en un aumento de laproducción de prostaglandinas (PGs) y oxidantes, los que a su vez contribuirían ala malignización de la QA. Para estudiar los mecanismos de contribución del MC ala carcinogénesis bucal se están utilizando técnicas de inmunohistoquímica, biologíamolecular, y de cultivo celular. El principal objetivo de esta investigación es caracterizarel proceso de carcinogénesis de labio a nivel molecular y celular, para así podercontribuir a la prevención e implementación de nuevos tratamientos que permitandisminuir la incidencia y prevalencia de la QA y el cáncer de labio en Chile.

Gina Rojas

Rol de la inflamación en la carcinogenesis de la cavidad bucal inducidapor luz ultravioleta

• MC Fernandez, PT Marucha, IG ROJAS, JDWalters. (2000) The role of protein kinase Cand calcium in induction of humanpolymorphonuclear leukocyte IL-1 beta geneexpression by GM-CSF. Cytokine 12: 445-449.

• IG ROJAS, DA Padgett, JF Sheridan, PTMarucha. (2002) Stress-induced susceptibilityto bacterial infection during cutaneous woundhealing. Brain, Behavior, and Immunity 16:74-84.

• MI Rudolph, IG ROJAS, AB Penissi. (2004)Uterine mast cells: a new hypothesis tounderstand how we are born. Biocell 28:1-11.

• IG ROJAS, A Martínez, A Pineda, ML Spencer,M Jiménez, MI Rudolph. (2004) Increased mastcell density and protease content in actiniccheilitis. Journal of Oral Pathology and Medicine33: 567-573.

• IG ROJAS, ML Spencer, A Martínez, MAMaurelia, MI Rudolph (2005) Characterizationof mast cell subpopulations in lip cancer. Journalof Oral Pathology and Medicine 34:268-273.

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Gina Rojas

Figura 2. Detección de mastocitos triptasa-positivos y quimasapositivos en cancer de labio. La detección de mastocitos triptasa-positivos y quimasa-positivos (puntos café oscuros) se realizó por inmunohistoquímica y enzimohistoquímica, respectivamente, enlabio normal (NL), quielitis actínica (AC) y cáncer de labio, a nivel del estroma intratumoral (IT) y peritumoral (PT).

Figura 1. Modelo que ilustra nuestra hipótesis de trabajo. En el tumor inducido por luz ultravioleta-B hay un aumento del númerode mastocitos, los cuales secretan diferentas mediadores (quimasas, TNF-a, tripatasa e histamina. Estos mediadores a su vezproducen alteraciones fibroproliferativas, contribuyendo significativamente al daño genómico y del tejido conectivo de la QA a travésde la activación en queratinocitos y fibroblastos de enzimas pro-inflamatorias como la COX-2. Esto resultaría en un aumento de laproducción de prostaglandinas (PGs) y oxidantes, los que a su vez contribuirían a la malignización de la QA.


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Isolde RudolphEstudio del origen y la función de los mastocitos asociados a tumores en elcáncer cérvico-uterino

La línea de investigación está enmarcada dentro del tema que relaciona losprocesos inflamatorios con la generación de cáncer. Las evidencias experimentalesindican que esta relación se observa en el cáncer cérvico-uterino, patología queprovoca el 10,9% de las muertes por cáncer en Chile, y que en más de un 90% seatribuye a infecciones por el virus del Papiloma Humano (HPV), de las cepas de altoriesgo 16/18/31 ó 33. Se han diseñado diversas aproximaciones experimentalespara estudiar los mecanismos moleculares involucrados en la carcinogénesis delcuello uterino asociado a la inflamación por infección por el virus HPV. Una de estasaproximaciones es un modelo animal de cáncer de cuello uterino generado enratones transgénicos, a los cuales se les ha insertado parte de la región tempranadel virus HPV16 clonado detrás del promotor de la keratina-K14 humana. Este modeloexpresa oncogenes virales del gen E7, que codifica proteinas multifuncionales queinactivan al gen supresor pRb de la célula infectada. Se ha demostrado que estaalteración complementada con un tratamiento con estrógenos por seis meses,induce displasias de alto grado, carcinoma in situ y cancer microinvasor en estosratones. La histopatología de la carcinogénesis que se desarrolla en estos ratonestransgénicos es muy simlar a lo observado en humanos con displasia cervical ycarcinoma invasor. Esta línea de investigación ha implementado este modelo decarcinogénesis epitelial de cuello uterino, descrito para ratones transgénicos HPV16-E7, para analizar la eficacia de antiinflamatorios y estabilizadores de mastocitos paraprevenir o demorar la aparición de cáncer. También se trabaja con técnicas in vitrode cultivos celulares para estudiar los cambios fenotípicos que se producen enmastocitos LAD2 por efercto de diversas citoquinas proinflamatorias y antiinflamatoriasy al coincubarlos con células SW756, provenientes de carcinoma de cuello uterinohumano. Simultáneamente, también se analizan posibles cambios fenotípicos decélulas SW756 por efecto de citoquinas y de la coincubación con células LAD2.

• A Martínez, U Brethauer, IG Rojas, F Mucientes,M Spencer, J Borlando, MI RUDOLPH (2005).Expression of apoptotic and cellproliferationregulatory proteins in actiniccheilitis. J Oral Path Med 34:257-262.

• IG Rojas, A Martínez, A Pineda, ML Spencer,M Jiménez, MI RUDOLPH. (2004) Increasedmast cell density and protease content inactinic cheilitis. JOral Path Med 33: 567-573.

• MI RUDOLPH, IG Rojas, AB Penissi. (2004)Uterine mast cells: a new hypothesis tounderstand how we are born. Biocell 28:1-11.

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Figura 1. Esquema simplificado del mecanismo que explicaría la posible participación del mastocito en el inicio del trabajo de parto.Entre los posibles reguladores de la activación del mastocito están los estrógenos, la oxitocina y CRH (Hormona liberadora deCorticotrofinas). Por otro lado, la relaxina y la progestrona (no incluidos en este esquema) pueden potenciar sus efectos relajantessobre el miometrio, mediante la estabilización de mastocitos. Con el fin de mantener la simplicidad del esquema, no se representanen esta figura otras vías alternativas o paralelas, tales como la acción directa de estrógenos sobre las CAPs (proteínas asociadasa la contracción muscular), o la acción de oxitocina sobre las contracciones uterinas y maduración del cérvix. (Rudolph y cols. Biocell28:1-11, 2004).

Isolde Rudolph


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Jacqueline Sepúlveda

Farmacodependencias

El objetivo del laboratorio de Neuroquímica y Psicofarmacología es estudiarlas bases neuroquímicas de la dependencia de drogas y desarrollar nuevasformulaciones farmacéuticas como apoyo al tratamiento biopsicosocial de lasdependencias.

Los opióides son ampliamente utilizados en el tratamiento del dolor, sinembargo, presentan como inconveniente la inducción de tolerancia y dependencia.En el desarrollo de ambos efectos existen varios neurotransmisores comprometidos,destacando la participación del glutamato por la posible modulación farmacológicay aplicación clínica. De este modo hemos demostrado que la administración agudade morfina en ratas produce una disminución de las concentraciones extracelularesde glutamato en núcleo accumbens. La administración crónica de morfina producetolerancia a este efecto neuroquímico y la inducción de un síndrome de abstinenciacon naloxona o el cese de la administración de morfina produce un incremento delas concentraciones de glutamato en el núcleo accumbens. Este efecto es revertidocon la administración de fármacos antiglutamatérgicos como riluzol y acamprosato.

Las concentraciones extracelulares de glutamato puede ser modulada a travésdel óxido nítrico y el ciclo glutamina-glutamato, por lo que ambas vías podrían sermanipuladas farmacológicamente para fines terapéuticos. Como hipótesis de trabajose plantea que un incremento de la liberación neuronal de glutamato, asociado alproceso de tolerancia y dependencia, podría generar como proceso adaptativo, unaalteración en los mecanismos de liberación y transporte de este aminoácido

• SEPÚLVEDA, M.J., Hernández, L., Rada, P.,Tucci, S.. and Contreras E.Effect of precipitatedwithdrawal on extracellular glutamate andaspartate in the nucleus accumbens of acuteand chronically morphine treated rats: an in vivomicrodialysis study. Pharmacol. Biochem. Behav., 60 (1998) 255-262.

• SEPÚLVEDA M.J., Astorga J.G., Contreras E.Riluzole decreases the abstinence syndromeand physical dependence in morphine dependentmice. European Journal of Pharmacology, 379(1999) 59-62.

• SEPÚLVEDA M.J., Ortega A., Zapata G. andContreras E. Acamprosate decreases theinduction of tolerance and physical dependencein morphine-treated mice. European Journal ofPharmacology, 445(2002) 87-91.

• SEPÚLVEDA, M.J., Oliva, P. and Contreras, E.Neurochemical changes of the extracellularconcentrations of glutamate and aspartate inthe nucleus accumbens of rats after chronicadministration of morphine. European Journalof Pharmacology 483 (2004), 249-258.

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Mecanismo propuesto para la acción deacamprosato sobre la actividad de la NOS paraefecto de acamprosato en la dependencia demorfina.En un primer contacto con la morfina (efectoagudo) se produce una disminución de la liberaciónde glutamato por la inhibición del AMPc. Alpermanecer activos (efecto crónico) por más tiempose produce un aumento paulatino “up regulation”del AMPc, produciendo la fosforilación de la PKA,lo que activa a la CaMKII que va a activar a laguanilil ciclasa y a la PKC. Lo cual se traduce enun aumento de liberación glutamato y señalesinespecíficas al núcleo para activar la síntesis( MAPK, c-fos, CREB). En la postsinapsis, elglutamato produce la apertura del canal NMDAproduciendo una gran entrada de Ca+2, lo queactiva la NOS, el NO difunde hacia la presinapsis,donde, finalmente, activa a la guanilil ciclasaproduciendo mayor liberación de glutamato.Acamprosato al inhibir el receptor NMDA, bloqueael ciclo de activación disminuyendo la entrada deCa+2 y así la activación de la NOS que lleva alaumento en la liberación de glutamato. En tanto,el exceso de glutamato es transportado hacia laglia y neuronas a través de GAST y GLT.

Jacqueline Sepúlveda

CICLO GLUTAMINA-GLUTAMATO: el glutamato liberadoal medio es ávidamente captado por los astrocitos quieneslo convierten en glutamina. Ésta es luego liberada almedio donde es captada por las neuronas, para serreciclada o utilizada en la obtención de glutamato

EFECTO DE ACAMPROSATO: La administraciónde acamprosato en ratas dependientes de morfinaproduce una disminución de las concentraciones

extracelulares de glutamato en el núcleoaccumbens.


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Durante las etapas iniciales de la vida, los circuitos neuronales del sistemanervioso central se estabilizan a través de un proceso de interacción dinámico entreaxones y dendritas, formando las sinapsis, las cuales pueden perdurar o eliminarse.Se ha planteado que esta "plasticidad estructural" de los axones, dendritas y sussinapsis constituyen la base fundamental del aprendizaje y de la memoria. Por elcontrario, en el cerebro adulto la plasticidad estructural está muy reducida, lo quetrae como consecuencia dificultades en el aprendizaje y desarrollo de nuevashabilidades (por ejemplo aprender un nuevo idioma). Del mismo modo, el cerebroadulto tiene mayores dificultades para adaptarse a enfermedades neurodegenerativas(como la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ALS) y la enfermedad de Alzheimer) yderivadas de trauma e infarto cerebral.

Nuestro laboratorio tiene como objetivo entender los mecanismos molecularesy celulares involucrados en la plasticidad estructural del cerebro inmaduro y adulto.Es bien sabido que la plasticidad estructural durante el período crítico del desarrollodepende de la actividad sináptica mediada por los receptores de NMDA (R-NMDA),un tipo receptor de glutamato localizado en la membrana post-sináptica. Sin embargo,se desconoce cómo el R-NMDA regula la plasticidad y por qué esta se reduce enel cerebro adulto, estando aún los R-NMDA presentes. Interesantemente, al fin delperíodo crítico para la plasticidad estructural, la subunidad NR2B del RNMDA esreemplazada por la subunidad NR2A (Fig. 1). Nuestro laboratorio tiene como hipótesisde trabajo que los receptores que contienen NR2B o NR2A, se unen a distintasproteínas de anclaje (SAP102 con NR2B y PSD-95 con NR2A), activando con ellovías de señalización diferentes que dan lugar a la plasticidad estructural o a lamaduración de las sinapsis, respectivamente, (Fig. 1, van Zundert y col., Trends inNeuroscience, 2004 para más detalles). Nuestra aproximación para evaluar estahipótesis es estudiar la función de los receptores que contienen las subunidadesNR2A y NR2B y sus proteínas de anclaje, en la regulación de la morfología dedendritas de motoneuronas in vitro e in vivo, usando como modelo ratonestransgénicos. Nuestro trabajo incluye tres técnicas principales: 1) Análisis de lamorfología dendrítica por microcopia confocal, infectando neuronas con virus queexpresan la proteína fluorescente verde (GFP) (Fig. 2). 2) Manipulación de la funcióndel R-NMDA por expresión mediante el uso de virus de subunidades recombinantesde NR2A y NR2B. 3) Análisis fisiológicos de la actividad sináptica a través de latécnica de patch-clamp y utilizando técnicas que permiten evaluar cambios en lasondas de calcio. Estas investigaciones, que son realizadas en colaboración con ellaboratorio de la Dra. Martha Constantine-Paton (MIT), darán luz sobre los mecanismosmoleculares y celulares que regulan la plasticidad estructural y facilitarán el desarrollofuturo de tratamientos que permitan reactivar el cerebro de individuos adultos quesufren enfermedades del sistema nervioso.

Brigitte Van Zundert

Función de los receptores de NMDA en la plasticidad estructural in vitro e in vivo

• VAN ZUNDERT B, Alvarez FJ, Yevenes GE,Cárcamo JG, Vera JC, Aguayo LG. (2002) Glycinereceptors involved in synaptic transmission areselectively regulated by the cytoskeleton inmouse spinal neurons. J Neurophysiology 87:640-644.

• VAN ZUNDERT B, Alvarez FJ, Tapia JC, Yeh HH,Diaz E, Aguayo LG. (2004) Developmental-dependent action of microtubuledepolymerization on the function and structureof synaptic glycine receptors clusters in spinalneurons. J Neurophysiology 91: 1036-1049.

• Aguayo LG, VAN ZUNDERT B, Tapia JC, CarrascoM,A., Alvarez FJ. (2004) Changes on theproperties of glycine receptors during neuronaldevelopment. Brain Research Reviews 47: 33-45.

• VAN ZUNDERT B, Yoshii A,. Constantine-PatonM. (2004) Receptor compartmentalization andtrafficking at glutamate synapses: Adevelopmental proposal. Trends in Neuroscience27: 428-437.

• VAN ZUNDERT B, Castro, P., Aguayo LG. (2005)Glycinergic and GABAergic synaptic transmissionare differentially affected by gephyrin in spinalneurons. Brain Research 1050: 40-47.

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Brigitte Van Zundert

Figura 2. A) Esquema de la inyección de virus-GFP en el músculo de la lengua que permite el transporteretrógrado del virus in vivo vía proyecciones de axones hasta las motoneuronas del núcleo de hipogloso (n.XII) localizado profundamente en la médula. B) Imágenes de fluorescencia con microscopia confocal quedemuestran que 5 días después de la inyección, GFP está expresando en estas motoneuronas.

Figura 1. Modelo en el cual la subunidad NR2B del R-NMDA está estabilizado en la membrana post-sináptica por la proteína deanclaje SAP102. Con el desarrollo y maduración de las sinapsis, los complejos de NR1NR2B/SAP102 son gradualmente reemplazadospor complejos del tipo NR1NR2A/PSD95. Nuestro laboratorio postula que los complejos de NR1NR2B/SAP102 activan vías deseñalización que mantienen la plasticidad estructural, mientras que los complejos de NR1NR2A/PSD95 activan vías de señalizacióninvolucradas en la maduración de las sinapsis. (Adaptado de Van Zundert et al., TiNS, 2004).

PLASTICIDAD MADURACION


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El objetivo general del laboratorio es definir los mecanismos celulares ymoleculares que determinan la adquisición, acumulación, utilización y reciclaje dela vitamina C en células normales y tumorales. Como herramientas utilizamos modelosanimales (ratas y ratones), cultivos primarios de células normales (hepatocitos derata, células endoteliales de vena umbilical y de amígdalas humana, eritrocitos yneutrófilos humanos) y tumorales (próstata, mama y leucemia), líneas celularesinmortalizadas (células endoteliales de microvasculatura cerebral humana y de rata,astrocitos humanos, células renales humanas, de mono, perro y zarigüeya, célulasde cáncer de colon, leucemia, mama y próstata), cDNAs codificando para los diferentestransportadores y reductasas de vitamina C, y quimeras transportadores-GFP.Desarrollamos un proyecto multidisciplinario en las siguientes áreas:

1) Adquisición dietaria de vitamina C y transporte a través de barrerasbiológicas. Expresión, función y compartimentalización polarizada de transportadoresde vitamina C reducida (SVCTs) y oxidada (GLUTs) en barreras intestinal, renal,hematoencefálica y sangre líquido cefalorraquídeo. Utilizamos ensayos de transportee inhibición, PCR convencional y cuantitativo, e inmunocitoquímica con microscopíaconvencional y confocal. 2) Acumulación intracelular, reciclaje y recuperación devitamina C. Complementación funcional entre los transportadores de vitamina C demembrana plasmática e intracelulares, reductasas de vitamina C, glutatión, especiesreactivas del oxígeno e interacciones célula-célula. Definición de los mecanismosque determinan los bajos requerimientos diarios de vitamina C de los seres humanos,una especie incapaz de sintetizar vitamina C. 3) Función de la vitamina C y el parvitamina C-glutatión en defensa a estrés oxidativo. Papel de la vitamina C comoantioxidante en presencia de un exceso de glutatión intracelular, y de que modo unaumento de vitamina C se relaciona con un aumento de la resistencia celular al estrésoxidatvo. Utilizamos ensayos de muerte celular (necrosis y apoptosis) incluyendodetección por citometría de flujo en células modificadas farmacologicamenteconteniendo niveles predeterminados de vitamina C y glutatión. Efecto de estrésoxidativo sobre la expresión y función de los transportadores y reductasas de vitaminaC. 4) Diferenciación celular y regulación de la expresión y compartimentalizaciónsubcelular de transportadores de vitamina C. Función de transportadores de vitaminaC intracelulares translocados en respuesta a estímulos fisiológicos y fisiopatológicos,y efecto de estrés oxidativo y diferenciación celular. Clonanmiento de transportadoresintracelulares y uso de células transfectadas con quimeras transportador-GFP.5) Mecanismo molecular de transporte de vitamina C. Identificación y clonamientode nuevos transportadores e isoformas activas e inactivas, y sobreexpresión encélulas con vectores plasmidiales y virales. Caracterización funcional y análisismolecular del mecanismo de transporte. 6) Determinantes estructurales de lostransportadores de vitamina C. Identificación de motivos estructurales importantesen los transportadores de vitamina C, utilizando mutagénesis sitio-dirigida, quimeras,predicción de estructura 3D, identificación de sitios de unión por docking utilizandobibliotecas de compuestos químicos naturales y sintéticos, experimentos de inhibicióny competencia. Identificación de nuevas moléculas que interactuan con lostransportadores de vitamina C y modulan su función para uso farmacológico.

Juan Carlos Vera

Bioquimica y biología celular de antioxidantes

• Guaiquil V, VERA JC y col. (2001) Mechanismof vitamin C inhibition of cell death induced byoxidative stress in glutathione-depleted HL-60cells. J Biol Chem 276:40955-61.

• Reyes A, Bustamante F y col. (2002)Nicotinamide is not a substrate of the facilitativeglucose transporter GLUT1. Biochemistry41:8075-81.

• Maulén N, Henríquez E y col. (2003)Upregulation and polarized expression of thesodium-ascorbic acid transporter SVCT1 inpost-confluent differentiated CaCo-2 cells. JBiol Chem 278:9035-41.

• Nualart F, Rivas CI y col. (2003) Recycling ofvitamin C by a bystander effect. J Biol Chem278:10128-33.

• Salas A, Iserovich P, Zúñiga F, VERA JC,Fischbarg J (2004) Predicting the three-dimensional structure of the human facilitativeglucose transporter Glut1 by a novel evolutionaryhomology strategy. Biophys J 87:2990-99.

• Rodríguez P., Rivas CI y col. (2004) Facilitatedtransport of mannose in human cells.Biochemistry 2005:313-20.

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Juan Carlos Vera


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Claudio Aguayo. Profesor Asistente, Departamento de Bioquímica Clínica e Inmunología, Facultad de Farmacia,Universidad de Concepción.Helia Bello. Profesor Asistente, Departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad deConcepción.Ana Cabanillas. Postdoctorado, Departamento de Fisiopatología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad deConcepción.Gonzalo Carrasco. Research Assistant Professor, Pharmacology Department, Loyola University of Chicago, U.S.A.Mónica Carrasco. Postdoctorado, Department of Molecular and Cellular Biology, Harvard University, Cambridge,Massachusetts, U.S.A.Loreto Carvallo. Postdoctorado, Departamento de Biología Celular y Molecular, Facultad de Ciencias Biológicas, PontificiaUniversidad Católica de Chile, Santiago.María Carolina Concha. Postdoctorado, Centre for Functional Genomics, Institute of Molecular Biosciences, MasseyUniversity, Palmerston North, Nueva Zelandia.Carlos Contreras. Postdoctorado, Laboratorio de Cristalogénesis y Cristalografía de Proteínas, Instituto de BiologíaEstructural, CEA-CNRS, Grenoble, Francia.Valentina Echeverría. Associate Research, Columbia University, Health Sciences Division, Taub Institute, New York,USA.María de los Angeles García. Profesor Asistente, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas,Universidad de Concepción.Alejandro Godoy. Postdoctorado, Roswell Park Cancer Institute, Buffalo, Nueva York, U.S.A.Félix Godoy. Universidad Austral de Chile, Valdivia.Gerardo González. Profesor Asistente, Departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidadde Concepción.José Gutiérrez. Postdoctorado, Stowers Institute for Medical Research, Kansas City, Missouri, U.S.A.José Guzmán. Postdoctorado, Departamento de Fisiología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción.Catherine Guzmán. Pontificia Universidad Católica de la Santísima Concepción, Concepción.Vasthi López. Docente, Instituto de Estudios de la Salud, Area de Biología del Centro de Investigaciones del Hombreen el Desierto CIHDE-CODECITE, Universidad Arturo Prat, Iquique.Lorena Mardones. Postdoctorado, Departamento de Fisiopatología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad deConcepción.Ricardo Medina. Postdoctorado, Department of Cell Biology and Cancer Center, University of Massachusetts MedicalSchool, Worcester, Massachusetts, U.S.A.Claudio Miranda. Profesor, Facultad Ciencias del Mar, Departamento de Acuicultura, Universidad Católica del Norte,Coquimbo.María Angélica Mondaca. Profesor Asistente, Departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias Biológicas,Universidad de Concepción.Viviana Montecinos. Postdoctorado, Roswell Park Cancer Institute, Buffalo, New York, U.S.A.Violeta Morín. Profesor Asistente, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Facultad de Ciencias Biológicas,Universidad de Concepción.Sandra Nicovani. Profesor, Universidad Santo Tomás, Concepción.Nélida Olave. Postdoctorado, Department of Medicine, Division of Cardiovascular Disease, University of Alabama atBirmingham, Birmingham, U.S.A.María Isabel Oliver. Profesor, Universidad Andrés Bello, Viña del Mar.Roberto Paredes. Postdoctorado, Healing Foundation Centre for Tissue Regeneration, University of Manchester,Manchester, U.K.Enrique Peñaloza. Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIA), Centro Regional Carillanca, Temuco,Chile.Ximena Romo. Postdoctorado, Departamento de Fisiología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción.Mónica Salas. Postdoctorado, Facultad de Ciencias, Instituto de Bioquímica, Universidad Austral de Chile, Valdivia.José Sierra. Postdoctorado, Regulatory Biology Laboratory, The Salk Institut for Biological Studies, La Jolla, California,U.S.A.Katherine Sossa. Postdoctorado, Montana State University, Montana, U.S.A.Ximena Soto. Postdoctorado, The Wellcome Trust/Cancer Research, Gurdon Institute of Cancer and DevelopmentBiology, University of Cambridge, Cambridge, U.K.Juan Carlos Tapia. Postdoctorado, Department of Molecular and Cellular Biology, Harvard University, Boston,Massachusetts, U.S.A.

Alumnos Graduados del Programa

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Marcela Torrejón. Postdoctorado, National Aeronautics and Space Administration Center (NASA), AmesResearch Center Division, Life Sciences/Space Biology,Moffett Field, California, U.S.A.Profesor Asistente, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidadde Concepción.Claudio Torres. The Lankenau Institute for Medical Research, Wynnewood, Pensilvania, U.S.A.Elena Uribe. Profesor Asistente, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Facultad de CienciasBiológicas, Universidad de Concepción.Edgardo Vega. Profesor Asistente, Departamento de Farmacología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidadde Concepción.Virginia Vega. Division of Pediatric Surgery, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, Maryland,U.S.A.Roberto Vidal . Profesor Asistente, Programa de Microbiología, Instituto de Ciencias Biomédicas, Universidadde Chile, Santiago.Alejandro Villagra. Postdoctorado, Cancer Biology Ph.D. Program, H Lee Moffitt Cancer Center, Tampa, Florida,U.S.A.Brigitte Van Zundert. Postdoctorado, Laboratory of Neuromuscular Research, Department of Neurology,Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts, U.S.A. Profesor Asistente,Departamento de Fisiopatología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción.

Alumnos Graduados del Programa


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Alumnos Actuales del Programa

Gloria Arriagada. Bioquímico, Universidad de Concepción.Allison Astuya. Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.Carolina Balmaceda. Bioquímico, Universidad de Concepción.Soraya Bravo. Licenciada en Biología, Universidad de Concepción.Carola Bruna. Bioquímico, Universidad de Concepción.Patricio Castro. Bioquímico, Universidad de Concepción.Tamara Castro. Bioquímico, Universidad de Concepción.Sandra Céspedes. Biólogo Marino, Universidad de Concepción.Pedro Cisternas. Bioquímico, Universidad de Concepción.Braulio Contreras. Bioquímico, Universidad de Concepción.Christián Cortez. Bioquímico, Universidad de Concepción.Fernando Cruzat. Bioquímico, Universidad de Concepción.Magdalena Cuevas. Pedadogo en Biología, Universidad de Concepción.María Elizabeth Escobar. Bioquímico, Universidad de Concepción.Maximiliano Figueroa. Bioquímico, Universidad de Concepción.Andrea García. Bioquímico, Universidad de Concepción.Jorge Gonzalez. Químico-Farmacéutico, Universidad de Concepción.Rodrigo Grandy. Bioquímico, Universidad de Concepción.Paula Guzmán. Bioquímico, Universidad de ConcepciónBerta Henríquez. Bioquímico, Universidad de Concepción.Esther Henríquez. Bioquímico, Universidad de Concepción.Karla Hidalgo. Bioquímico, Universidad de Santiago.Valeska Hormazábal. Bioquímico, Universidad de Concepción.Claudio Irribarren. Bioquímico, Universidad de Concepción.Liliana Lamperti. Bioquímico, Universidad de Concepción.Marcela Low. Bioquímico, Universidad de Concepción.Fernando Martínez. Bioquímico, Universidad de Concepción.Silvana Martínez. Bioquímico, Universidad de Concepción.Carola Millán. Bioquímico, Universidad Austral de Chile, Valdivia.Gustavo Moraga. Biólogo Marino, Universidad de Concepción.Carola Muñoz. Licenciado en Biología, Universidad de Concepción.Felipe Núñez . Licenciado en Biología, Universidad de Concepción.María Soledad Orellana. Bioquímico, Universidad de Concepción.Jorge Parodi. Tecnólogo Médico, Universidad de la Frontera, Temuco.Pamela Pastén. Bioquímico, Universidad de Concepción.Patricia Pastor . Bioquímico, Universidad de Concepción.Federico Rodríguez. Licenciado en Biología,Universidad de Concepción.Nathaly Ruiz-Tagle. Biólogo Marino, Universidad de Concepción.Alexis Salas. Bioquímico, Universidad de Concepción.Catherine Salazar. Bioquímico, Universidad de Concepción.Carmen Silva. Bioquímico, Universidad de Concepción.Kirsty Sotomayor. Bioquímico, Universidad de Concepción.Giorgia Ugarte. Bioquímico, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago.Natalia Ulloa. Bioquímico, Universidad de Concepción.Viviana Ulloa. Químico-Farmacéutico, Universidad de Concepción.Osmán Vásquez. Bioquímico, Universidad de Concepción.Gonzalo Yévenes. Bioquímico, Universidad de Concepción.Felipe Zúñiga. Bioquímico, Universidad de Concepción.

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