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Investigadores de la Universidad Nacional de Quilmes en colaboración con colegas de la Universidad Técnica de Dresde de Alemania proponen un nuevo paradigma en torno al proceso de biosíntesis de insulina.

Investigadores del Grupo de Biología Estructural y Biotecnología de la Universidad Nacional de Quilmes vinculado al Instituto Multidisciplinario de Biología Celular (IMBICE–CONICET–UNLP) en colaboración con el laboratorio del Dr. Michele Solimena del Instituto Paul Langerhans y la Facultad de Medicina de la Universidad Técnica de Dresde, Alemania, publicaron recientemente nuevos avances en el estudio de la diabetes desde la perspectiva de la biología estructural moderna. El artículo fue publicado en la renombrada revista Protein Science.

ICA512 y fogrina son proteínas de membrana que se expresan en las células beta pancreáticas. En estas células, ambas proteínas están directamente involucradas en la biosíntesis y el recambio de los gránulos de secreción (GS) de insulina y su disfunción conlleva, en última instancia, al desarrollo de diabetes.

En los últimos años, los grupos de Argentina y Alemania se han enfocado en el estudio de un dominio particular de ICA512 denominada RESP18HD el cual guarda homología de secuencia con otra proteína de los GS denominada Proteína endocrina específica regulada (Resp18). El aumento de la concentración de glucosa estimula la expresión de estas proteínas que, a su vez, estimulan la biogénesis de nuevos GS de insulina en las células beta.

“Hace pocos años demostramos que RESP18HD inhibe la formación de fibras de tipo amiloide de insulina en experimentos in vitro y también demostramos que juntas—RESP18HD e insulina, aclara—forman partículas amorfas que precipitan”, explica la Dra. Pamela Toledo, becaria postdoctoral del CONICET y primera autora del trabajo. “En este trabajo—continúa—ampliamos los estudios de interacción de RESP18HD con la proteína precursora de la insulina, es decir, con proinsulina. La formación de los GS de insulina es el último eslabón de la cadena. Para ello, antes deben ocurrir numerosos procesos en diferentes condiciones fisicoquímicas y allí es dónde está involucrada la proinsulina”.

“Este trabajo se enmarca en un proceso biofísico y bioquímico que se encuentra en una etapa de intensa investigación en todo el mundo y es el de los condensados biomoleculares. Podemos imaginar que un biocondensado es como tener una gota de un líquido dentro de otro líquido que coexisten en armonía pero no se mezclan y esas gotas están formadas, en este caso, por una o más proteínas pero también por material genético como ARN y proteínas. Lo que nosotros logramos observar es que la proinsulina por sí sola es capaz de formar estos biocondensados a un pH similar al que se encuentra en la vía secretora”, agrega el Dr. Diego S. Vazquez, investigador del CONICET y coautor del trabajo. “Esta capacidad de la proinsulina seguramente tenga un rol muy importante en el correcto plegado de la proinsulina lo que permite que en última instancia se formen los depósitos de insulina correctamente y estén disponibles cuando el cuerpo lo necesite” agrega el investigador.

“Cada vez se encuentran más y más ejemplos de procesos celulares donde intervienen los condensados biomoleculares de forma normal pero también es un fenómeno asociado a numerosas enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y fue observado en la formación y replicación de diferentes virus lo que transforma al tema es un hot topic“ agregan los investigadores.

Investigadores:

Pamela L. Toledo. Becaria Postdoctoral CONICET
Diego S. Vazquez. Investigador Asistente CIC-CONICET
Alejo R. Gianotti. Becario Postdoctoral CONICET
Milagros B. Abate. Estudiante Lic. Biotecnología UNQ
Juha M. Torkko. UT, Dresde, Alemania
Carolin Wegbrod. UT, Dresde, Alemania
Michele Solimena. UT, Dresde, Alemania
Mario R. Ermácora. Investigador Principal CIC-CONICET

Link al artículo:
Toledo PL, Vazquez DS, Gianotti AR, Abate MB, Wegbrod C, Torkko JM, Solimena M, Ermácora MR. Condensation of the β-cell secretory granule luminal cargoes pro/insulin and ICA512 RESP18 homology domain. Protein Sci. 2023 May 9. DOI: 10.1002/pro.4649.

Un grupo de investigación del CONICET secuenció completamente un conjunto de muestras pertenecientes a linajes nativos del continente y pudo determinar cuándo fueron las primeras poblaciones. Además, el estudio da cuenta del impacto que tuvo sobre aquellos grupos un periodo de cambio climático acontecido cerca de 12 mil años atrás

Por: Marcelo Gisande

El poblamiento de América es el eje de un interesante e incesante debate desde hace décadas, y aún hoy las preguntas sobre cuándo y dónde se establecieron con certeza los primeros grupos humanos permanecen abiertas. Las hipótesis son varias: el modelo conocido como teoría Clovis postula que los asentamientos iniciales tuvieron lugar hace alrededor de 13 mil años con la cultura Clovis en América del Norte; otro modelo, que es el que actualmente reúne mayor evidencia, propone que el ingreso a América fue 18.500 años atrás, pero la llegada a América del Sur se dio muchos miles de años después; y una tercera vertiente, que cuenta con varios sitios arqueológicos que la refrendan, ubica la llegada de los primeros humanos a Sudamérica hace más de 18 mil años. Esta última tendencia acaba de cobrar mayor fuerza gracias a un estudio genético realizado por un equipo de investigación del Instituto Multidisciplinario de Biología Celular (IMBICE, CONICET-UNLP-CICPBA) y publicado en la prestigiosa revista científica Plos One.

Basado en la tesis doctoral de Paula Paz Sepúlveda, primera autora de la publicación, el estudio construye un árbol filogenético, es decir un diagrama de relaciones de parentesco, tomando como base las secuencias completas del cromosoma Y –material genético que define exclusivamente al género masculino– de 13 individuos de los que, por estudios anteriores, se sabía que portaban marcas bien típicas de linajes nativos americanos. Esa secuenciación se contrastó con cerca de 100 muestras de bases de datos de secuencias provenientes de distintas partes del mundo y pertenecientes al Haplogrupo Q, una serie de alelos presentes en una región determinada del cromosoma Y que representa a linajes ancestrales del continente.

“Las 13 muestras argentinas que utilizamos fueron recolectadas previamente por el doctor Claudio Bravi, investigador del CONICET en nuestro instituto, en personas con ancestros aborígenes que voluntariamente participaron de distintos proyectos sobre la historia de las poblaciones urbanas del interior del país”, comenta Graciela Bailliet, investigadora del CONICET en el IMBICE y una de las autoras del trabajo. “Las secuencias que presentaban eran de interés para nuestro estudio porque pertenecían a los sub-haplogrupos Q-M848 y Q-Z780, marcas genéticas bien específicas de linajes nativos americanos, el primero en alta frecuencia y el segundo en baja frecuencia en las poblaciones actuales. También, una de las muestras era particularmente interesante porque pertenecía al linaje Q-F4674 que no se identificaba como nativo, pero lo vimos presente y nos llamó la atención para estudiarlo más en profundidad”, añade Paz Sepúlveda.

“Los estudios de filogenia, es decir la historia evolutiva de una especie, realizados a partir de la secuencia completa de material genético son relativamente nuevos”, cuenta Marina Muzzio, investigadora del CONICET en el IMBICE y también autora del trabajo. “Recién en la última década se volvieron más accesibles los costos de las plataformas de secuenciación y los grupos de investigación comenzaron a utilizarlas. En ese sentido, particularmente las secuencias de cromosoma Y nativas americanas son pocas, y nuestro árbol filogenético es lo más robusto que hay en cuanto a cantidad de información”, agrega.

El aporte principal del trabajo es que, gracias a la nueva información que aportan las secuencias completas, logra ubicar temporalmente el ingreso de las primeras poblaciones humanas a Sudamérica antes de los 18 mil años y, además, arroja información sobre cómo fueron las conexiones que se dieron entre los primeros grupos de habitantes: “Surgen interacciones interesantes de ver, como por ejemplo linajes característicos del Nordeste de nuestro país que están relacionados con muestras de los Andes peruanos y de la región Andina de Bolivia con más de 12 mil años de antigüedad. Esto permite cuidar una historia de interacción entre nuestros ancestros, presentando nuevos datos que, en algunos casos, todavía no están en los libros de Historia”, destaca Paz Sepúlveda.

Otro aporte interesante del estudio es la evidencia que arroja sobre el impacto que pudo haber tenido en las primeras poblaciones americanas el periodo de cambio climático abrupto conocido como Younger Dryas, o Dryas reciente, hace aproximadamente 12.800 años, que fue más estudiado en el hemisferio Norte pero que también cuenta con evidencias arqueológicas que sugieren que en el hemisferio Sur provocó la extinción y disminución de la megafauna a gran escala, y la disminución y reorganización de las poblaciones humanas”, comenta la doctora en Ciencias Naturales.

En esa línea, el equipo analizó de qué manera la evidencia genética podía dar cuenta del impacto de ese cambio climático en las poblaciones humanas de la época, y observó la forma sorprendente en que “los tiempos de divergencia de prácticamente todos los sublinajes de Q-M848 caen dentro del período de tiempo del Younger Dryas, sugiriendo que este evento pudo haber actuado como fuerza impulsora de su expansión y diversificación. Por otro lado, podría haber causado una baja de los linajes Q-Z780 y Q-F4674, y estos podrían ser parte de linajes mucho más antiguos que estuvieron cerca de la extinción pero lograron sobrevivir y conservarse entre los linajes nativos americanos modernos, aunque en baja frecuencia”, subraya para finalizar.

Sobre esta investigación:

Paula B. Paz Sepúlveda. Doctora en Ciencias Naturales.

Marina Muzzio. Investigadora asistente. IMBICE.

Graciela Bailliet. Investigadora principal. IMBICE.

Referencia bibliográfica:

Paz Sepúlveda, P. B., Mayordomo, A. C., Sala, C., Sosa, E. J., Zaiat, J. J., Cuello, M., ... & Bailliet, G. (2022). Human Y chromosome sequences from Q Haplogroup reveal a South American settlement pre-18,000 years ago and a profound genomic impact during the Younger Dryas. Plos one, 17(8), e0271971. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0271971

Crédito: Marcelo Gisande, www.conicet.gov.ar

Fundador del IMBICE, fue investigador superior del CONICET y considerado uno de los principales y más eminentes genetistas de Argentina

El CONICET lamenta el fallecimiento de Néstor Oscar Bianchi, quien fuera investigador superior del CONICET y fundador en 1974 del Instituto Multidisciplinario de Biología Celular (IMBICE, CONICET-UNLP-CICPBA), espacio de investigación que dirigió hasta el 2000. Reconocido genetista argentino, y referente de esa disciplina a nivel nacional e internacional, desde el IMBICE destacaron también su labor científica y calidad humana.

Ciudadano ilustre de La Plata, ciudad en la que nació el 18 de abril de 1931, Bianchi era doctor en Medicina por la Universidad Nacional de La Plata (UNLP). Fue profesor de la cátedra de Citología de la UNLP, de Genética Molecular de Eucariontes en el curso de Máster en Genética del Instituto Nacional de Tecnología Aplicada (INTA Pergamino) y Profesor Visitante de las universidades de Louisiana y San Francisco, Estados Unidos, y Helsinki, Finlandia.

Desde el IMBICE destacaron que “su gestión como director se caracterizó por el gran interés en el crecimiento del instituto en todos los aspectos, y por brindar apoyo a todo aquel que lo necesitara, ya sea en forma de ideas o de recursos económicos para poder llevar a cabo las investigaciones científicas. Su impacto en la historia del IMBICE fue de tal magnitud que resulta imposible hacer referencia al instituto sin mencionar al doctor Bianchi. También fue el gestor y ejecutor de la actividad de investigación científica en Tierra del Fuego, donde fue director del Programa de EcoGenética, con lo que inició su actividad en el Centro Austral de Investigaciones Científicas (CADIC, CONICET)”.

Su profusa labor científica se vio reflejada en sus casi 300 publicaciones sobre diversos temas relacionados con la genética; y en la formación de numerosos/as tesistas doctorales, de grado, becarios/as e investigadores/as, muchos/as de los cuales continúan en actividad, tanto en el IMBICE como en otras instituciones científicas locales y del exterior. Realizó aportes significativos en las áreas de estructura y función de los cromosomas humanos y animales; daño inducido a nivel cromosómico y molecular por radiaciones y agentes químicos; mecanismos de determinación sexual; evolución cromosómica; carcinogénesis; antropología y genética molecular; poblacional humana y aspectos éticos y legales de la genética. Fue sin dudas uno de los investigadores de mayor prestigio a nivel local e internacional en genética y pionero de la citogenética en Argentina y en Latinoamérica.

Obtuvo numerosas becas nacionales e internacionales y fue miembro de distintas instituciones nacionales e internacionales, incluyendo la Sociedad Médica de la Plata; la Sociedad Argentina de Diabetes; la Sociedad Argentina de Genética; la American Society for Human Genetics; y la New York Academy of Sciences, siendo además Académico Correspondiente de la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (ANCEFN) y Miembro de la Academia Latinoamericana de Ciencias. Su gran jerarquía científica lo llevó a trabajar junto a destacados investigadores en el área de la genética, tales como Lima de Faría, Albert de la Chapelle, Gerald Holmquist y James Cleaver, entre otros.

Su destacada labor en el campo de la investigación científica le permitió obtener numerosos premios, entre ellos el “Premio Rubén Cherny”, el “Premio Konex” en el Área de Genética y Citogenética, y el “Premio Ángel Gallardo 1986-1988” otorgado por la ANCEFN. Asimismo, fue designado Doctor Honoris Causa de la Universidad Central de Ecuador.

Desde el IMBICE destacaron: “Sin dudas, el gran legado científico y humano del doctor Bianchi permanecerá en la memoria de todos los que tuvimos oportunidad de compartir con él nuestra trayectoria científica”. En ese sentido recordaron las palabras que él mismo escribió en una reseña de su actividad científica: “Espero tener el privilegio de persistir en el recuerdo de otros cuando mi tiempo se haya acabado”.

Graciela Bailliet, Rolando González-José y Rodrigo Nores explican por qué Svante Pääbo fue laureado hoy.

Por: Cintia Kemelmajer

¿De dónde venimos y cómo nos relacionamos con los que nos precedieron? ¿Qué hace a los Homo sapiens diferentes de otros homínidos? Por sus descubrimientos sobre los genomas de los homínidos extintos que permitieron responder estas preguntas sobre la evolución de la humanidad, esta mañana la Academia Sueca decidió otorgar el Premio Nobel de Medicina 2002 a Svante Pääbo. Este científico logró algo aparentemente imposible: secuenciar el genoma neandertal, un pariente extinto de los humanos actuales. También descubrió un homínido previamente desconocido: los denisovanos. “Es importante destacar que Pääbo también descubrió que se había producido una transferencia de genes de estos homínidos ahora extintos a Homo sapiens tras la migración fuera de África hace unos setenta mil años. Este antiguo flujo de genes a los humanos actuales tiene relevancia fisiológica hoy en día, por ejemplo, afectando la forma en que nuestro sistema inmunológico reacciona a las infecciones”, destacó la Academia Sueca sobre las razones de este galardón.

La investigación fundamental de Pääbo dio lugar a una disciplina científica completamente nueva, llamada paleogenómica, que permitió la historia evolutiva de nuestra especie y revelar las diferencias genéticas que distinguen a todos los humanos vivos de los homínidos extintos. Básicamente, sus descubrimientos proporcionaron la base para explorar lo que nos hace únicamente humanos.

“Creo que con este galardón se está premiando la perseverancia en el estudio de los genomas antiguos, de la apertura de una línea de investigación nueva que hoy conocemos como paleogenómica. La Academia Sueca está reconociendo su formación de recursos humanos, el desarrollo de metodologías y aspectos técnicos, y los hallazgos que derivaron de estudiar los genomas antiguos”, indica Rolando González-José, investigador del CONICET en el Instituto Patagónico de Ciencias Sociales y Humanas (IPCSH-CENPAT) y actual director del Centro Nacional Patagónico (CENPAT-CONICET), que desarrolla sus estudios en el campo de la genómica de poblaciones y conoció a Pääbo en los tempranos 2000, mientras cursaba su doctorado en Barcelona. “Sus charlas siempre fueron muy estimulantes, no imaginaba que obtendría el Nobel, pero viéndolo en perspectiva me parece un reconocimiento muy merecido”, asegura.

“Su contribución a la paleogenómica es fundamental – continúa González José-. Fue el promotor de pensar cómo estudiar el ADN antiguo, cuáles son los estándares de calidad, cómo transformar esa información en algo reconocido, contrastable, con protocolos de calidad. No solo le debemos su impulso sino también el orden metodológico que le dio al campo. Una vez que se alcanzó ese piso mínimo de calidad que él otorgó, las investigaciones permitieron reconstruir el acervo genético de las especies homínidas más emparentadas con la nuestra”.

González-José se sorprendió con la noticia de que la Academia Sueca decida otorgarle el máximo galardón de Medicina, ya que “el campo a la genética de poblaciones humanas no se asocia directamente con esa disciplina científica. Por lo tanto es una noticia muy agradable para quienes trabajamos en esas disciplinas, porque creemos que la comprensión de la evolución es inseparable de la comprensión de los rasgos que nos definen como humanos. En esa comprensión están las enfermedades, que tienen también su propio abordaje desde el punto de vista de la diversidad genética dentro de las poblaciones y entre distintas poblaciones humanas”.

Rodrigo Nores, investigador del Instituto de Antropología de Córdoba (IDACOR; CONICET-UNC) y colaborador de uno de los discípulos de Svante Pääbo que trabaja en la Universidad de Harvard, coincide en la sorpresa: “Me resultó inesperado, porque su principal aporte no está en la Medicina ni en la Fisiología, sino en el conocimiento de nuestra propia historia, pero de todas maneras creo que eso amerita este premio. Pääbo es sin dudas el padre de la disciplina que es la paleogenómica. Ha trabajado en esto durante más de treinta años y estableció las primeras pautas de trabajo para recuperar ADN de muestras antiguas. Al ser restos esqueletales de miles o decenas de miles de años, el ADN disponible en estas muestras de origen arqueológico es muy poco y está degradado, y presenta el riesgo de contaminación con ADN humano moderno. Entonces Pääbo fue el pionero, a fines del siglo pasado y principios del 2000, en el desarrollo de los métodos para superar estas limitaciones. Inicialmente la disciplina se conocía como paleogenética, y sólo se analizaban secuencias de ADN muy pequeñas, y derivaron en la paleogenómica, que permite conocer la totalidad del genoma. Fue un salto sustancial en la cantidad de información a obtener de una muestra”.

Nores continúa: “Esta disciplina ha tenido un desarrollo muy grande en los últimos diez o doce años, y permitió a partir de avances tecnológicos, teóricos, de estadística y de análisis computacional, conocer muchísimo de la historia de nuestra especie y de estos otros homínidos. En este premio Nobel que le otorgan vinculan esos aspectos con la Medicina, con las implicancias fisiológicas y médicas que tiene el conocimiento de los genomas”, reflexiona.

Asimismo, explica que la paleogenómica es una disciplina dentro de la antropología biológica que se ocupa del estudio de la historia evolutiva de nuestra especie, Homo sapiens, y de otras especies de homínidos extintos como son los neandertales, a través del estudio del ADN antiguo. “El ADN antiguo es el que se extrae de restos de estas especies, ya sea de huesos o de dientes, y permite analizar el origen de las poblaciones, procesos migratorios y de mestizaje, vínculo biológico entre individuos, y otras cuestiones -dice-. Dentro de la paleogenómica, Pääbo merece sin dudas un Premio Nobel”.

Por su parte, Graciela Bailliet, investigadora del CONICET del Instituto Multidisciplinario de Biología Celular (IMBICE, CONICET-UNLP-CICPBA) que colaboró hace unos años en un paper, publicado en la revista Nature, junto con el científico premiado, recuerda: “Fue un gran honor compartir ese trabajo con él”. Además, indica: “Él es una persona realmente destacada en la genética humana. Por iniciar, fue uno de los fundadores de analizar las poblaciones antiguas, el ADN antiguo y todos sus trabajos han sido sumamente importantes para conocer qué pasa con el ser humano en su evolución y su dispersión por el mundo. El trabajo que realizó sobre neandertales es realmente impresionante, porque es un resto de mucha antigüedad. El trabajo fue impactante porque permitió a la humanidad tener nuevos conocimientos que no teníamos hasta ese momento. Es como que nos abrió los ojos a la complejidad del ser humano y los neandertales en este planeta. Por eso celebro que le den este galardón, porque es una persona destacable”.

¿Quién es Svante Pääbo? Nació en 1955 en Estocolmo, Suecia. Defendió su tesis doctoral en 1986 en la Universidad de Uppsala y fue becario postdoctoral en la Universidad de Zürich, Suiza y más tarde en la Universidad de California, Berkeley, EE. UU. Se convirtió en profesor en la Universidad de Munich, Alemania en 1990. En 1999 fundó el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, Alemania, donde todavía está activo. También ocupa un puesto como profesor adjunto en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa, Japón.

Crédito: Cintia Kemelmajer, www.conicet.gov.ar