Responsable: Carmen Vargas Macías
Tipo de Proyecto/Ayuda: Plan Nacional del 2011
Referencia: BIO2011-22833
Fecha de Inicio: 01-01-2012
Fecha de Finalización: 31-12-2014

Empresa/Organismo financiador/es:

• Ministerio de Ciencia e Innovación

Equipo:

• Investigadores:
  • Montserrat Argandoña Bertrán
  • Laszlo Csonka
  • Rosario Fernández Castillo
  • Brad Goodner
  • Joaquín José Nieto Gutiérrez
  • Francine Amaral Piubeli (alta: 01/01/2013)
  • María Mercedes Reina Bueno
  • Javier Rodriguez de Moya Vera
  • Manuel Salvador de Lara

Contratados:

• Investigadores:
  • Rosa María García Valero
  • Emilia Tania Naranjo Fernández
  • Manuel Salvador de Lara
• Técnicos/Personal Administrativo:
  • Francine Amaral Piubeli

Resumen del proyecto:

Las ectoínas (ectoína e hidroxiectoína) son solutos compatibles acumulados por algunas bacterias halófilas en respuesta al estrés osmótico y por temperatura. Por su naturaleza bioestabilizadora, poseen un enorme potencial biotecnológico. Por ejemplo, se ha demostrado in vitro que inhiben la formación de los agregados de beta-amiloide característicos de las enfermedades neurodegenerativas, y que favorecen el plegamiento de proteínas recombinantes funcionales, aplicaciones muy importantes desde el punto de vista biomédico, y que son de especial interés para este proyecto.

La principal finalidad del proyecto CONECTOINE es la integración de la red metabólica relacionada con la síntesis de ectoína e hidroxiectoína de la bacteria halófila Chromohalobacter salexigens, dilucidada en un proyecto anterior, con sus circuitos de señalización y regulación transcripcional, con objeto de optimizar la Ingeniería Metabólica del microorganismo para incrementar la producción de dichos bioestabilizadores. Asimismo, se explorará la aplicabilidad de los mismos como agentes neuroprotectores in vivo, así como su capacidad para aumentar la producción de proteínas recombinantes en plantas. Se trata de una propuesta multidisciplinar, en la que se combinan experimentos de genética clásica y biología molecular con análisis fisiológicos, bioquímicos y bioinformáticos, tecnologías “ómicas” (transcriptómica, proteómica, metabolómica, flujómica) y herramientas de la Biología de Sistemas (análisis de flujos metabólicos, modelado matemático).

El Proyecto está articulado en seis grandes bloques de actividades u Objetivos, de los cuales los objetivos 1-4 tienen carácter básico, mientras que los objetivos 5-6 poseen una finalidad más aplicada.

• El Objetivo 1 persigue la determinación de la primera red de “osmosensing” y de regulación transcripcional de la respuesta al estrés osmótico en C. salexigens.
• En el Objetivo 2 se pretende una mejor comprensión de su metabolismo y fisiología, en relación a la síntesis de ectoínas, utilizando tecnología de frontera como la metabolómica o la determinación de flujos metabólicos.
• En el Objetivo 3 se abordará la conexión de la red de regulación con el modelo existente del metabolismo, generando un nivel de integración y modelado superior (metabolico + regulación transcripcional) en el que ambos procesos estén conectados.
• El Objetivo 4 tiene como finalidad la generación de estirpes superproductoras de ectoína y/o hidroxiectoína (predichas por el modelo integrado), el cultivo de las mismas en reactores tradicionales y de alta densidad, y la extracción, separación y purificación de las ectoínas.
• En el Objetivo 5 se profundizará, en primer lugar, sobre el efecto neuroprotector de las ectoínas. Para ello, se utilizarán diferentes modelos celulares y animales, incluyendo ratones transgénicos que reproducen la variante familiar de la enfermedad de Alzheimer. Por otro lado, se iniciará una nueva línea aplicada, en la que se explorará la capacidad de las ectoínas para favorecer el correcto plegamiento de una serie de proteinas recombinantes de interés biomédico producidas en plantas.
• Finalmente, el Objetivo 6 contiene nuestro Plan de Difusión y Explotación de los Resultados. La transferencia de los resultados de investigación queda facilitada por la colaboración de tres empresas en la ejecución del proyecto y/o explotación de los resultados. Asimismo contamos con dos colaboraciones científicas y con el apoyo de las plataformas tecnológicas INB y ProteoRed de Genoma España.