Miércoles, 15 de Agosto de 2018

Dinámica y función del genoma

    Replicación del DNA, división celular y cromatina

 

 

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Crisanto Gutiérrez 

ECompogrupo

EListado

Resumen de investigación

La transición a la multicelularidad requiríó el desarrollo de nuevas estructuras y mecanismos para coordinar la división celular, la adquisición de identidades y la diferenciación en complejas redes regulatorias. Nuestro grupo está interesado en entender los mecanismos que controlan estos procesos y cómo la epigenética afecta a dicha coordinación. Para ello, usamos la planta Arabidopsis thaliana que nos permite realizar abordajes moleculares, celulares, genéticos y genómicos. Además, el desarrollo en plantas, al contrario que en animales, es postembrionario y continuo durante toda la vida. Así, nuestra investigación está encaminada a responder cuestiones fundamentales sobre control de la proliferación celular, la homeostasis celular y la replicación del genoma de organismos multicelulares y su regulación a nivel de organismo.

La proliferación celular es fundamental para la organogenesis que a su vez está determinada por un estricto control de la expression génica. Estudiamos la dinámica de la cromatina a lo largo del ciclo celular con especial énfasis en dos aspectos: uno, la regulación del potencial de proliferación, muy relacionado con el control de la expression génica en G1 y en G2, y la salida a diferenciación, y otro, relacionado con la duplicación del genoma. La duplicación del genoma implica que no solo el DNA sino la cromatina tiene que ser duplicada en cada ciclo celular. A su vez, varias etapas de la replicación están asociadas a estados específicos de la cromatina. Hemos identificado 9 estados de cromatina que definen el genoma de Arabidopsis en virtud de combinaciones de marcas epigenéticas. Estamos desarrollando metodologías genómicas para estudiar los orígenes de replicación en todos los tipos celulares de un organismo completo para determinar la influencia de las condiciones hormonales, las señales de desarrollo y el ambiente en su actividad. Este abordaje nos permite el uso de mutantes para el estudio de la replicación del genoma.

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Identificación de orígenes de replicación del DNA en planta completa de A. thaliana mediante secuenciación masiva de cadenas nacientes pequeñas (SNS-seq). Los orígenes de replicación identificados (plántulas de 4 días) corresponden a los orígenes activos en todas las células proliferantes de la plantula.
 

 

 

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El genoma de Arabidopsis (Chr 1) en 9 estados de cromatina (coloreados).

 

 

 

 

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Identificación de las histonas H3.1 y H3.3 en la raiz de Arabidopsis.

 

 

 Publicaciones

2017

Desvoyes, B.*, Vergara, Z.*, Sequeira-Mendes, J., Madeira, S., Gutierrez, C. (2017) A rapid and efficient ChIP protocol to profile chromatin binding proteins and epigenetic modifications in bulk Arabidopsis tissue. Methods Mol. Biol. 1675, 71-81. * shared 1st coauthorship.  

Desvoyes, B.*,+, Sequeira-Mendes, J.*, Vergara, Z., Madeira, S., Gutierrez, C+. (2017) Sequential ChIP protocol for profiling bivalent epigenetic modifications in the same chromatin fiber (ReChIP). Methods Mol. Biol. 1675, 83-97.  * shared 1st coauthorship, + Co-corespondent authors

Dvorackova, M., Raposo, B., Matula, P., Fuchs, J., Schubert, V., Peska, V., Desvoyes, B., Gutierrez, C., Fajkus, J. (2017)  Replication of Ribosomal RNA Genes in Arabidopsis thaliana Occurs both inside and outside of the Nucleolus during S-Phase Progression. J. Cell Sci. (in press; doi: 10.1242/jcs.202416).

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2016

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2013

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Manzano, C., Ramirez-Parra, E., Casimiro, I., Otero, S., Desvoyes, B., De Rybel, B., Beeckman, T., Casero, P., Gutierrez, C., del Pozo, J.C. Auxin and epigenetic regulation of SKP2B, an F-box that represses lateral root formation. Plant Physiol. 160, 749-762 (2012).

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 2011

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Lario, L., Ramirez-Parra, E., Gutierrez, C., Casati, P., Spampinato, C. (2011) Regulation of plant MSH2 and MSH6 genes in the UV-B induced DNA damage response. J. Exp. Bot. 62, 2925-2937.

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Costas, C. +, Sanchez, M.P. +, Sequeira-Mendes, J. +, Gutierrez, C. (2011) Progress in understanding DNA replication control. Plant Sci. 181, 203-209. + Co-first authors

Sanmartin, M., Sauer, M., Muñoz, A., Zouhar, J., Ordoñez, A., van de Ven, W.T.G., Caro, E., Sanchez, M.P., Raikhel, N., Gutierrez, C., Sanchez-Serrano, J.J., Rojo, E. (2011) A molecular switch for initiating cell differentiation in Arabidopsis. Curr. Biol. 21, 999-1008.

2010

Desvoyes, B., Sanchez, M.P., Ramirez-Parra, E., Gutierrez, C. (2010) Impact of nucleosome dynamics and histone modifications on cell proliferation during Arabidopsis development. Heredity 105, 80-91.

Jacob, Y.*, Stroud, H.*, LeBlanc, C., Feng, S., Zhou, L., Caro, E., Hassel, C., Gutierrez, C., Michaels, S.D., Jacobsen, S.E. (2010) Two histone H3 lysine methyltransferases, ATXR5 and ATXR6, regulate DNA replication in heterochromatin. Nature 466, 987-991.

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