UNIDAD DE BIOINFORMÁTICA
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Índice General Inicio Biología Computacional y Bioinformática Ugo Bastolla Bufalini UNIDAD DE BIOINFORMÁTICA Siguiente Unidad de Bioinformática Índice General Índice Sección Inicio Biología computacional y bioinformática Resumen de Investigación Exit Línea Investigación Personal Publicaciones Línea Investigación OtrasInvestigación Actividades Línea CBMSO 2013-2014 TesisInvestigación Doctorales Línea A finales de 2012, el Dr. Antonio Morreale y su línea de investigación sobre diseño de fármacos han dejado de pertenecer al CBMSO. Ha sido una gran perdida para el centro y para nuestro grupo en particular, aunque sus publicaciones han seguido apareciendo. Nuestros intereses restantes se pueden dividir en cuatro líneas: 1. Estudio de dinámica de proteínas con modos normales del modelo de red elástica de ángulos de torsión que hemos desarrollado. Nuestro objetivo último es predecir la dinámica funcional de las proteínas investigando los acoplamientos dinámicos entre residuos y caracterizando e intentando predecir cambios de conformación funcionales, y caracterizar cambios de estructura en la evolución. 2. Relación entre la estabilidad termodinámica de las proteínas y la evolución: Hemos desarrollado métodos para predecir la estabilidad de plegamiento y los efectos de las mutaciones, y los aplicamos al estudio de la evolución de proteínas, para detectar selección positiva (que estabiliza la estructura nativa) y negativa (que desestabiliza los plegamientos incorrectos), modelar matemáticamente la evolución con selección sobre estabilidad y aplicarla a inferencia filogenética, estudiar la relación entre estabilidad y procesos de mutación (sesgo de G+C, sesgo de inserción y eliminación), y predecir acoplamientos estructurales y funcionales entre residuos. 3. Ecología teórica: queremos entender que propiedades favorecen la estabilidad estructural y la persistencia de los ecosistemas. Con este objetivo, estudiamos el efecto combinado de competición y mutualismo mediante modelos matemáticos, y hemos desarrollado un procedimiento para predecir las interacciones ecológicas entre bacterias a partir de sus patronos ambientales. 4. Epigenómica: Hemos desarrollado un nuevo método para caracterizar los estados de cromatina con un Hidden Markov Model a partir de datos de Chip-Seq de marcas epigenéticas, que hemos aplicado a A,thaliana en colaboración con el grupo del Professor Crisanto Gutierrez, y estudiamos la relación entre los estados de cromatina, la transcripción, y los orígenes de replicación. Anterior Unidad de Bioinformática Índice General Siguiente Índice Sección Inicio Biología computacional y bioinformática Figura 1. Red que representa las relaciones sinergéticas y competitivas que predecimos entre bacterias encontradas en la secuenciación de muestras provenientes de intestinos animales. Exit Línea Investigación Personal Publicaciones Línea Investigación OtrasInvestigación Actividades Línea CBMSO 2013-2014 TesisInvestigación Doctorales Línea Figura 2. Red que representa la contigüidad espacial entre estados de cromatina de A.thaliana. Los estados 1,2,3,4,6 corresponden a estados génicos y promotores, 5,7 son estados reprimidos por Polycomb y 8,9 son estados de heterocromatina. Anterior Unidad de Bioinformática Índice General Siguiente Índice Sección Inicio Biología computacional y bioinformática Jefe de línea: Ugo Bastolla Bufalini Postdoctorales: Miguel Arenas Busto Exit Línea Investigación Personal Publicaciones Línea Investigación OtrasInvestigación Actividades Línea Técnico de investigación: Alfonso Nuñez Salgado Estudiantes: Agustin Sánchez Cobos Pavel Baykalov CBMSO 2013-2014 TesisInvestigación Doctorales Línea Becarios predoctorales: Álvaro Cortés Cabrera Helena Gomes DosSantos Javier Klett Arroyo Alberto Pascual García Anterior Unidad de Bioinformática Índice General Siguiente Índice Sección Inicio Biología computacional y bioinformática Publicaciones (1) Pascual-García, A., Tamames, J. and Bastolla U. (2014) Bacteria dialog with Santa Rosalia: Are aggregations of cosmopolitan bacteria mainly explained by habitat filtering or by ecological interactions? BMC Microbiol. 14, 284. Bastolla U. (2014) Computing protein dynamics from protein structure with elastic network models. Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science 4, 488–503. Treviño, M.A., García-Mayoral, M.F., Jiménez M.Á., Bastolla, U. and Bruix M. (2014) Emergence of structure through protein-protein interactions and pH changes in dually predicted coiled-coil and disordered regions of centrosomal proteins. Biochim Biophys Acta 1844, 1808-19. Exit Bastolla, U. (2014). Detecting selection on protein stability through statistical mechanical models of folding and evolution. Biomolecules. 4, 291-314. Línea Investigación Personal Publicaciones OtrasInvestigación Actividades Línea Arenas, M., Dos Santos, H.G., Posada, D. and Bastolla, U. (2013) Protein evolution along phylogenetic histories under structurally constrained substitution models. Bioinformatics 29, 3020-8. Lombraña, R., Almeida, R., Revuelta, I., Madeira, S., Herranz, G., Saiz, N., Bastolla, U. and Gómez, M. (2013) High-resolution analysis of DNA synthesis start sites and nucleosome architecture at efficient mammalian replication origins. EMBO J. 32:2631-44. Dos Santos, H.G., Abia, D., Janowski, R., Mortuza, G., Bertero, M.G., Boutin M, Guarín N, Méndez-Giraldez R, Nuñez A, Pedrero JG, Redondo P, Sanz M, Speroni S, Teichert F, Bruix M, Carazo JM, Gonzalez C, Reina J, Valpuesta JM, Vernos I, Zabala JC, Montoya G, Coll M, Bastolla, U. and Serrano, L. (2013) Structure and non-structure of centrosomal proteins. PLoS One 8:e62633. Bastolla, U., Porto, M. and Roman, H,E. (2013) The emerging dynamic view of proteins: protein plasticity in allostery, evolution and self-assembly. Biochim Biophys Acta. 1834, 817-9. Dos Santos, H.G., Klett, J., Méndez, R. and Bastolla, U. (2013) Characterizing conformation changes in proteins through the torsional elastic response. Biochim Biophys Acta. 1834:836-46. CBMSO 2013-2014 TesisInvestigación Doctorales Línea Sequeira-Mendes, J., Aragüez, I., Peiró, R., Mendez-Giraldez, R., Zhang, X., Jacobsen, S.E., Bastolla, U. and Gutierrez, C. (2014) The Functional Topography of the Arabidopsis Genome Is Organized in a Reduced Number of Linear Motifs of Chromatin States. Plant Cell 26, 2351-2366. Anterior Unidad de Bioinformática Índice General Siguiente Índice Sección Inicio Biología computacional y bioinformática Publicaciones (2) Minning, J., Porto, M. and Bastolla, U. (2013) Detecting selection for negative design in proteins through an improved model of the misfolded state. Proteins 81, 1102-12. Lopes, J.S., Arenas, M., Posada, D. and Beaumont, M.A. (2014) Coestimation of Recombination, Substitution and Molecular Adaptation rates by approximate Bayesian computation. Heredity 112, 255-264. Exit Arenas, M. and Posada, D. (2014) Simulation of Genome-wide Evolution under Heterogeneous Substitution models and Complex Multispecies Coalescent Histories. Mol. Biol. Evol. 31, 1295-1301. Benguigui, M. and Arenas, M. (2014) Spatial and Temporal Simulation of Human Evolution. Methods, Frameworks and Applications. Current Genomics 15, 245-255. Línea Investigación Arenas, M. and Posada, D. (2014) The influence of recombination on the estimation of selection from coding sequence alignments. In “Natural Selection: Methods and Applications” . Ed., Fares, M.A. CRC Press/Taylor & Francis. Pp. 112-125. Personal Arenas, M. (2013) Computer programs and methodologies for the simulation of DNA sequence data with recombination. Frontiers in Genetics 4, 9. Publicaciones Arenas, M. (2013) The Importance and Application of the Ancestral Recombination Graph. Frontiers in Genetics 4, 206. OtrasInvestigación Actividades Línea Klett, J., Cortés-Cabrera, Á., Gil-Redondo, R., Gago, F. and Morreale, A. (2014) ALFA: automatic ligand flexibility assignment. J Chem Inf Model. 54, 314-23. CBMSO 2013-2014 TesisInvestigación Doctorales Línea Willemen, H.L., Campos, P.M., Lucas, E., Morreale ,A., Gil-Redondo, R., Agut, J., González, F.V., Ramos, P., Heijnen C, Mayor F Jr, Kavelaars A. and Murga, C. (2014) A novel p38 MAPK docking-groove-targeted compound is a potent inhibitor of inflammatory hyperalgesia. Biochem J. 459, 427-39. Anterior Unidad de Bioinformática Índice General Siguiente Índice Sección Inicio Biología computacional y bioinformática Publicaciones (3) Fulde M, Bernardo-García N, Rohde M, Nachtigall N, Frank R, Preissner KT, Klett J, Morreale A, Chhatwal GS, Hermoso JA, and Bergmann S (2014) Pneumococcal phosphoglycerate kinase interacts with plasminogen and its tissue activator. Thromb Haemost. 111, 401-16. Exit Marcelo F, Huecas S, Ruiz-Ávila LB, Cañada FJ, Perona A, Poveda A, Martín-Santamaría S, Morreale A, Jiménez-Barbero J and Andreu, J.M. (2013) Interactions of bacterial cell division protein FtsZ with C8-substituted guanine nucleotide inhibitors. A combined NMR, biochemical and molecular modeling perspective.J Am Chem Soc. 135, 16418-28. Línea Investigación Alvarez-Navarro, C., Cragnolini JJ, Dos Santos HG, Barnea E, Admon A, Morreale A, and López de Castro, J.A. (2013) Novel HLA-B27-restricted epitopes from Chlamydia trachomatis generated upon endogenous processing of bacterial proteins suggest a role of molecular mimicry in reactive arthritis. J Biol Chem. 288, 25810-25. Personal Cortés-Cabrera, A., Morris, G.M., Finn, P.W., Morreale, A. and Gago, F. (2013) Comparison of ultra-fast 2D and 3D ligand and target descriptors for side effect prediction and network analysis in polypharmacology. Br J Pharmacol. 170, 557-67. Publicaciones OtrasInvestigación Actividades Línea CBMSO 2013-2014 TesisInvestigación Doctorales Línea Coderch, C., Tang Y, Klett J, Zhang SE, Ma YT, Shaorong W, Matesanz R, Pera B, Canales A, Jiménez-Barbero, J., Morreale, A., Díaz JF, Fang WS and Gago, F. (2013) A structure-based design of new C2- and C13substituted taxanes: tubulin binding affinities and extended quantitative structure-activity relationships using comparative binding energy (COMBINE) analysis. Org Biomol Chem. 11, 3046-56. Anterior Unidad de Bioinformática Índice General Siguiente Índice Sección Inicio Biología computacional y bioinformática Otras Actividades • Encuentro de grupos de biología computacional de la UAM “Computational Biology @ UAM”, CBMSO, 5 de junio de 2013 Exit Línea Investigación Personal Publicaciones Línea Investigación Otras Actividades Línea Investigación CBMSO 2013-2014 TesisInvestigación Doctorales Línea Anterior Unidad de Bioinformática Índice General Índice Sección Inicio Biología computacional y bioinformática Tesis Doctorales Javier Klett Arroyo (2013). Desarrollo y Aplicación de Herramientas para la Modelización y Simulación de Interacciones Moleculares. UAM. Dr. Antonio Morreale. Exit Línea Investigación Personal Helena Gomes Dos Santos (2013). Hacia una visión más dinámica de la bioinformática estructural en el diseño de fármacos y avances en la terapia personalizada: desarrollo y aplicaciones. UAM. Dr. Ugo Bastolla y Dr. Antonio Morreale Álvaro Cortés Cabrera (2013). Desarrollo de una plataforma informática para la búsqueda de nuevos fármacos. UAM. Prof. Federico Gago y Dr. Antonio Morreale Publicaciones Línea Investigación OtrasInvestigación Actividades Línea CBMSO 2013-2014 Tesis Doctorales
