Señalización y proteómica de ubiquitina y similares

Nuestro grupo de investigación estudia los mecanismos moleculares que regulan la función y la organización del genoma mediante modificaciones postraduccionales dependientes de ubiquitina y SUMO. Estas pequeñas proteínas reguladoras controlan la estabilidad, actividad e interacciones de miles de proteínas celulares, participando en procesos esenciales como la replicación del ADN, la reparación del daño en el material genético, la regulación de la expresión génica y la organización de la cromatina. El objetivo del grupo es comprender cómo estas redes de señalización contribuyen al mantenimiento de la estabilidad genómica y cómo su alteración favorece el desarrollo de enfermedades humanas, especialmente el cáncer.

El laboratorio posee una amplia experiencia en proteómica basada en espectrometría de masas, desarrollando aproximaciones experimentales y computacionales para la identificación de interacciones proteicas, modificaciones postraduccionales y redes de regulación molecular a escala global. Este conocimiento ha permitido al grupo diseñar herramientas tecnológicas innovadoras capaces de estudiar con gran precisión la especificidad de enzimas reguladoras y su impacto sobre la función celular. La combinación de proteómica cuantitativa, biología molecular, genómica y bioinformática constituye una de las señas de identidad del grupo.

Identificación de sustratos específicos de enzimas E3 de ubiquitina y SUMO

Una de las principales contribuciones del laboratorio ha sido el desarrollo de TULIP2 (Targets for Ubiquitin Ligases Identified by Proteomics), una estrategia pionera para identificar de forma directa y específica las dianas de ligasas E3 de ubiquitina. Sobre esta base conceptual y tecnológica, el grupo desarrolló posteriormente SATT (SUMO-Activated Target Traps), una metodología que permitió generar el primer mapa sistemático de sustratos específicos de múltiples ligasas E3 de SUMO. Estas tecnologías han contribuido a definir la especificidad funcional de los sistemas de ubiquitinación y SUMOilación, proporcionando recursos de referencia para la comunidad científica internacional y consolidando al grupo como un referente en el estudio de las modificaciones postraduccionales mediante proteómica de alta resolución. Los sustratos de los SATTs pueden visualizarse de manera interactiva aquí.

 

Utilizando estas aproximaciones, el grupo ha contribuido a descubrir nuevos mecanismos responsables del mantenimiento de la integridad genómica. Entre sus hallazgos destaca la identificación de PCNA como una diana fisiológica del complejo BRCA1/BARD1, demostrando que su ubiquitinación durante la replicación normal del ADN resulta esencial para prevenir defectos replicativos y preservar la estabilidad del genoma. Estos resultados han aportado nuevos conocimientos sobre los mecanismos moleculares asociados al desarrollo del cáncer y a la respuesta frente a terapias antitumorales.

Nuevos abordajes proteogenómicos

Más recientemente, el laboratorio ha desarrollado PLAMseq, una innovadora metodología proteogenómica que integra proteómica de proximidad, espectrometría de masas y secuenciación para identificar simultáneamente las proteínas asociadas a regiones específicas de cromatina y las localizaciones genómicas donde actúan. Esta tecnología proporciona una visión integrada de la regulación del genoma y abre nuevas oportunidades para estudiar mecanismos epigenéticos implicados en enfermedades humanas.

Posicionamiento internacional

La investigación del grupo se apoya en una sólida red de colaboraciones internacionales con centros de excelencia en Europa y Norteamérica, que abarcan áreas como la proteómica avanzada, la biología estructural, la reparación del ADN, la epigenética y la biología del cáncer. Estas colaboraciones facilitan el acceso a tecnologías de vanguardia, fomentan la formación internacional de jóvenes investigadores y permiten abordar preguntas biológicas complejas desde una perspectiva multidisciplinar. Gracias a esta combinación de innovación tecnológica, excelencia en proteómica y colaboración internacional, el grupo persigue comprender los principios fundamentales que gobiernan la organización y función del genoma, así como su papel en la enfermedad humana.