UNIDAD DE BIOINFORMÁTICA

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Biología Computacional y Bioinformática
Ugo Bastolla Bufalini
UNIDAD DE
BIOINFORMÁTICA
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Unidad de Bioinformática
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Biología computacional y bioinformática
Resumen de Investigación
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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.
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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
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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.
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Biología computacional y bioinformática
Jefe de línea:
Ugo Bastolla Bufalini
Postdoctorales:
Miguel Arenas Busto
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Línea Investigación
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Publicaciones
Línea
Investigación
OtrasInvestigación
Actividades
Línea
Técnico de investigación:
Alfonso Nuñez Salgado
Estudiantes:
Agustin Sánchez Cobos
Pavel Baykalov
CBMSO 2013-2014
TesisInvestigación
Doctorales
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Becarios predoctorales:
Álvaro Cortés Cabrera
Helena Gomes DosSantos Javier Klett Arroyo Alberto Pascual García
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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.
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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.
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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.
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Otras Actividades
• Encuentro de grupos de biología computacional de la UAM “Computational
Biology @ UAM”, CBMSO, 5 de junio de 2013
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Línea Investigación
Personal
Publicaciones
Línea
Investigación
Otras Actividades
Línea Investigación
CBMSO 2013-2014
TesisInvestigación
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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
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Investigación
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Actividades
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