Biofísica del Reconocimiento Molecular

Resumen

El desarrollo de la multitud de procesos que tienen lugar en el interior de las células vivas está basado en la existencia de múltiples interacciones entre macromoléculas biológicas y ligandos, tanto transientes como permanentes. En el grupo de Biofisica del Reconocimiento Molecular estudiamos los determinantes estructurales que definen el reconocimiento específico entre macromoléculas biológicas (proteína-proteína y proteína-ácido nucleico) o entre macromoléculas y pequeños ligandos. Trabajamos sobre dos modelos de estudio: la formación del complejo de procesamiento de miARNs en plantas y la interacción de ligandos o sustratos con enzimas. Nuestra principal herramienta de estudio es la espectroscopía de RMN, pero utilzamos adicionalmente diversas técnicas biofísicas (CD, Fluorescencia, cromatografía, cinética rápida) para completar la caracterización de los sistemas en estudio.

Líneas de Investigación

Aspectos estructurales del procesamiento de miARN en plantas.

Durante los últimos años, las moléculas pequeñas de ARN han tomado una nueva relevancia, al demostrarse que están involucradas en el control de diversos procesos celulares. Los micro ARN (miARN) se destacan entre ellas por originarse en un transcripto primario endógeno (pri-miARN) que es subsecuentemente procesado para dar un producto de aproximadamente 22 nucleótidos. Los mecanismos moleculares que dan lugar a la digestión selectiva de los transcriptos primarios para generar el producto final no se conocen. En nuestro grupo estudiamos las características estructurales del proceso de maduración de los miARN a partir de su precursor pre-miARN en plantas. Trabajamos sobre las proteínas DCL1 y HYL1 de Arabidopsis thaliana utilizando métodos biofísicos, en particular espectroscopia de RMN y óptica, como también cinética rápida, para el estudio de las interacciones. Los resultados de nuestro trabajo contribuirán a comprender el procesamiento de pequeños ARNs. El conocimiento de los motivos reconocidos en el precursor y su posición en relación al miARN podrá facilitar la predicción de la secuencia de miARN producida a partir de nuevos precursores, como también la optimización de precursores artificiales en vista de su potencial uso en aplicaciones biotecnológicas o terapéuticas.

Restricciones orientacionales en complejos droga-receptor por RMN.

El proceso que lleva al descubrimiento de drogas ha sufrido cambios dramáticos durante los últimos 20 años. El diseño de drogas basado en estructura consiste es generar nuevos compuestos en forma racional o mejorar la actividad de un compuesto conocido, a partir del conocimiento de la estructura tridimensional del sitio activo o sitio de unión de las proteínas objetivo. La espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) tiene un enorme potencial en el campo del desarrollo de fármacos debido a la información que brinda sobre las interacciones moleculares en detalle atómico. La gran mayoría de los parámetros de RMN, sin embargo, proporcionan información de corto alcance. El desarrollo de métodos para medir acoplamientos dipolares residuales (RDC por sus siglas en inglés), que permiten la extracción de información angular respecto de una referencia externa, han hecho posible correlacionar partes distantes de una molécula. La medición de RDC requiere un alineamiento parcial de las moléculas en solución en el campo magnético. El medio utilizado para lograr este alineamiento es crítico para determinar la calidad y utilidad de los datos que puedan obtenerse. En nuestro grupo estudiamos metodologías para el alineamiento de proteínas objetivo que permitan estudiar la conformación de fármacos unidos a ellas en base a RDCs. Conociéndose la estructura del sitio de unión estas restricciones permitirán identificar los grupos del ligando que puedan ser modificados para mejorar su interacción, actividad y especificidad de acción.

Publicaciones Seleccionadas

  • Rasia RM, Lescop E, Palatnik JF, Boisbouvier J, Brutscher B. (2011). Rapid measurement of residual dipolar couplings for fast fold elucidation of proteins. J Biomol NMR in press.
  • Rasia RM, Mateos J, Bologna NG, Burdisso P, Imbert L, Palatnik JF, Boisbouvier J. (2010). Structure and RNA interactions of the plant MicroRNA processing-associated protein HYL1. Biochemistry 49, 8237-9.
  • Rasia RM, Noirclerc-Savoye M, Bologna NG, Gallet B, Plevin MJ, Blanchard L, Palatnik JF, Brutscher B, Vernet T, Boisbouvier J. (2009). Parallel screening and optimization of protein constructs for structural studies. Protein Sci 18, 434-9.

Colaboradores

  • Dr. Jerome Boisbouvier (Biomolecular Nuclear Magnetic Resonance Group, Institut de Biologie Structurale Jean-Pierre Ebel, Grenoble, France).
  • Dr. Beate Bersch (Laboratoire de RMN, Institut de Biologie Structurale, J.P. Ebel, Grenoble, France).
  • Claudia Höbartner (Nucleic Acid Chemistry Group, Max Planck Institute for Biophysical Chemistry, Göttingen, Alemania).

Subsidios

  • Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT). PICT-2012-1702, Raices. "Bases estructurales del procesamiento de miARNs en plantas".
  • Subsidio de Cooperación Internacional CONICET-CNRS (Res. D. Nº 181/13).  CONICET.  “Restricciones orientacionales y paramagnétcas para la elucidación de las bases estructurales del procesamiento de miARN en plantas”.

Director

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Rasia, Rodolfo M.
Sede CCT
Email: rasia@ibr-conicet.gov.ar
Tel: +54 341 4237070
Oficina Int: 644
Laboratorio Int: 615

Investigadores

  • Gonzalez Schain Nahuel

Becarios Post-Doctorales

  • Paula Burdisso

Becarios Doctorales

  • Salvador Drusin
  • Florencia C. Mascali
  • Roberta Crespo

Tesinistas

  • Fernando Muzzopappa