Programa Científico

Dinámica y función del genoma

GRUPO DE INVESTIGACIÓN

Dinámica y reciclaje de la maquinaria de transcripción durante mitosis.

Carlos Perea Resa

La mitosis es un proceso clave en biología, ya que genera el número adecuado y la diversidad de células necesarias para formar un organismo complejo. Los cromosomas, los orgánulos, las proteínas y los ARN se transmiten de las células madre a las células hijas, lo que convierte a la mitosis en una oportunidad para transferir factores de forma selectiva y cambiar el destino de las células hijas. Nuestro objetivo es comprender la herencia de la maquinaria transcripcional a lo largo de la mitosis en divisiones celulares simétricas y asimétricas, así como en las primeras etapas del desarrollo embrionario.

Investigación

Un aspecto fascinante de nuestra biología es el hecho de que todas las células de nuestro organismo comparten la misma información genética (libro de instrucciones). La lectura diferencial de esta información es la clave para generar la diversidad celular durante el desarrollo. En este contexto, la transcripción del DNA a RNA constituye la primera etapa de esa lectura y es fundamental para establecer los patrones de expresión característicos de cada tipo celular. Asimismo, el proceso de mitosis es esencial para conseguir el numero de células necesario para construir un organismo completo y se ha demostrado que el paso a través de mitosis es además necesario para establecer un alto porcentaje de linajes celulares. Sorprendentemente, el proceso de transcripción es silenciado durante el paso por mitosis como consecuencia de la desvinculación generalizada de RNA polimerasas y factores de transcripción de la cromatina. Una vez finalizada la división celular, la transcripción debe reiniciarse inmediatamente para garantizar la viabilidad celular. ¿Cómo las células hijas recuerdan y reestablecen los patrones de transcripción? ¿Cómo los patrones se modifican dentro del proceso de diferenciación celular? Estas son algunas de las preguntas que intentamos responder utilizando modelos de líneas celulares humanas para estudiar el proceso de transcripción durante la mitosis.

Uno de nuestros objetivos es comprender la dinámica y el reciclaje de la ARN polimerasa 2 —la enzima encargada de transcribir todos los genes codificadores de proteínas en los eucariotas— y del complejo asociado denominado cohesina. Paralelamente, investigamos la posible implicación de estos procesos en la etiología de enfermedades del desarrollo, como las cohesinopatías. Mediante la combinación de cultivos celulares, enfoques genómicos y proteómicos, la tecnología CRISPR y la microscopía de células vivas, nuestro objetivo es comprender cómo funciona la maquinaria transcripcional ante el reto que supone la mitosis, con la esperanza de entender cómo se coordinan la expresión génica y la división celular durante el desarrollo.

Miembros del grupo

Carlos Perea Resa

Group leader
Lab.: 409/415.1 Ext.: 4496
carlos.perea(at)cbm.csic.es

Aida Contreras Pérez

PhD researcher
Lab.: 409 Ext.: 4611
aida.contreras(at)cbm.csic.es

Estrella Isabel Sayago Pachón

PhD researcher
Lab.: 409 Ext.: 4611
esayago(at)cbm.csic.es

Héctor Espinosa Sánchez

PhD researcher
Lab.: 409 Ext.: 4611
hector.espinosa(at)cbm.csic.es

Marta Arjona Blanco

PhD researcher
Lab.: 409 Ext.: 4611
marta.arjona(at)cbm.csic.es

Claudia Ferrandiz Torrego

TFG student
Lab.: 409 Ext.: 4496

Publicaciones representativas

Cohesin Removal Reprograms Gene Expression upon Mitotic Entry

Carlos Perea-Resa et al.

Molecular Cell 2020

Cell division requires RNA eviction from condensing chromosomes

Judith A Sharp et al.

Journal of Cell Biology 2021

Cohesin preservation across mitosis contributes to restart transcription via Cdk9-mediated activation of RNAPol2

Contreras-Pérez et al.

Molecular Cell 2026

Elongin A associates with actively transcribed genes and modulates enhancer RNA levels with limited impact on transcription elongation rate in vivo

M Behfar Ardehali et al.

Journal of Biological Chemistry 2021

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