Programa Científico
Interacciones con el entorno
UNIDADES EN ESTE PROGRAMA
Microorganismos en la salud y el bienestar Desarrollo y función del sistema inmunitario
GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Biotecnología y genética de termófilos extremos
Mario Mencía Caballero
Mi grupo investiga en tres temas convergentes: i) generar nuevas formas de evolucionar proteínas para biotecnología utilizando bacterias termófilas, ii) comprender los mecanismos de plasticidad del genoma del género Thermus, y iii) arrojar luz sobre los eventos tempranos en la evolución de Bacteria, Archaea y Eukarya. Estos tres temas convergen en la cuestión general de cuáles son los impulsos y mecanismos de evolución de las formas celulares y cómo podemos beneficiarnos de ellos.
Investigación
Como forma de poder aprovechar la evolución de un organismo caballo de batalla en biotecnología, como lo es Thermus thermophilus, queremos comprender los procesos que contribuyen a la plasticidad del genoma de este organismo, tanto los mecanismos de transferencia horizontal de genes como los mecanismos de defensa contra ellos y el genoma. vías de reparación y sus interacciones mutuas. Los principales sistemas de defensa que estamos estudiando actualmente son la nucleasa programable Argonaute, la ADN primasa-polimerasa Primpol y el complejo AddAB (equivalente a RecBCD). Las vías de reparación recombinacionales que estamos estudiando son RecFOR, RecJ y HerA-NurA. El análisis de estas rutas también mostrará las estrategias utilizadas por un termófilo extremo para hacer frente al daño en el ADN causado por las altas temperaturas. A continuación, estamos desarrollando un nuevo sistema para el cultivo continuo, la generación de diversidad inducida y la selección de variantes mejoradas en un proceso automatizado iterativo. Los nuevos sistemas que estamos desarrollando se utilizarán para el descubrimiento de proteínas termoestables y el aislamiento de variantes termoestables de enzimas que podrían responder mejor a los requisitos de los biocatalizadores industriales o en otras aplicaciones en el campo de la biología molecular, como la edición de genes. Y en la misma línea, estamos sondeando las posibilidades de este organismo en la degradación y metabolización de residuos plásticos (tereftalato de polietileno y poliestireno), para tratar de generar una posible solución al problema de la acumulación de residuos plásticos en el mundo.
También compartiendo el tema de la evolución, estoy interesado en los primeros eventos evolutivos que llevaron a la división de Bacteria y Archaea en primer lugar y al surgimiento de Eukarya en una segunda etapa. En cuanto a la división Bacteria-Archaea, postulo una divergencia basada en el gradiente de protones y las diferencias, críticas e inalteradas en la evolución entre las membranas de las arqueas y las de las bacterias. Estas diferencias finalmente se trasladaron de bacterias a mitocondrias y eucariotas. Respecto al surgimiento de los eucariotas, según mi teoría, el evento fundamental sería la asociación de un organismo protofagocítico (derivado de asgard archaea) con una alfa-proteobacteria que permitió que apareciera el proceso de digestión ácida y esto sería crítico para el surgimiento de fagocitosis, mitocondrias y eventualmente el resto de características eucariotas.
Miembros del grupo
Mario Mencia Caballero
Lab.: 121 Ext.: 4664
mmencia(at)cbm.csic.es
Marta Failde Soler
Lab.: 121 Ext.: 4525
marta.failde(at)cbm.csic.es
Samuel Jimena López
Lab.: 121 Ext.: 4664
sjimena(at)cbm.csic.es
Bruna Fernanda Silva de Sousa
Lab.: 121 Ext.: 4664
bruna.desousa(at)cbm.csic.es
Sara Quiles Hernández
Lab.: 121 Ext.: 4664
Publicaciones representativas
Acid digestion and symbiont: Proton sharing at the origin of mitochondriogenesis?
Mario Mencía.
Deletion of the primase-polymerases encoding gene, located in a mobile element in Thermus thermophilus HB27, leads to loss of function mutation of addAB genes.
Verdú C et al.
In vivo diversification of target genomic sites using processive base deaminase fusions blocked by dCas9
Beatriz Álvarez et al.
The archaeal-bacterial lipid divide, could a distinct lateral proton route hold the answer?
Mario Mencía.