Estructura de Ensamblados Macromoleculares

Nuestro grupo tiene como objetivo desvelar la estructura de las máquinas celulares para generar conocimiento sobre el mecanismo funcional de las macromoléculas y ayudar al desarrollo de aplicaciones biomédicas. Para ello utilizamos la criomicroscopía electrónica (cryo-EM) y la cristalografía de rayos X, que ambas aportan información a resolución atómica, combinada con otras técnicas biofísicas y bioquímicas. Esta metodología integradora se aplica al estudio de procesos celulares esenciales como la transcripción del genoma y la reparación del ADN.

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Transcripción del genoma

La transferencia de información genética codificada en el ADN es el principal determinante de la expresión génica. Las alteraciones en este proceso tienen un impacto significativo en la homeostasis celular y están directamente relacionadas con el desarrollo de enfermedades. Las ARN polimerasas transcriben la información genética del ADN al ARN, catalizando la adición de nucleótidos complementarios a la hebra molde del ADN. Los eucariotas possen tres ARN polimerasas diferentes, cada una de las cuales transcribe un conjunto específico de genes. Nuestro grupo está centrado en el estudio de la ARN polimerasa I y diversos factores de transcripción que regulan la expresión génica. Para más detalles, pinchar [aquí].

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Detección y reparación de lesiones en el ADN

Las lesiones en el ADN amenazan la vida celular y deben repararse para mantener la integridad del genoma. La transcripción es particularmente sensible a las lesiones en el ADN y, por lo tanto, está relacionada con la reparación del ADN. Diferentes lesiones provocan el bloqueo de las ARN polimerasas, lo que activa el reclutamiento de factores de reparación del ADN, incluidas las endonucleasas XPF y XPG para eliminar la lesión. Las alteraciones en estos factores de reparación se asocian con trastornos genéticos como la xerodermia pigmentosa y el síndrome de Cockayne. Nuestro grupo está centrado en el estudio de la detección de lesiones por las ARN polimerasas y la eliminación del ADN dañado por la XPG. Para más detalles, pinchar [aquí].

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Personal Científico
Carlos Fernández Tornero

Postdoctorales
Tommy Pascal Darriere
Sonia Huecas Gayo
Federico Martin Ruiz

Predoctorales
Adrian Plaza Pegueroles
Alicia Santos Gonzalez de Aledo

Ruiz, F.M, Huecas, S., Santos-Aledo, A., Prim, E.A., Andreu, J.M., Fernández-Tornero, C. [2022]. FtsZ filament structures in different nucleotide states reveal the mechanism of assembly dynamics. PLoS Biology 20:e3001497

Nguyen, P.Q., Conesa, C., Rabut, E., Bragagnolo, G., Gouzerh, C., Fernández-Tornero, C., Lesage, P., Reguera, J., Acker, J. [2021]. Ty1 integrase is composed of an active N-terminal domain and a large disordered C-terminal module dispensable for its activity in vitro. J. Biol. Chem. 297:101093

Huecas, S., Araújo-Bazán, L., Ruiz, F.M., Ruiz-Ávila, L.B., Martínez, R.F., Escobar-Peña, A., Artola, M., Vázquez-Villa, H., Martín-Fontecha, M., Fernández-Tornero, C., López-Rodríguez, M.L., Andreu, J.M.* [2021]. Targeting the FtsZ Allosteric Binding Site with a Novel Fluorescence Polarization Screen, Cytological and Structural Approaches for Antibacterial Discovery. J. Med. Chem. 64:5730–5745.

González-Corrochano, R., Ruiz, F.M., Taylor, N.M.I., Huecas, S., Drakulic, S., Spínola-Amilibia, M., Fernández-Tornero, C. [2020]. The crystal structure of human XPG, the xeroderma pigmentosum group G endonuclease, provides insight into nucleotide excision DNA repair. Nucleic Acids Res. 48:9943-9958.

**Huecas, S., Canosa-Valls, A.J., Araújo-Bazán, L., Ruiz, F.M., Laurents, D.V., Fernández-Tornero, C., Andreu, J.M. [2020].** Nucleotide-induced folding of cell division protein FtsZ from Staphylococcus aureus. FEBS J. 287:4048-4067.

Darrière, T., Pilsl, M., Sarthou, M.-K., Chauvier, A., Genty, T., Audibert, S., Dez, C., Léger-Silvestre, I., Normand, C., Henras, A.K., Kwapisz, M., Calvo, O., Fernandez-Tornero, C., Tschochner, H., Gadal, O. [2019]. Genetic analyses led to the discovery of a super-active mutant of the RNA polymerase I. PLoS Genetics. 15:e1008157.

Sanz-Murillo, M., Xu, J., Belogurov, G.A., Calvo, O., Gil-Carton, D., Moreno-Morcillo, M., Wang, D., Fernández-Tornero, C. [2018]. Structural basis of RNA polymerase I stalling at UV light-induced DNA damage. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 115:8972-8977.

Fernández-Tornero, C. [2018]. RNA polymerase I activation and hibernation: unique mechanisms for unique genes. Transcription. 9:248-254.

Canales, Á., Rösinger, M., Sastre, J., Felli, I.C., Jiménez-Barbero, J., Giménez-Gallego, G., Fernández-Tornero, C. [2017]. Hidden α-helical propensity segments within disordered regions of the transcriptional activator CHOP. PLoS ONE. 12:e0189171.

Garavís, M., González-Polo, N., Allepuz-Fuster, P., Louro, J.A., Fernández-Tornero, C., Calvo, O. [2017]. Sub1 contacts the RNA polymerase II stalk to modulate mRNA synthesis. Nucleic Acids Res. 45:2458-2471.

Todas las publicaciones

2018-2021. BFU2017-87397-P. MICINN [IP]
2020-2021. RED2018-102467-T. MICINN [Grupo asociado]
2017-2022. Agence Nationale de la Recherche (Francia). [Grupo asociado]

2015-2018. Ramón Areces Foundation [IP]
2014-2017. BFU2013-48374-P. MICINN [IP]
2011-2013. BFU2010-16336. MICINN [IP]
2010-2012. EIC-EMBL-2011-0076. MICINN [IP]
2010-2011. 200920I077. CSIC [IP]
2016-2017. BFU2015-71978-REDT. MICINN [Grupo asociado]
2014-2015. CSIC13-4E-1700. MICINN [Grupo asociado]

2011-2018. Colaboración industrial con PharmaMar [IP]

Otras publicaciones

^{Fernández-Tornero C. (2017) Dime con quién andan tus proteínas y te diré qué hacen tus células. Huffington Post – 21 marzo}

^{Fernández-Tornero C. (2013) Viaje al centro de la célula. Huffington Post – 31 octubre (Portada)}

^{Fernández-Tornero C. (2014) La síntesis del ARN: un proceso en el centro de la vida. Boletín de la Institución Libre de Enseñanza 95-96:77-87}

^{Fernandez-Tornero C. (2010) Nobel Prize in Chemistry 2009: atomic structure of the cellular machinery for protein synthesis. Anales de la Real Academia Nacional de Farmacia 76:119-136}

Selección de referencias en los medios de comunicación

^{https://www.efe.com/efe/espana/efefuturo/identifican-mecanismo-que-repara-danos-en-el-adn-por-algunas-quimioterapias/50000905-4336597}

^{https://www.lavanguardia.com/vida/20200904/483290964544/identifican-mecanismo-que-repara-danos-en-el-adn-por-algunas-quimioterapias.html}

^{http://www.madrimasd.org/notiweb/noticias/descifrada-estructura-proteina-clave-que-repara-danos-adn-por-radiaciones-ultravioleta-o-quimioterapia}

^{https://www.efe.com/efe/espana/efefuturo/-/50000905-3725429}

^{https://www.lavanguardia.com/vida/20180821/451399577233/hallan-el-mecanismo-de-las-celulas-para-reparar-adn-afectado-por-radiacion-uv.html}

^{http://www.madrimasd.org/notiweb/noticias/hallado-un-mecanismo-por-que-las-celulas-detectan-en-adn-lesiones-producidas-por-radiacion-ultravioleta}

^{https://www.rtve.es/noticias/20180821/csic-halla-mecanismo-celulas-detectan-lesiones-adn-causadas-radiacion-ultravioleta/1782160.shtml}

^{https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180822164205.htm}

Redes

^{RNA Life Network [Grupo asociado]}

^{SEBBM Protein Structure and Function Group [Coordinador]}

Alumni

^{Srdja Drakulic, Postdoc (2017-2019)

Mercedes Spínola Amilibia, Postdoc (2017)

Rocío González Corrochano, Postdoc (2011-2016)

Eva Torreira Ontiveros, Postdoc (2011-2016)

Nicholas M. I. Taylor, Postdoc (2011-2012)}

^{Marta Sanz Murillo, PhD Student (2014-2019)

Jaime Alegrio Louro, PhD Student (2011-2016)}

^{Erica González Castro (2020)

Carla Gracia Paricio (2020)

Alicia Santos González de Aledo (2018-2019)

Álvaro Ras Carmona (2018)

Carolina Correa Maté (2017-2018)

Carlos Pardo Hernández (2017)

Álvaro de la Gándara (2017)

Paula García Trapote (2015-2016)

Nuria Castillo Tutor (2011-2015)

Pablo Saralegui (2011)

Marcel Rösinger (2010-2011)}

Responsable/s del laboratorio

Carlos Fernández Tornero

intro

Líneas de investigación

1. Genome transcription

2. DNA damage detection and repair

3. Bacterial cell division

Miembros

Publicaciones seleccionadas

Ruiz, F.M, Huecas, S., Santos-Aledo, A., Prim, E.A., Andreu, J.M., Fernández-Tornero, C. [2022]. FtsZ filament structures in different nucleotide states reveal the mechanism of assembly dynamics. PLoS Biology 20:e3001497

Nguyen, P.Q., Conesa, C., Rabut, E., Bragagnolo, G., Gouzerh, C., Fernández-Tornero, C., Lesage, P., Reguera, J., Acker, J. [2021]. Ty1 integrase is composed of an active N-terminal domain and a large disordered C-terminal module dispensable for its activity in vitro. J. Biol. Chem. 297:101093

**Huecas, S., Canosa-Valls, A.J., Araújo-Bazán, L., Ruiz, F.M., Laurents, D.V., Fernández-Tornero, C., Andreu, J.M. [2020].** Nucleotide-induced folding of cell division protein FtsZ from Staphylococcus aureus. FEBS J. 287:4048-4067.

Sanz-Murillo, M., Xu, J., Belogurov, G.A., Calvo, O., Gil-Carton, D., Moreno-Morcillo, M., Wang, D., Fernández-Tornero, C. [2018]. Structural basis of RNA polymerase I stalling at UV light-induced DNA damage. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 115:8972-8977.

Fernández-Tornero, C. [2018]. RNA polymerase I activation and hibernation: unique mechanisms for unique genes. Transcription. 9:248-254.

Canales, Á., Rösinger, M., Sastre, J., Felli, I.C., Jiménez-Barbero, J., Giménez-Gallego, G., Fernández-Tornero, C. [2017]. Hidden α-helical propensity segments within disordered regions of the transcriptional activator CHOP. PLoS ONE. 12:e0189171.

Garavís, M., González-Polo, N., Allepuz-Fuster, P., Louro, J.A., Fernández-Tornero, C., Calvo, O. [2017]. Sub1 contacts the RNA polymerase II stalk to modulate mRNA synthesis. Nucleic Acids Res. 45:2458-2471.

Fondos

Más información

Responsable/s del laboratorio

Carlos Fernández Tornero

intro

Líneas de investigación

1. Genome transcription

2. DNA damage detection and repair

3. Bacterial cell division

Miembros

Publicaciones seleccionadas

Ruiz, F.M, Huecas, S., Santos-Aledo, A., Prim, E.A., Andreu, J.M., Fernández-Tornero, C. [2022]. FtsZ filament structures in different nucleotide states reveal the mechanism of assembly dynamics. PLoS Biology 20:e3001497

Nguyen, P.Q., Conesa, C., Rabut, E., Bragagnolo, G., Gouzerh, C., Fernández-Tornero, C., Lesage, P., Reguera, J., Acker, J. [2021]. Ty1 integrase is composed of an active N-terminal domain and a large disordered C-terminal module dispensable for its activity in vitro. J. Biol. Chem. 297:101093

Huecas, S., Canosa-Valls, A.J., Araújo-Bazán, L., Ruiz, F.M., Laurents, D.V., Fernández-Tornero, C.*, Andreu, J.M.* [2020]. Nucleotide-induced folding of cell division protein FtsZ from Staphylococcus aureus. FEBS J. 287:4048-4067.

Sanz-Murillo, M., Xu, J., Belogurov, G.A., Calvo, O., Gil-Carton, D., Moreno-Morcillo, M., Wang, D., Fernández-Tornero, C. [2018]. Structural basis of RNA polymerase I stalling at UV light-induced DNA damage. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 115:8972-8977.

Fernández-Tornero, C. [2018]. RNA polymerase I activation and hibernation: unique mechanisms for unique genes. Transcription. 9:248-254.

Canales, Á., Rösinger, M., Sastre, J., Felli, I.C., Jiménez-Barbero, J., Giménez-Gallego, G., Fernández-Tornero, C. [2017]. Hidden α-helical propensity segments within disordered regions of the transcriptional activator CHOP. PLoS ONE. 12:e0189171.

Garavís, M., González-Polo, N., Allepuz-Fuster, P., Louro, J.A., Fernández-Tornero, C., Calvo, O. [2017]. Sub1 contacts the RNA polymerase II stalk to modulate mRNA synthesis. Nucleic Acids Res. 45:2458-2471.

Fondos

Más información

**Huecas, S., Canosa-Valls, A.J., Araújo-Bazán, L., Ruiz, F.M., Laurents, D.V., Fernández-Tornero, C., Andreu, J.M. [2020].** Nucleotide-induced folding of cell division protein FtsZ from Staphylococcus aureus. FEBS J. 287:4048-4067.