Grupo de Investigación de Fisiología Microbiana (Departamento de Genética y Microbiología)

Todos los organismos, desde las bacterias y levaduras hasta las células de mamíferos, son capaces de detectar y responder a cambios en su ambiente extracelular mediante mecanismos especializados. Estos mecanismos no sólo regulan la reparación de los daños en las macromoléculas sino que también establecen un estado de tolerancia que ayudará a prevenir posibles daños futuros. Los estímulos externos se transmiten a través de las llamadas rutas o vías de señalización desde la superficie al interior de la célula. Son rutas que van a facilitar una remodelación de los patrones de expresión génica y de la actividad proteica de la célula que finalmente resulta en una respuesta adaptativa frente a los cambios ambientales.

Entre las vías de señalización de las células eucariotas ocupan un lugar destacado las cascadas de MAPKs (Mitogen Activated Protein Kinases), que se encuentran altamente conservadas a lo largo de la evolución y todas ellas constan de un módulo de quinasas formado por al menos tres elementos diferentes: MAPKKK, MAPKK, MAPK.

Esquema general de organización de las cascadas de MAPKs

Existe un elevado grado de conservación entre levaduras y células de mamífero en cuanto a las principales rutas de transducción de señales y procesos celulares que determinan la respuesta celular frente a condiciones adversas. Nuestro grupo de investigación utiliza la levadura Schizosaccharomyces pombe como modelo experimental para este tipo de estudios. Las moléculas implicadas en las rutas de señalización regulan una enorme variedad de procesos biológicos tales como el control del ciclo celular, el desarrollo, la morfogénesis y las respuestas celulares frente al estrés ambiental.

Schizosaccharomyces pombe

Schizosaccharomyces pombe es un eucariota unicelular que en la naturaleza forma colonias de células libres inmóviles. A diferencia de la mayoría de levaduras se divide por bipartición, por lo que se le llama comúnmente levadura con fisión. Desde el punto de vista citológico es muy similar a las células eucariotas superiores, especialmente en cuanto a su modo de división celular. Además, su mitosis y su meiosis casi convencionales, lo hacen especialmente apropiado para el estudio del ciclo celular. Por otro lado, sus proteínas presentan un alto grado de conservación evolutiva, por lo que también constituye un modelo idóneo para el estudio de rutas de señalización y transducción de señales. S. pombe posee el genoma eucariota de menor tamaño descrito (13,8 Mb; 3 cromosomas, 4979 genes), lo que lo hace muy atractivo ya que además sus cromosomas no han sufrido grandes reorganizaciones a lo largo de la evolución. Se dispone de la secuencia completa de su genoma (Word et al., 2002) y en la actualidad se están realizando estudios de localización y modificación a nivel proteómico. Estas herramientas de análisis permiten una comprensión completa de la célula a nivel molecular, aspecto de especial importancia en el estudio de rutas de señalización, dado el alto grado de interconexión existente entre ellas.