Biotecnología de Intrones del Grupo II

 
Responsable: Nicolas Toro García

Estación Experimental del Zaidin, CSIC

Profesor Albareda, 1

18008 Granada

 

Teléfono: 958 181600 Ext 308                   Fax: 958 129600

 

 

Componentes del Grupo

 

Nicolás Toro Garcia, Investigador Científico,

Francisco Martínez Abarca, Científico Titular,

 

Manuel Fernandez López, Investigador Contratado,

José Ignacio Jiménez-Zurdo, Investigador Contratado,

 

Estefanía Muñoz Adelantado, Postdoctoral,

 

 

Antonio Barrientos Durán, Becario Predoctoral,

Maria Dolores Molina Sánchez, Becaria Predoctoral,

Rafael Nisa Martínez, Becario Predoctoral,

 

Actividad Científica

 

Líneas de investigación:

En los aspectos concretos relacionados con esta propuesta, el grupo de investigación estudia los intrones del grupo II bacterianos, en concreto el intron RmInt1 de Sinorhizobium meliloti. Los intrones del grupo II son ARNs catalíticos y elementos genéticos móviles capaces de insertarse directamente en sitios específicos dentro de ADN de cadena doble. Los intrones del grupo II fueron inicialmente encontrados en organelas de plantas y eucariotas inferiores y recientemente en bacterias  y se les considera los precursores de los intrones del núcleo de células eucariotas, de los non-LTR-retrotransposones y de la telomerasa. La movilidad de los intrones del grupo II, proceso conocido como “retrohoming”, está mediada por una proteína multifuncional (IEP) codificada por el intrón en su dominio IV. Esta proteína tiene actividad maturasa (dominio X) implicada en la maduración del ARN precursor y la excisión del ARN del intrón en forma de lazo (“splicing”), actividad reverso transcriptasa (dominio RT) implicada en síntesis de una ADNc utilizando como molde el ARN del intrón insertado en su ADN diana, actividad de desenrollamiento de ADN de cadena doble y de ADN endonucleasa (dominio endonucleasa) implicada en el reconocimiento del ADN diana y en el corte en la posición +9 o +10, dependiendo del intrón, de la cadena antisentido. Mientras que el proceso de “retrohoming” para los intrones de levadura y el intrón de L. lactis es muy semejante y sigue el proceso descrito anteriormente, el intrón RmInt1 sigue un proceso mecanísticamente diferente al invadir el ADN diana a través de ADN de cadena sencilla generado por la horquilla replicativa. La intrínseca especificidad de los intrones del grupo II por el reconocimiento de la secuencia diana; el hecho de que además ésta es relativamente grande entre 34 y 24 nucleótidos, disminuyendo la posibilidad de encontrar secuencias repetidas incluso en genomas complejos; el no necesitar del sistema de recombinación homóloga para insertarse en el genoma; el hecho de que puedan insertarse dentro de ellos secuencias de ADN, incluso genes; junto con la posibilidad de rediseñar sus secuencias de reconocimiento de modo que se puedan insertar virtualmente en cualquier secuencia de ADN elegida, hace que estos elementos genéticos tengan una enorme potencialidad en ingeniería genética, en el análisis funcional de genomas y terapia génica.

          Nuestro objetivo es desarrollar nuevas herramientas genéticas basadas en intrones del grupo II, para la identificación de genes y en general para el análisis funcional de genomas de interés tanto en microorganismos como en plantas.

 

 

Proyectos en vigor:

 

Desarrollo de nuevas herramientas genéticas basadas en intrones del grupo II para la identificación y el análisis funcional de genes en genomas de procariotas y plantas. MCyT Plan Nacional de Biotecnologia BIO2002-02579. Entidades participantes: EEZ-CSIC. 2002-2005. Investigador principal: Nicolás Toro García

 

Ingeniería de la expresión coordinada de múltiples  genes y uso para la producción y purificación de moléculas de valor industrial. MCyT Plan Nacional de Biotecnologia (PROFIT) FIT-010000-2003-110. Entidades participantes: BIOMEDAL SL, EEZ-CSIC Y OTROS. 2003-2004. Investigador principal: Nicolás Toro García

 

 

Publicaciones relevantes (1999-2003):

 

- F. Martínez-Abarca, F. M. García-Rodríguez, E. Muñoz y N. Toro. 1999. Biochemical demonstration of reverse transcriptase activity and splicing efficiency of bacterial group II intron from Sinorhizobium meliloti. Nucleic Acids Symposium Series 41:117-119.

 

- F. Martínez-Abarca, F.M. García-Rodríguez y N. Toro. 2000. Homing of a bacterial group II intron with an intron-encoded-protein lacking the conserved part of the Zn domain. Molecular Microbiology 35:1405-1412.

 

- F. Martinez-Abarca y N. Toro. 2000. RecA-independent ectopic transposition in vivo of a bacterial group II intron. Nucleic Acids Research 28:4397-4402.

 

- F. Martinez-Abarca y N. Toro. 2000. Group II intron in the bacterial world. MicroReview Molecular Microbiology 38: 917-926.

 

- E. Muñoz, P.J. Villadas y N. Toro. 2001. Ectopic transposition of a group II intron in natural bacterial populations. Molecular Microbiology 41: 645-652.

 

- N. Toro, Mª Dolores Molina-Sánchez, M.Fernández-López. 2002. Identification and characterization of bacterial class E group II introns. Gene 299:245-250.

 

- E. Muñoz-Adelantado, Joe San Filippo, F. Martínez-Abarca, F. M. García-Rodríguez, A M. Lambowitz y N. Toro. 2003. Mobility of the Sinorhizobium meliloti Group II Intron RmInt1 occurs by reverse splicing but requires and unknown reverse transcriptase priming mechanism. Journal of Molecular Biology 327:931-943.

- J. I. Jiménez-Zurdo, F. M. García-Rodríguez, A. Barrientos-Durán y N. Toro. 2003. DNA Target-Site Requirements for Homing in vivo of a Bacterial Group II Intron Encoding a Protein Lacking the DNA Endonuclease Domain. Journal of Molecular Biology 326:413-423.

 

- N. Toro, F. Martinez-Abarca, M. Fernández-López y E. Muñoz-Adelantado. 2003. Diversity of Group II Introns in the Genome of Sinorhizobium meliloti Strain 1021: Splicing and Mobility of RmInt1. Molecular Genetics and Genomics (MGG) 268:628-636.

 

- N. Toro. 2003. Bacteria and Archaea Group II Introns; new mobile genetic elements in the environment. Environmental Microbiology- A Review, 5:143-151.