Me licencié en el año 1988 en Biología, en la especialidad de Bioquímica y Biología Molecular, por la Universidad Autónoma de Madrid. Desde el principio, mi actividad investigadora se ha centrado el estudio de las bases celulares y moleculares del desarrollo neuronal y de la fisiología del sistema nervioso utilizando Drosophila melanogaster como sistema modelo. Durante mi tesis doctoral, que realicé durante el periodo 1988-1994 en el Instituto Cajal, CSIC, en el laboratorio del Dr. Albero Ferrús, trabajé en la caracterización molecular y fenotípica de un conjunto de mutaciones que afectan al desarrollo del sistema nervioso. Como investigador postdoctoral en el laboratorio de la Dra. White en Brandeis University (MA, EEUU; años 1994-2000), me centré en estudiar la función en neuronas de Drosophila del gen APPL, el homólogo de la Proteína Precursora del Péptido β-amiloide implicado en la enfermedad de Alzheimer. En el año 2000 regresé a Madrid, al laboratorio de la Dra. Canal en el Departamento de Biología de la UAM, donde disfruté de un Contrato Ramón y Cajal hasta el año 2006. Aquí comencé mi carrera docente en la Comisión de Fisiología Animal, actualmente como Profesor Contratado Doctor. Las líneas de investigación en las que estoy involucrada en la actualidad abarcan varias áreas en el campo general de Neurogenética, que se centran en:
(1) la comprensión de las bases moleculares y funcionales de la enfermedad de Alzheimer y la exploración de nuevas estrategias terapéuticas
(2) el estudio de cómo corrientes iónicas subumbrales modulan la neurotransmisión
(3) la caracterización de las cascadas genéticas que determinan destinos específicos de células neuronales.
Línea 1 de Fisiología Animal: De la stem cell a la neurona: ¿qué me hace única?
Resumen de línea
En nuestro laboratorio estamos interesados en conocer los mecanismos genéticos que producen diversidad neuronal. ¿Podremos algún día generar las neuronas que nos interesen?
La capacidad para manipular la especificación de subtipos celulares es crucial para producir avances clínicos relevantes en el tratamiento de enfermedades a partir de células madre. Para que se generen de forma rutinaria neuronas específicas capaces de reemplazar aquellas perdidas o dañadas, es esencial entender mejor los mecanismos básicos de especificación neuronal. El sistema nervioso contiene un intimidante número de células y una amplísima diversidad celular. Las neuronas difieren unas de otras en muchos aspectos, incluidos su morfología, tipo de neurotransmisor/neuropéptido, receptores o canales iónicos que expresan. Además, cada subtipo neuronal ha de ser generado en el lugar y momento adecuados. La conjunción entre inmensos números, gran diversidad y una sobrecogedora fidelidad constituye la base de las complejas funciones del sistema nervioso. Por tanto, entender la especificación de los subtipos neuronales continúa siendo uno de los desafíos fundamentales de la neurobiología.
Palabras clave de línea: Drosophila, Sistema Nervioso, Diferenciación, Desarrollo, Destino neuronal.
Profesores Asociados: Isabel Molina, Laura Torroja, Yolanda León, Hugo Gabilondo, María Losada-Pérez, Irene Rubio-Fererra (Becaria predoctoral), Jonathan Benito.
Línea 2 de Fisiología Animal: Alteraciones en la función neuronal en modelos de Alzheimer en Drosophila
Resumen de línea
La patología temprana de la enfermedad de Alzheimer (AD) se caracteriza por la pérdida de sinapsis y consiguiente deterioro cognitivo, que precede en muchos años a la neurodegeneración propiamente dicha. La hipótesis amiloide establece que la disfunción sináptica en AD se inicia por la acción de formas oligoméricas del péptido β-amiloide (Aβ). Varios estudios han demostrado la utilidad de modelos de Drosophila para entender las bases moleculares de AD, y de otras enfermedades neurodegenerativas. Concretamente, nosotros estudiamos como Aβ interfiere con la comunicación sináptica. Para ello, estudiamos su efecto sobre la terminación neuromuscular adulta a diferentes edades. Así hemos demostrado que Aβ interfiere con la dinámica de formación/eliminación de sinapsis que ocurre durante el periodo de maduración de la terminación en la mosca joven. Nuestro objetivo es entender las bases moleculares y celulares de este efecto sinaptotóxico.
Palabras clave de línea Drosophila, neurogenética, Alzheimer, sinaptogénesis, péptido βamiloide
Profesores/Investigadores implicados en esta línea de investigación: Laura Torroja Fungairiño
Línea 3 de Fisiología Animal: Papel de las corrientes subumbrales en la función neuronal en Drosophila
Resumen línea:
Cada vez es mayor el número de enfermedades del sistema nervioso relacionadas con el malfuncionamento de un canal iónico (canalopatías), y aunque existen terapias farmacológicas que tienen como diana canales iónicos específicos, la complejidad funcional de éstos explica que muchos de estos fármacos tengan serios efectos secundarios. Nuestro objetivo es profundizar en el entendimiento de las relaciones funcionales entre distintas corrientes iónicas y aportar conocimiento para el refinamiento en la aplicación de futuras terapias, utilizando para ello un modelo animal más sencillo, Drosophila melanogaster, con un único gen para cada tipo de canal. Concretamente, estudiamos dos corrientes, Ih e IM, que operan a voltajes cercanos al potencial de reposo, y cuyas alteraciones están asociadas con trastornos epilépticos y dolor patológico. Hemos demostrado que la falta de corriente Ih produce trastornos circadianos en la mosca, además de alterar la señalización dopaminérgica y el patrón de sueño-actividad. Actualmente estudiamos los efectos de alteraciones en la corriente IM, y su relación con Ih.
Palabras clave de línea Drosophila, neurogenética, corrientes subumbrales, corriente Ih, corriente IM, canales iónicos, canales HCN, canales KCNQ, ritmos circadianos
Profesores/Investigadores implicados en esta línea de investigación: Laura Torroja Fungairiño, Yolanda León
Gabilondo H, Losada-Pérez M, Monedero I, Torres-Herráez A, Molina I, Torroja L, Benito-Sipos J. A new role of Klumpfuss in establishing cell fate during the GMC asymmetric cell division. Cell Tissue Res. 2014 Nov;358(2):621-6.
Andrés M, Turiégano E, Göpfert MC, Canal I, Torroja L. The extracellular matrix protein artichoke is required for integrity of ciliated mechanosensory and chemosensory organs in Drosophila embryos. Genetics. 2014 Apr;196(4):1091-102. doi: 10.1534/genetics.113.156323.
Losada-Pérez M, Gabilondo H, Molina I, Turiegano E, Torroja L, Thor S, Benito-Sipos J. Klumpfuss controls FMRFamide expression by enabling BMP signaling within the NB5-6 lineage. Development. 2013 May;140(10):2181-9. doi: 10.1242/dev.089748.
Gonzalo-Gomez A, Turiegano E, León Y, Molina I, Torroja L, Canal I. Ih current is necessary to maintain normal dopamine fluctuations and sleep consolidation in Drosophila. PLoS One. 2012;7(5):e36477. doi: 10.1371/journal.pone.0036477.
Benito-Sipos J, Ulvklo C, Gabilondo H, Baumgardt M, Angel A, Torroja L, Thor S. Seven up acts as a temporal factor during two different stages of neuroblast 5-6 development. Development. 2011 Dec;138(24):5311-20. doi: 10.1242/dev.070946.
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