Laboratorio de traducción genética
Lluis Ribas de Pouplana
Investigador Principal
ICREA Research Professor
Tel Oficina : +34 93 403 48 68
Tel Lab : +34 93 403 48 67
correo-e : lluis.ribas
irbbarcelona.org
Introducción
Enfocamos nuestra investigación en la evolución de la maquinaria de síntesis de proteínas, en las interacciones moleculares que la regulan y en las aplicaciones biomédicas que se pueden derivar de su estudio en patógenos humanos.
Inicialmente, nuestros esfuerzos se han dirigido a la caracterización de los mecanismos de reconocimiento del tRNA en dos especies de protozoos patogénicos (Plasmodium y Trypanosoma). En otros proyectos estudiamos la maquinaria de síntesis de proteínas en la mitocondria, la evolución modular de las aminoacil-tRNA sintetasas, y los mecanismos para el mantenimiento de la fidelidad del código genético en las células humanas.
Áreas de interés científico
Nuestro objetivo general es traducir nuestros conocimientos básicos sobre la biología del tRNA en aplicaciones biomédicas. Esta estrategia se justifica por la gran cantidad de datos experimentales que se han recopilado sobre la aminoacilación del tRNA, y por el papel biológico esencial de esta reacción. Paralelamente, utilizando tRNA y aminoacil-tRNA sintetasas como herramientas, buscamos entender mejor la evolución de la vida en general, y de la célula eucariota en particular.
Líneas de Investigación
a. Desarrollo de nuevos métodos de selección de antibióticos.
El desarrollo de antibióticos de nuevas generaciones, como la meticilina, las quinolonas y la vacomicina, ha estado seguido siempre por la aparición de cepas de bacterias resistentes a las nuevas moléculas. Así pues, hay una necesidad creciente de crear nuevos antibióticos y de desarrollar métodos más eficientes para su descubrimiento.
Las aminoacil-tRNA sintetasas (ARS) son las enzimas que traducen el código genético a base de aminoacilar tRNAS. Las ARS son dianas ideales para el desarrollo de nuevos antibióticos porque son enzimas esenciales de distribución universal, la naturaleza ancestral de las cuales permite la selección de inhibidores específicos que actúan únicamente en las sintetasas de los organismos patógenos. Este proyecto busca generar una nueva estrategia para la identificación rápida y específica de inhibidores ARS.
b. Evolución de genomas en parásitos protozoos humanos.
En Entamoeba histolytica hemos descubierto que el gen que codifica para la lisil-tRNA sintetasa contiene un dominio adicional que no se encuentra en ningún otro gen homólogo de otras especies (Castro y Ribas de Pouplana, no publicado). El análisis genómico, y las comparaciones con especies relacionadas, ha permitido concluir que la adición de este dominio es un acontecimiento relativamente reciente. Este descubrimiento nos ofrece la oportunidad de estudiar el proceso de reorganización génica poco después de que haya sucedido. Igualmente, estudiando este caso queremos elucidar la evolución de esta enzima y determinar la función del nuevo dominio.
c. La Aminoacilación mitocondrial y el modelo de enfermedad mitocondrial en Drosophila.
Nuestro objetivo es generar modelos de enfermedades provocadas por deficiencias de aminoacilación en la mitocondria. Actualmente estamos caracterizando la actividad de la enzima seril-tRNA- sintetasa de Drosophila melanogaster. Este organismo utiliza dos formas de esta enzima, y nuestra hipótesis es que una de ellas es dirigida y funcional en la mitocondria.
Queremos caracterizar esta proteína y, mediante su mutación, generar un modelo de enfermedad mitocondrial en Drosophila. La misacilación o actividad deficiente del tRNAser mitocondrial en los humanos es responsable de una gran variedad de enfermedades musculares. No obstante, este fenotipo se debe a mutaciones en el genoma mitocondrial, que son extremadamente difíciles de reproducir y estudiar. Mediante la mutación de la enzima (el gen del cual se codifica en el genoma nuclear), queremos generar un fenotipo equivalente más accesible al análisis experimental.
d. La importancia del proceso de edición en células humanas.
Estudiamos el mecanismo de corrección de misacilación en células humanas y, más concretamente, la capacidad de estas células de corregir errores en la aminoacilación de tRNA causados por enzimas provenientes de otros organismos. Hemos clonado la enzima isoleucil-tRNA sintetasa de Streptococcus pneumoniae, le hemos eliminado experimentalmente su habilidad para corregir errores, y estamos estudiando su efecto en células humanas, y analizando los mecanismos de las respuestas celulares humanas a esta agresión.
Financiación
Este grupo de investigación recibe financiación de las siguientes instituciones:
- Ministerio de Educación y Ciencia
- Generalitat de Catalunya
- Unión Europea
- ICREA (Institució Catalana d’Estudis Avançats)
Más información
Laboratorio de traducción genética
Solid-phase combinatorial synthesis of a lysyl-tRNA synthetase (LysRS) inhibitory library
Farrera-Sinfreu J, Español Y, Geslain R, Guitart T, Albericio F, Ribas de Pouplana L and Royo M
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Hepatic glycogen synthesis in the absence of GK. The case of embryonic liver
Cifuentes D, Martínez-Pons C, García-Rocha M, Galina A, de Pouplana LR and Guinovart JJ
J Biol Chem, 283 (9), 5642-5649 (2008)
An operational RNA code for faithful assignment of AUG triplets to methionine
Jones TE, Brown CL, Geslain R, Alexander RW and Ribas de Pouplana L
Mol Cell, 29 (3), 401-407 (2008)
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Benet A, Khong TY, Ura A, Samen R, Lorry K, Mellombo M, Tavul L, Baea K, Rogerson SJ and Cortés A
Am J Trop Med Hyg, 75 (4), 597-604 (2006)
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J Biol Chem, 281 (50), 38217-38225 (2006)
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Kaestli M, Cockburn IA, Cortés A, Baea K, Rowe JA and Beck HP
J Infect Dis, 193 (11), 1567-1574 (2006)
Aminoacyl-tRNA synthetases: a complex system beyond protein synthesis
Bori-Sanz T, Guitart -Rodés T and Ribas de Pouplana L
Contributions to Science, 3 (2), 149-165 (2006)
Adhesion of Plasmodium falciparum-infected red blood cells to CD36 under flow is enhanced by the cerebral malaria-protective trait South-East Asian ovalocytosis
Cortés A, Mellombo M, Mgone CS, Beck H-P, Reeder JC and Cooke BM
Mol Biochem Parasitol, 142 (2), 252-257 (2005)
Why does the genetic code include only 20 amino acids?
Ribas de Pouplana L
IUBMB Life, 57 (7), 523-524 (2005)
The genetic code and the origin of life
Ribas de Pouplana L, Editor
Plenum Press, New York, USA (2005)
Alanyl-tRNA synthetase
Ribas de Pouplana L, Musier-Forsyth K and Schimmel P
In Aminoacyl-tRNA synthetases (Ibba, Franclyn and Cusack, Eds), Landes Biosciences (Georgetown, USA), 241-246 (2005)
Regulation of RNA function by aminoacylation and editing?
Geslain R and Ribas de Pouplana L
Trends Genet, 20 (12), 604-610 (2004)
A domain for editing by an archaebacterial tRNA synthetase
Beebe K, Merriman E, Ribas De Pouplana L and Schimmel P
Proc Natl Acad Sci USA, 101 (16), 5958-5963 (2004)
Alanyl-tRNA synthetase crystal structure and design for acceptor-stem recognition
Swairjo MA, Otero FJ, Yang XL, Lovato MA, Skene RJ, McRee DE, Ribas de Pouplana L and Schimmel P
Mol Cell, 13 (6), 829-841 (2004)
Aminoacylations of tRNAs: record-keepers for the genetic code
Ribas de Pouplana L and Schimmel P
In Protein Synthesis & Ribosome Structure: Translating the Genome (Nierhaus KH, Wilson DN, Ed), Wiley-VCH, 169 (2004)
Crystal structures that suggest late development of genetic code components for differentiating aromatic side chains
Yang XL, Otero FJ, Skene RJ, McRee DE, Schimmel P and Ribas de Pouplana L
Proc Natl Acad Sci USA, 100 (26), 15376-15380 (2003)
A noncognate aminoacyl-tRNA synthetase that may resolve a missing link in protein evolution
Skouloubris S, Ribas de Pouplana L, De Reuse H and Hendrickson TL
Proc Natl Acad Sci USA, 100 (20), 11297-11302 (2003)
Elucidation of tRNA-dependent editing by a class II tRNA synthetase and significance for cell viability
Beebe K, Ribas De Pouplana L and Schimmel P
EMBO J, 22 (3), 668-675 (2003)
Aminoacyl-tRNA synthetases: potential markers of genetic code development
Ribas de Pouplana L and Schimmel P
Trends Biochem Sci, 26 (10), 591-596 (2001)
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Postdoctoral Fellow
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Manuel Castro de Moura
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Lab Technician
Noelia Camacho
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M.Sc. Student
Ana Sousa Leon Bernardo
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Visiting Student
Assitan Sidibe
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