Nuevas ADN polimerasas de fusión con aplicaciones biotecnológicas

Redrejo, Modesto_Logo

Modesto Redrejo Rodríguez (Mérida, 1979) es licenciado en Biología por la Universidad de Extremadura, donde comenzó a disfrutar de su estancia en un laboratorio durante la realización de su Tesina en el Departamento de Bioquímica. Pudo satisfacer esta vocación y continuó su carrera como investigador en el Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (CBM, CSIC-UAM), donde realizó su tesis doctoral sobre los mecanismos de reparación del ADN del Virus de la Peste Porcina Africana. Continuó trabajando sobre la reparación del ADN en el Institut Gustave Roussy (Francia), gracias a un contrato de la Fundación para la Investigación del Cáncer francesa (ARC). A su vuelta a España, se unió al laboratorio de la Prof. Margarita Salas, donde ha trabajado en el ciclo biológico y la replicación del ADN de bacteriófagos. Desde el 1 de septiembre de 2015 es Investigador ComFuturo en el CBM, donde desarrolla su proyecto “Nuevas ADN polimerasas de fusión con aplicaciones biotecnológicas”.

Resumen del Proyecto

El desarrollo de técnicas de amplificación de genomas completos ha estado fundamentalmente basado en la amplificación isotérmica mediante desplazamiento de banda (MDA), llevado a cabo por la DNA polimerasa del bacteriófago Φ29 (Φ29pol). Se trata de un proceso no dirigido, que utiliza hexámeros de secuencia al azar, y que permite la generación de moléculas copia muy largas, en las que todo el genoma es amplificado de manera homogénea y con muy alto grado de fidelidad. Es por tanto una técnica muy útil para generar el material de partida para secuenciar exomas y genomas completos, analizar polimorfismos poblacionales, estudiar microorganismos y virus no cultivables o describir metagenomas. En los últimos años la ingeniería de proteínas se ha aplicado con éxito para mejorar las propiedades de DNA polimerasas, entre ellas la Φ29pol, que puede ver ampliamente mejorada su capacidad de amplificación de DNA mediante la fusión de dominios de unión al DNA.

Sin embargo, el uso de la Φ29pol para MDA aún tiene limitaciones en cuanto a las condiciones experimentales (temperatura, inhibidores, etc.) y a la calidad del molde (daños en las bases del DNA). Con el objetivo de minimizar estas limitaciones y universalizar las actuales prestaciones de la tecnología de MDA, he diseñado un plan de trabajo organizado como un proceso de innovación tipo funnel (embudo), partiendo de un screening inicial de varias polimerasas, tanto de origen natural como nuevas variantes de la Φ29pol generadas por ingeniería de proteínas. Estas enzimas serán priorizadas y seleccionadas para la generación de nuevas DNA polimerasas diseñadas en el laboratorio y una ronda final de análisis detallado de sus capacidades. En la fase final se diseñarán protocolos versátiles y robustos para evaluar la comercialización de la(s) polimerasa(s) que pase todos nuestros filtros experimentales en cuanto a capacidad de amplificación fiel del DNA en distintas condiciones, así como nuevas funcionalidades.

Aplicación:

El objetivo último es desarrollar nuevas herramientas capaces de amplificar material genético de manera cada vez más eficiente para los nuevos retos a los que se enfrentan las tecnologías de secuenciación genómica. Estas serán de utilidad en campos tan diversos como la arqueología, la medicina forense, la medicina personalizada, etc.

Producción científica derivada del Proyecto ComFuturo

 

Artículos científicos

  • Monica Berjon-Otero; Laurentino Villar; Margarita Salas Falgueras; Modesto Redrejo-Rodriguez (2016). Disclossing the early steps of protein-primed genome replication of Grampositive tectivirus Bam35. NUCLEIC ACIDS RESEARCH. DOI: 10.1093/nar/gkw673

 

  • Margarita Salas; Isabel Holguera; Modesto Redrejo Rodríguez; Miguel de Vega (2016). DNA-Binding Proteins Essential for Protein-Primed Bacteriophage Φ29 DNA Replication. FRONTIERS IN MOLECULAR BIOSCIENCES. DOI: 10.3389/FMOLB.2016.00037

 

Trabajos presentados en congresos

  • Modesto Redrejo RodríguezA new Branch of B-family DNA polymerases. 2015 Consolider Genomic Instability Presentación oral. Torremolinos, Andalucía, España. 09/11/2015 – 10/11/2015