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LA MEMBRESÍA EN 1987: ¿QUIENES ERAN LOS SOCIOS? ¿EN QUÉ TRABAJABAN?

Se muestra un listado de los Socios Numerarios que formaban la membresía de la SMB en 1987. Abajo de su nombre, se encuentra una descripción de la investigación que realizaban en ese año, escrita por ellos mismos. El listado está dividido por áreas de especialidad. La información fué obtenida del folleto "Sociedad Mexicana de Bioquímica, A.C.", editada por la mesa directiva 1985-1987 [Dr. Carlos Gómez-Lojero, Presidente; Jesús Guzmán García, Vicepresidente; Dra. Victoria Chagoya de Sánchez, Secretaria-Tesorera; Dr. Edgardo Escamilla Marván, Sub-Secretario; y Dr. Mario García Hernández, Asesor].

BIOLOGÍA CELULAR, BIOLOGÍA MOLECULAR Y GENETICA

1. Generación de señales fluorescentes para la detección de agentes patógenos y empleos en otros bioensayos. 2. Caracterización de enzimas hidrolíticas (fosfolipasas y fibrinolisinas) de Entamoeba histolytica. 3. Caracterización química y cinética de proteinasas de alta especificidad del veneno de Heloderma horridum. 4. Purificación y caracterización del activador de plasminógeno de la saliva del murciélago hematófago Desmodus rotundus.

Biosíntesis y regulación de L-glutamina y L-glutamato en Escherichia coli. Genética de la respuesta al choque térmico en Escherichia coli. Morfogénesis de Azospirillum brasilense.

Estructura y funciones del DNA mitocondrial de la levadura Kluyveromyces lactis. Caracterización de una substancia con actividad antilevadura del hongo Oideodendron griseum.

a) Acción de la luz cercana al ultravioleta sobre Haemophilus influenzae y mecanismos de reparación. La demostración de que el DNA fue mutado in vitro por la luz policromática del ultravioleta cercano, (325-400 nm), tanto en una atmósfera de aire como de nitrógeno, comprobó que es por un mecanismo en el que el DNA es el blanco directo sobre el cual actúa la irradiación. Este también parece ser el mecanismo principal por el cual la luz del ultravioleta cercano muta a H. influenzae. b) Fotogenética y fotoquímica de H. influenzae iluminado con luz visible. La cepa Rd y la mutante recl de H. influenzae fueron inactivadas por la luz visible policromática (400-700 nm) por un efecto fotodinámico y en un grado mucho menor quizá por un efecto fotoquímico directo. La mutante uvrl de H. influenzae fue inactivada por la luz visible al parecer por un efecto fotoquímico directo sobre el DNA. Es posible que la cepa Rd de H. influenzae repare por escisión y por reparación postreplicativa, las lesiones producidas por la luz visible policromática. c) Reactivación con ácido nitroso del DNA transformante desnaturalizado e irradiado con luz ultravioleta. Se obtuvo con ácido nitroso, recuperación parcial de actividad transformante del DNA desnaturalizado de Haemophilus influenzae inactivado con luz ultravioleta (UV). Esta reversión química abre nuevas posibilidades para la identificación del daño producido en el DNA por la luz UV y para el posible control por métodos químicos de los efectos producidos por la luz UV. d) Presencia en los alimentos de agentes que alteren la actividad transformante del DNA de Haemophilus inflluenzae. Un extracto de jamón tuvo acción inactivante y mutagenética in vitro sobre el DNA transformante de H. influenzae. Los factores responsables de la acción mutagenética, fueron de bajo peso molecular y termosensibles a 90 C durante 1O minutos. e) Control de la girasa en Haemophilus influenzae.Se ha encontrado que la mutación novD en H. influenzae suprime la resistencia a novobiocina y coumermicina, al mismo tiempo que disminuye la actividad determinada in vitro de la girasa. f) Regulación del fenómeno de transformación genética en Haemophillls influenzae. g) Acción de la proflavina sobre Haemophilus influenzae y su material genético

Proyectos Vigentes: 1) Genética molecular del gene de la enterotoxina de Campylobacter jejuni; 2) Caracterización de la enterotoxina de Salmonella typhi y de su gene; 3) Caracterización de las proteínas principales de la membrana externa de Salmonella typhi y de sus respectivos genes y 4) Desarrollo de un sistema de detección de portadores del gene de la fibrosis quística por hibridización con DNA.

Importancia de los proyectos: Definir posibles antígenos importantes para el diagnóstico y para el desarrollo futuro de vacunas en ciertas enfermedades gastrointestinales de origen bacteriano. Detectar heterozigotos portadores del gene de la fibrosis quística.

Suspensión en funciones celulares durante infección viral. Inhibición de la transcripción y de la traducción durante la infección.

En general, las líneas de investigación de nuestro laboratorio se centran sobre el control de la transcripción de genes celulares, oncogenes celulares y virales. Usamos como modelo al oncogene c-myc (involucrado en cáncer humano), al gene de la albúmina de rata y a los virus oncogenéticos SV40 y Papiloma (presente en tumores de tejido cérvico-uterino, de alta incidencia en México). En particular, las principales líneas de investigación son: 1. Estructura y función de la RNA polimerasa II eucarióntica. 2. Análisis de proteínas oncogénicas bajo diferentes condiciones de crecimiento y diferenciación celular. 3. Estudio de oncogenes en carcinomas de alta incidencia en México (cérvico uterino,leucemia, cáncer mamario, etcétera). 4. Factores que regulan la transcripción de genes eucariónticos. 5. Clonación y secuenciación de fragmentos de DNA rearreglados y amplificados, conteniendo secuencias celulares y virales, obtenido de tumores cervicales. Estas líneas de investigación utilizan la tecnología más avanzada en Bioquímica, Virología, Biología Molecular e Ingeniería Genética.

1. Participación del procesamiento de mRNAs en la regulación de la expresión genética del bacteriófago lambda.

1.1 Procesamiento endonucleolítico por RNasa III de la región lider (5') del gen N.

1.2 Procesamiento exonucleolítico por la polinucleótido fosforilasa de la región sib (3') del gen int.

1.3 Diseño de vehículos plasmídicos para evidenciar regiones retroreguladoras en genomas heterólogas.

2. Participación de la RNasa III de E. coli en la regulación de la expresión génica por un mecanismo que no incluye procesamiento.

4.1 Clonación de genes mutantes de la vía biosintética de lisina y de metionina de Ps. acidovorans en E. coli.

a) Regulación del proceso de diferenciación de los fibroblastos 3T3 de ratón a adipocitos en cultivo. b) Purificación de los componentes macromoleculares del suero con capacidad para promover la diferenciación adiposítica de 3T3. c) Análisis de las propiedades de dichos factores y su aparición durante el desarrollo embrionario. d) Análisis de varios agentes químicos como moduladores de la diferenciación adipocítica.

2. Desarrollo de cultivos in vitro de células epidérmicas humanas para el autoinjerto en pacientes quemados o con otros daños epidérmicos. Formación de un bando de epidermis humana cultivada in vitro para aloinjerto.

3. Desarrollo de sistemas de cultivo de células para la evacuación de toxicidad por sustancias químicas y formacológicas, en colaboración con el Dr. Tomás Mendoza Figueroa del departamento de Farmacología y Toxicología del CINVESTAV-IPN.

Entamoeba histolytica. 1. Estudio de las bases moleculares de la patogenia amibiana en modelos in vitro; actualmente se exploran los efectos citolíticos y sobre la síntesis macromolecular que tienen los extractos amibianos, la adhesión de las amibas a la superficie celular y las proteasas amibianas que degradan a las inmunoglobulinas. 2. Caracterización del genoma de E. histolytica y especies afines mediante análisis de la cinética de reasociación de su DNA. 3. Producción de componentes del medio para el cultivo axénico de trofozoítos.

Desde varios años atrás hemos desarrollado un programa de investigación encaminado a elucidar las vías metabólicas del hierro a partir de su incorporación a los organismos superiores. La trascendencia de dichos estudios reside en que el hierro es un elemento indispensable para los seres vivientes, ya que regula o participa en procesos biológicos fundamentales como son: la división celular, la biosíntesis de proteínas, los procesos energéticos, el transporte de oxígeno, etc. En el laboratorio se estudian tanto el papel que tiene el hierro en la formación de la sangre como los mecanismos que utilizan las células eritroides para obtenerlo a partir de la transferrina, proteína encargada de su transporte específico en el suero, e incorporarlo a la hemoglobina. Como modelos experimentales de estudio contamos con un sistema in vivo desarrollado por nosotros, que nos permite investigar la formación de la sangre en conejos hechos anémicos de manera experimental, o bien, un modelo in vitro, donde se incuban los reticulocitos con transferrina marcada bajo diferentes condiciones. Utilizando este último modelo, hemos descubierto recientemente que la biosíntesis de proteína regula en el reticulocito la incorporación intracelular de transferrina y por lo tanto, la toma de hierro. Se está tratando de elucidar los mecanismos de esta regulación. Un proyecto adicional del laboratorio lo constituye la purificación y caracterización de la ceruloplasmina, proteína sérica que contiene la mayor parte del cobre circulante, para estudiar el posible papel que juegue en el transporte del hierro, ya que el metabolismo del cobre está íntimamente asociado con el del hierro, y se postula que en él interviene la ceruloplasmina.

Estructura y caracterización de los genes de tubulina y actina en eucariotes y mecanismos que regulan su transcripción. Organización de microtúbulos y microfilamentos y su relación con estructuras especializadas de la membrana en sistemas de células en cultivo MDCK y Entamoeba histolytica. Caracterización de actina y proteína asociadas a citoesqueleto en E. histolytica.

1. Regulación de la expresión genética en procariotes: a) factores involucrados en. el proceso de retrorregulación; b) identificación de factores involucrados en la terminación de la transcripción. 2. Identificación y expresión de genes de Giardia lamblia que codifican para antígenos que participan en la relación huésped-parásito, (en colaboración con la Dra. Guadalupe Ortega). 3. Identificación de genes del nemátodo parásito T. spiralis que codifican para antígenos que participan en la respuesta inmune. 4. Respuesta de S. cerevisae al estrés inducido por cloruro de sodio (en colaboración con el Dr. Samuel Zinker).

Regulación de metabolismo de proteínas de tejido conectivo. Activador de procolagenasa. Naturaleza de actividad latente de colagenasa

En el laboratorio estamos interesados en la regulación del metabolismo de la colágena, ya que esta proteína interviene en procesos de fibrosis patológicos. Se trabaja con el modelo del granuloma inducido por corragenina, usando el cobayo como animal experimental. Hemos demostrado que la colagenasa responsable de la degradación de colágena se encuentra en estado latente en un etapa de desarrollo del granuloma y la naturaleza de la latencia es un proyecto en desarrollo ya que hemos demostrado la presencia de un activador de colagenasa en el sistema, así como la posible presencia de inhibidores. Otro proyecto en desarrollo involucra el cultivo de células (fibroblastos y macrófagos), con el fin de establecer cuáles son los mecanismos que inducen a la síntesis de colagenasa.

l. Proteínas del citoesqueleto, sus mecanismos de regulación en Entamoeba histolytica. 2. Estructura del citoesqueleto en las células fúngicas.

Caracterización genética y bioquímica de plásmidos. El papel del cromosoma en patogenicidad.

1. Función de las fosfoproteínas ribosomales en la levadura Saccharomyces cerevisiae. 2. Biología molecular de las fosfoproteínas ácidas del ribosoma. 3. Biosíntesis y estabilidad de las proteínas ribosomales en células HeLa infectadas con el virus de la poliomielitis (en colaboración con el Dr. Carlos Fernández Tomás). 4. Biogénesis del quitosoma (en colaboración con el Dr. José Ruiz Herrera). Bioquímica del ribosoma en Entamoeba histolytica (en colaboración con la Dra. Esther Orozco). 5. Biología Molecular del proto-oncogene ras en la levadura Saccharomyces cerevisiae (en colaboración con el Dr. Patricio Gariglio). 6. Respuesta al estrés por cloruro de sodio en la levadura Saccharomyces cerevisiae (en colaboración con la Dra. Cecilia Montañez). 7. Fisiología del complejo fosfoproteína ribosomal PI-ARN en la levadura Saccharomyces cerevisiae.

Bioquímica de la reproducción. Modificaciones estructurales y bioquímicas del espermatozoide humano y de otros mamíferos durante la maduración epididiria, la capacitación y la reacción acrosomal. Bioquímica del semen humano y de otros mamíferos. Bioquímica del endometrio humano y otros mamíferos. Efecto de los dispositivos intrauterinos sobre la bioquímica del endometrio.

Los trabajos realizados por nosotros en el campo de la bioquímica del espermatozoide han contribuído al conocimiento básico y a la explicación desde el punto de vista bioquímico de los fenómenos de capacitación y maduración epididimaria, así como sentar las bases estructurales para entender la reacción acrosomal. Además de establecer la biología molecular del espermatozoide.

Por otro lado estos estudios podrían servir de base para el establecimiento de algunos sitios estratégicos "vía el espermatozoide" como efectores de agentes anticonceptivos.

Los estudios realizados por nuestro grupo en relación con los cambios bioquímicos inducidos en el endometrio por la presencia de algunos dispositivos intrauterinos han permitido una explicación más racional y básica de su mecanismo de acción. Como consecuencia se podrían sacar conclusiones adecuadas para disminuir los efectos colaterales indeseables para mejorar su aceptabilidad por la mujer.

Recientemente estamos estableciendo una línea de investigación sobre la bioquímica de la maduración y de la atresia folicular en algunos mamíferos de interés en la producción de carne y leche.

Biomedicina. Cambios bioquímicos en la unidad materno feto placentaria durante la gestación y el parto. Conocer los mecanismos moleculares que permiten el mantenimiento del embarazo y aquellos que determinan el desencadenamiento del trabajo de parto.

El área de investigación en la cual participa, corresponde a la Biología de la Reproducción, fundamentalmente dirigida al estudio de la estructura y función de la membrana espermática de algunos mamíferos, haciendo especial énfasis en el espermatozoide humano, usando para ello monitores fluorescentes con la idea de establecer la presencia y cuantificación de regiones fluidas e hidrofóbicas de su membrana y su modificación en presencia de múltiples efectores, por ejemplo: hormonas, cationes, sustratos, etc., que se sabe existen normalmente en el tracto genital masculino como el femenino. La importancia de estos estudios reside en la posibilidad de buscar o modificar métodos anticonceptivos que sean inofensivos tanto para la hembra como para el varón, los cuales deben tener como premisa importante la conservación de la líbido y que su efecto sea temporal. La membrana de la célula espermática ha sido estudiada con esta finalidad y es por lo cual hemos iniciado investigaciones a nivel básico en relación a su función y estructura, pensando en que el conocimiento adquirido en los espermatozoides intactos y metabólicamente activos nos dará algunas bases de regulación de la fertilidad en el macho, recordando que la membrana plasmática es el primer sitio de interacción con el medio ambiente.

Biología del Desarrollo. 1. Interacciones entre las células germinales y las somáticas durante el desarrollo de la gónada en los mamíferos. 2. Mecanismos de acción de la temperatura en la diferenciación sexual de los quelonios.

Biología de la Reproducción. Capacitación in vitro de los espermatozoides de cuyo. Ruptura de puentes disulfuro, su posible papel en la capacitación y/o en la reacción acrosomal de los espermatozoides de cuyo. Efecto de la glucosa en el nivel de AMPc en los espermatozoides de cuyo. El papel de la glucosa sobre la reacción acrosomal en los espermatozoides de cuyo capacitados in vitro.

Entamoeba histolytica. Métodos de diagnóstico inmunológicos. Métodos inmunológicos para el diagnóstico.

El diseño de distintos modelos experimentales, el desarrollo e implementación de diferentes metodologías, así como la identificación de patologías del tejido conjuntivo en humanos, nos ha permiiido iniciar proyectos interdisciplinarios con varios grupos de investigación del Sector Salud (lNER, IMSS, ISSSTE y SSA). Esta interacción ha culminado en una de sus fases con el establecimiento de un convenio de colaboración INER-UNAM para el estudio de las enfermedades que afectan al tejido conjuntivo y que forma parte de los programas de investigación auspiciados por la Coordinación de la Investigación Científica a través del Programa Universitario de la Investigación Clínica. Además, la interacción con la División de Cirugía Plástica y Reconstructiva del Hospital General "GEA González", ha resultado en el estudio bioquímico y clínico de cartílago homotransplantado, con el objeto de establecer en el futuro un banco de cartílagos humanos. También estamos interesados en estudiar la posible modificación y disminución de procesos fibrosantes en cirugía reconstructiva.

Uno de los proyectos de investigación de mayor interés en nuestro grupo, es la posibilidad de utilizar un método alterno en el tratamiento de la cirrosis hepática. El desarrollo de este proyecto ha involucrado un estudio farmacocinético del carbamato de benzimidazole (un fármaco con acción antimicrotubular que se utiliza como antihelmíntico de amplio espectro), el efecto de la administración crónica del compuesto (en la dieta) sobre diferentes órganos y tejidos corporales, la evaluación de las propiedades antifibrosantes del fármaco y finalmente en colaboración con la División de Medicina Interna del Centro Hospitalario "20 de Noviembre" (lSSSTE), el desarrollo de un protocolo abierto para el tratamiento de pacientes con cirrosis hepática (alcohólica y viral). Los resultados preliminares obtenidos a 9 meses de tratamiento en un grupo de 5 pacientes, sugieren que es posible modificar el curso clínico de esta patología con el carbamato de berzimidazole. Se pretende extender el estudio con estos pacientes hasta un mínimo de tres años y actualmente se ha integrado un nuevo grupo con un mayor número de pacientes. En base a los resultados que se obtengan se ha considerado el iniciar un protocolo de doble ciego.

Adicionalmente y de acuerdo con los resultados preliminares obtenidos en varios de los proyectos descritos en la primera parte, hemos iniciado en colaboración con el Departamento de Inmunología y Reumatología del INN varios proyectos que contemplan el estudio del mecanismo de acción del fármaco en cultivos de fibroblastos derivados de individuos normales, así como de pacientes con distintas patologías del tejido conjuntivo (esclerodermía, Marfán, etc.) También se pretende evaluar el efecto del fármaco en cultivos primarios de células mononucleares e inmunoefectoras. Actualmente colaboramos en diferentes proyectos que requieren del uso de técnicas de Biología Molecular con varios grupos de investigación. Consideramos que la potencialidad de analizar los cambios que ocurren en los niveles de ARN mensajeros para diferentes proteínas (colágena, elastina, etc.), en tejidos durante el desarrollo o en ciertas patologías es muy prometedor.

Ultraestructura Celular, Microscopía Electrónica, Núcleo Celular en Interfase. Estudio de los aspectos ultra estructurales y citofisiológicos de las partículas ribonucleoproteicas intranucleares. Efecto de la testosterona sobre el núcleo celular de sus órganos blanco. Evolución del núcleo en plantas y animales. Estudio de la disposición de la cromatina en el espacio nuclear. Variaciones de las partículas nucleares en cánceres con diferente grado de malignidad.

1) Síntesis y regulación de pliurónidos de las paredes celulares de hongos. 2) Biosíntesis de glucana en hongos y 3) Estudio comparativo de las proteínas y glicoproteínas de las paredes celulares fase levaduriforme y micelial de Mucor rouxii.

Diferenciación y morfogénesis en hongos. Estudio de las enzimas responsables de la síntesis de los componentes de la pared celular, específicamente de la quitina, así como los mecanismos por los cuales se regula su transporte, secreción y activación en los sitios de síntesis en la pared celular.

"Síntesis de quitina en mutantes de secreción en S. cerevisiae: Participación del citoesqueleto en dicho proceso". El estudio con estas mutantes nos permitirá conocer el posible mecanismo por el cual es secretada la quitina sintetasa, y la importancia que tiene el citoesqueleto en los procesos de secreción en levaduras.

"Indentificación y caracterización de proteasas en Mucor rouxii. El estudio de las proteasas en este hongo dimórfico nos permitirá ver el papel que desempeñan las proteasas en la morfogénesis.

"Transporte de calcio en Mucor rouxii". El conocimiento de los mecanismos de transporte de calcio en este hongo, permitirá establecer una correlación de este proceso con el crecimiento epical de los hongos filamentosos.

La morfogénesis que exhiben muchas especies de hongos es una forma de diferenciación cecular que puede estudiarse en estos organismos y luego tratar de extrapolar los resultados obtenidos a modelos o sistemas más complejos. La morfogénesis celular esta estrechamente conectada con fenómenos de pared celular, estructura que confiere al organismo su rigidez y forma característica. Mi línea básica de trabajo, consecuentemente, tiene que ver con el estudio de los mecanismos de síntesis y regulación de los polímeros que constituyen a la pared, esencialmente quitina. Así, hemos estudiado durante mucho tiempo y con diferentes, enfoques a la enzima quitina sintetasa y en algún tiempo a la enzima beta-glucana sintetasa de levaduras. Actualmente estudiamos también el papel de las enzimas líticas, concretamente quitinasas, en el desarrollo de los hongos.

Secreción en hongos. Efecto de TPA en germinación; regulación de la actividad de la quitina sintetasa; regulación de la secreción de invertasa. Modelo de trabajo: Phycomyces blakesleeanus.

Biología del desarrollo. Aspectos diferenciales y conductuales durante el desarrollo de tejidos excitables. a) Diferencias sexuales en la actividad específica y en el repertorio isoenzimático de la creatina cinasa cerebral y muscular durante el desarrollo pre y post-natal de los vertebrados superiores in vivo e in vitro. b) Establecimiento de cepas endogámicas de la rata Wistar para el estudio de las diferencias sexuales neuro-musculares, desde el nivel del repertorio muscular de proteínas marcadoras hasta el nivel de los patrones diferenciales de la conducta exploratoria y alimentaria. Importancia pragmática del tema: La comprensión de las diferencias sexuales existentes en los tejidos neuro-musculares de todos los vertebrados, incluyendo al H. sapiens, eventualmente conducirá a la aceptación de los comportamientos diferenciales sexuales determinados filogenética y ontogenéticamente. Ello tendrá un impacto en la educación, en la selección de empleos, en los deportes, en la medicina preventiva y en la terapéutica en el caso del humano, para no hablar de Veterinaria.

Fisiología y bioquímica de hongos con énfasis en la biosíntesis y regulación de la pared y los fenómenos de diferenciación y morfogénesis de los hongos.

Núcleo celular interfásico. a) Estudio de los aspectos ultraestructurales y citofisiológicos de las partículas ribonucleoproteicas intranucleares. b) Estudio de los efectos de hormonas sobre el núcleo de células blanco. e) Evolución del núcleo en plantas, animales, hongos y protoctistas. d) Estudio de la disposición de la cromatina en el espacio nuclear. e) Variaciones en cánceres con diferente grado de malignidad, así como en enfermedades precancerosas relacionadas.

La importancia de los proyectos a, b, c y d es el mejor conocimiento del núcleo celular tanto en su morfología como en su función. El proyecto c además está aclarando algunos aspectos de la evolución de los protoctistas, de otros eucariontes, así como sus relaciones filogenéticas.

El proyecto b abrió un importante capítulo en la regulación de la expresión genética por hormonas esteroides demostrando que el estradiol tiene efectos regulatorios tanto transcripcionales como postranscripcionales, estos últimos desconocidos hasta entonces. El proyecto, aparte de la importancia en patología básica, tiene aplicaciones en patología diagnóstica.

Biosíntesis de la pared celular en Neurospora crassa. Biosíntesis de la pared celular en Entamoeba.

1. Efecto de benzoquinonas sesquiterpénicas y sus derivados sobre la actividad respiratoria y transporte de electrones en mitocondrias aisladas de hígado de rata. 2. Estudio ultraestructural de cerebro e hígado de rata sometida a inhalación crónica y aguda de tiner. 3. Procesamiento digital y reconstrucción bi- y tridimensional de imágenes de microscopía electrónica (con la U. de Cómputo). 4. Estudio ultraestructural del fenómeno de endurecimiento en dicotiledóneas (Phaseolus vulgaris).

Bioenergética, Membranas Biológicas y Fotosintéticas. 1. Caracterización y cinética de la pirofosfatasa de membrana de bacterias fotosintéticas. 2. Purificación de las pirofosfatasas de membranas fotosintéticas, respiratoria y citoplasma de bacterias fotosintéticas para producir antícuerpos y conocer las relaciones entre ellas. 3. Reconstitución de complejos antenas en membranas modelo, para estudiar el corrimiento electrocrómico de las carotenos. 4. Reconstrucción de la subunidad LM del centro de reacción de bacterias fotosintéticas. 5. Estudio del inhibidor natural de la A TPasa de bacterias fotosintéticas. Se ha planteado a la pirofosfatasa como un modelo de reacción más simple para el estudio de la síntesis de uniones fosfoanhídras. El corrimiento electrocrómico del caroteno es el monitor más adecuado de potencial electroquímico en membranas, por 1o cual es importante estudiarlo en sistemas modelo.

Estructura y función de membranas biológicas, con un énfasis especial en la dinámica de los componentes lipídicos. Los proyectos vigentes están dirigidos principalmente a entender el papel que juega el potencial de superficie en fenómenos de membrana. Consideramos que son de gran importancia, ya que se sabe dicha propiedad se corre1aciona con fenómenos de transporte de iones, endocitosis, exocitosis, contacto célula célula y transducción transmembranal, entre otros. Hasta este momento hemos podido demostrar que el potencial de superficie se forma primordialmente por lípidos, en particular de lípidos aniónicos. Contamos con la posibilidad de modificar in vivo la relación aniónico/zwitteriónico, y por 1o tanto modificar el potencial de superficie y conocer su papel regulador en los fenómenos de membrana antes mencionados.

Procesos que regulan la salida del Ca2+ mitocondrial. En nuestras investigaciones utilizamos reactivos modificadores de grupos -SH membranales con la finalidad de inducir la salida de Ca2+ a través de la membrana interna membranal. Se sabe que esta vía de salida inespecífica del Ca2+ se encuentra asociada a cambios metabólicos mitocondriales tales como disminución en la relación NAD (P) H/NAD (P), junto con una disminución en el potencial trans-membranal. Queremos conocer cual es la señal membranal que a partir de la modificación -SH, se transmite hacia la matriz para iniciar los cambios referidos. Tenemos evidencias de que puede ser una(s) proteína(s) con peso molecular de entre 29 y 34 KDa.

Bioquímica y Biofísica. a) Estudio del papel que juegan los componentes membranales en la interacción entre el óvulo y el espermatozoide. El enfoque experimental involucra la utilización de membranas modelo, tanto planas como esféricas, con proteína incorporada. b) Transferencia de proteínas de membrana a solventes orgánicos.

Estudios sobre las relaciones estructura-función en las ATP-asas mitocondrial y de bacterias fotosintéticas.

Bioenergética Microbiana 1. Organización, Función y Regulación del Sistema Respiratorio de Bacterias Esporoformadoras. Las bacterias poseen sistemas respiratorios complejos formados por varias cadenas de citocromos. Estamos interesados en conocer la organización, expresión y función del sistema respiratorio de Bacillus cereus en relación con el proceso morfogenético de la esporulación. 2. Enzimología en Solventes Orgánicos. Enzimas solubles y de membranas pueden ser transferidos a solventes orgánicos en sistemas micelares invertidos. La enzimología en sistemas ternarios formados por solventes orgánicos, surfactantes y agua, es un área de investigación con magníficas perspectivas en investigación básica y aplicada. Las propiedades fisicoquímicas. de las enzimas de la cadena respiratoria incluidas en micelas invertidas están siendo estudiadas en nuestro laboratorio.

Ionóforos carboxílicos y su capacidad secuestralmente de elementos de transición. Sistemas modelo (liposomas y bicapas) y organelos celulares.

Propiedades fisicoquímicas de sistemas membranales. Potencial de superficie. Transiciones de fase. Interacción de iones y drogas con sistemas membranales modelo. Métodos espectroscópicos aplicados al estudio de interfases. Acción de enzimas sobre membranas.

Integración metabólica. Biogénesis de organelos celulares. El principio cosmológico antrópico.

Durante los últimos 10 años su investigación ha estado dirigida a estudiar los mecanismos de acción hormonal; especialmente la adrenalina. Le interesa estudiar los tipos de receptores, la regulación de la acción del receptor (de sensibilización, internalización, etc.), en condiciones normales y patológicas. El acoplamiento de los receptores a los diferentes sistemas transductores, la generación de los segundos mensajeros y la propagación intracelular de la señal hormonal. Básicamente ha concentrado sus estudios a órganos aislados: hígado perfundido, riñón y corazón y a células aisladas: hepátocitos, adipocitos blancos y cafés. Existen tres líneas básicas de investigación: a) Receptores acoplados a la adenilato ciclasa (activatoria e inhibitoriamente); b) Receptores acoplados al recambio de fosfoinosítidos. Como resultado de los estudios anteriores ha trabajado con toxinas bacterianas, de los que ha surgido la tercera línea: c) acciones y mecanismos de acción de la toxina pertussis. En cada una de las líneas existen varios proyectos específicos. El estudio de las acciones y mecanismos de acción de las hormonas, los neurotransmisores y los autocoides es de enorme importancia, tanto básico como aplicativa. De su conocimiento depende la comprensión de los fenómenos fisiológicos y fisiopatológicos en que participan. Prácticamente no podemos pensar en una función de importancia para el organismo en que no participen. Por otro lado, se esta desarrollando un proyecto de tipo aplicativo tecnológico que es la formulación de una vacuna antitosferina de tipo acelular con base en toxina pertussis convertida en toxoide.

Reacción acrosomal en espermatozoides de erizos. Cambios de permeabilidad de iones inducidos por la gelatina del óvulo.

Bioenergética y Biomembranas. Fotosíntesis de la cianobacteria Spirulina maxima b/f. Fosforilación Fotosintética. Regulación de la respiración por la luz. Fotosíntesis anoxigénica en las cianobacterias Aphanothece halophytica, Anabaena cylindrica, Anabaena sp., y Nostoc sp.

Bioenergética. 1. Conocer en términos moleculares con los H+-ATP sintesas de membrana transductores de energía utilizan la energía de gradientes electroquímicos de H+ para la síntesis de ATP. 2. Conocer los mecanismos regulatorios que operan en estas enzimas. Respecto a la primera pregunta pensamos que la síntesis de ATP en el sitio catalítico de la enzima ocurre en forma espontánea. Esto se debe a que en él existe un ambiente acuoso tal, que permite que la constante de equilibrio de hidrólisis del ATP sea cercana a uno. De esta manera suponemos que la energía para la síntesis de ATP se utiliza para la expulsión de éste, de su sitio catalítico y/o para fijar a los sustratos (ADP y Pi) al sitio catalítico. En cuanto a la segunda pregunta el factor de regulación que más estudiamos es la proteína inhibidora de la ATP sintetasa. Hemos establecido los efectos que éste ejerce sobre la cinética de la enzima y los factores que provocan una desaparición de su efecto inhibitorio. Nos interesa explorar los eventos moleculares que existen en la enzima cuando su proteína inhibidora se desprende o se fija a ella.

Regulación hormonal del metabolismo. Regulación de la respuesta adrenérgica por proteína cinasa C. La proteína cinasa C es una enzima que se activa en la cascada de señal hormonal que desencadena hormonas como la vasopresina, la angiotensina II y los agentes alfa1-adrenérgicos. Esta proteína se ha asociado no sólo a este fenómeno, hay una serie de evidencias que sugieren que la proteína cinasa C juega un papel muy importante en la desensibilización de los receptores de aquellas hormonas que inicialmente la activaron. Estudiar la interacción de la proteína cinasa C con los sistemas de transducción hormonal, conocidos hasta ahora en el hígado, como son el de la adenilato ciclasa y el del fosfatidil inositol - 4,5 trifosfato, es fundamental para poder tener un conocimiento más amplio de la regulación del metabolismo hepático.

1. Mecanismos de transporte y liberación de calcio en retículo sarcoplásmico de músculo esquelético y cardiaco. Purificación y estudio de las propiedades y cinética de la ATPasa dependiente de calcio. 2. Purificación y estudio de la ATPasa de Na, K de corazón y de riñón. Efecto de los inhibidores de tipo digitálico y sustancias análogas en la actividad de ATPasa y de fosfasa de la enzima.

Fotosíntesis. En esta área de investigación se necesitan conocer los mecanismos de transducción de energía. En el laboratorio estamos estudiando estructura y actividad de los componentes protéicos, membranales relacionados con transporte de electrones, bomba de protones y CF1 utilizando reactivos mono y bifuncionales para el grupo funcional SH, marcando a los cloroplastos en la oscuridad. Con este enfoque se espera entender el papel de la conformación de las proteínas para la transducción de energía, así como los vecinos cercanos de dichos componentes, cuando se comparen los marcajes efectuados en la luz. El otro aspecto de investigación es el diseño síntesis y caracterización de herbicidas inhibidores de la fotosíntesis. En este proyecto también se está utilizando el enfoque de estructura y actividad, pero de los herbicidas, se espera producir un herbicida más potente, menos tóxico, biodegradable y contribuirá a resolver la productividad agrícola.Finalmente se está utilizando el cultivo de células vegetales, como modelo para estudios de desarrollo y diferenciación del plastidio y tratar de relacionar con la función.

Estructura y función de las membranas biológicas. Sistemas modelo de membranas con especial interés en Química de Superficies aplicadas al estudio de monocapas de fosfolípidos y proteínas. Alteraciones de la actividad de MAO en trastornos psíquicos y el efecto de diversos psicofármacos sobre la actividad de esta enzima.

Bioenergética y Biología de la Reproducción. Caracterización de la ATPasa y ADPasa de PSM y mitocondrias de placenta humana. Caracterización de la síntesis de Progresterona en PSM de placenta humana y su relación con la síntesis de ATP. Poder entender y conocer los mecanismos de la regulación mitocondrial en la gestación, principalmente en su último trimestre; sobre la producción de ATP y progesterona.

Estudio cinético y estructural de la ATPasa de calcio de la membrana plasmática de células normales y transformadas. Modulación de la ATPasa de calcio por proteínas accesorias y lípidos.

Reconstrucción en bicapas lipídicas de complejos membranales. Receptor de acetilcolina.

Propiedades de las membranas biológicas y transporte. 1. Estudio de los mecanismos de transporte de cationes y aminoácidos en levadura. 2. Estudio de los canales iónicos en la membrana plasmática de la levadura. 3. Los efectos de algunos alelopáticos sobre las funciones de la membrana. Todos estos estudios tienden a ofrecer algunas explicaciones, por una parte sobre los mecanismos de movimiento de iones y otras sustancias entre la levadura y el medio, así como las interacciones de estos movimientos y sus efectos sobre la acumulación de diferentes sustancias en las células. El efecto de los alelopáticos sobre las funciones de las membranas puede ofrecer explicaciones a algunos de los efectos de ciertas sustancias de este tipo.

Efecto de la temperatura sobre la membrana celular y el estudio de las dos posibles conformaciones que presenta el sistema adenilatociclasa. Regeneración hepática post-hepatectomía y post-intoxicación aguda con tetracloruro de carbono. Caracterización de las proteínas y lípidos de la membrana bajo diferentes condiciones de proliferación celular hepática. Aislamiento de los receptores de insulina y glucagón utilizando los sistemas de proliferación hepática mencionado. Efecto de la intoxicación aguda con tetracloruro de carbono en la síntesis y/o redistribución de los receptores de insulina y glucagón en las diferentes fracciones subcelulares. Búsqueda de la(s) proteína (s) responsable (s) de la síntesis y del mediador de la acción de la insulina. Estudios sobre el posible papel de la adenilatociclasa del hipotálamo en la génesis de la respuesta febril. Identificación de los posibles receptores del pirógeno endógeno en el hipotálamo.

Mecanismo de síntesis de ATP en la H-ATP sintetasa. 1. Mecanismo de Regulación de la H+-ATP sintetasa por la proteína inhibidora. 2. Interacción molecular de la proteína inhibidora con los nucleótidos de la enzima. 3. Catálisis en la subunidad "beta" aislada. El conocimiento del mecanismo de síntesis y regulación de la (H+)-ATP SINTETASA. Una de las enzimas más complejas purificadas hasta ahora permitirá ampliar nuestros conocimientos sobre mecanismos catalíticos y estructura de proteínas.

Las fermentaciones microbianas representan la línea general de trabajo de mi grupo de investigación. Dentro de esta línea, los proyectos de investigación que se desarrollan buscan conocer y caracterizar los efectos que diversos principios nutricionales poseen sobre la formación de antibióticos. Los modelos experimentales que se han empleado para este objetivo son la síntesis de penicilina por Penicillium chrysogenum, la formación de eritromicina por Streptomyces erythreus y recientemente fueron incorporados los modelos gentamicina y estreptomicina. Dentro de los principios nutricionales abordados, el efecto de la fuente de nitrógeno ha sido el más estudiado. Como resultado de estas investigaciones, se ha logrado establecer que el amonio suprime la formación de los antibióticos penicilina y eritromicina mientras que, por el contrario, estimula la síntesis de gentamicina y de estreptomicina. Se han establecido para estos casos las bases bioquímicas que sustentan a tales efectos y para el caso de eritromicina inclusive, se han aislado mutantes de interés industrial insensible al efecto negativo ejercido por el ión amonio. En relación a la penicilina, fue establecida y caracterizada la acción inductora del ácido glutámico sobre la formación de este antibiótico al estimular la síntesis de la enzima L-aminoadipil cisteína sintetasa, primera enzima de la vía de biosíntesis de este metabolito. Símilarmente, fue propuesta y establecida una relación biosintética entre el producto de esta enzima (-amino-adipil-cisteína) y el dipéptido intermediario en la síntesis de glutatíon (-glutamil-cisteína), compuesto con una gran semejanza estructural al precursor de la penicilina. Evidencia obtenida de experimentos nutricionales y el empleo de mutantes incapaces de formar la enzima NADP-glutamato deshidrogenasa, han contribuido a establecer en este sentido los siguientes fenómenos: a) Que el ácido glutámico induce la síntesis de ambos compuestos. b) Que la inducción ocurre a nivel de la primera enzima de sus respectivas vías de biosíntesis (dipéptido sintetasa). c) Que el amonio estimula la síntesis de glutamato en ambos ejemplos, pero que además reprime la síntesis de penicilina en un paso posterior a la síntesis del tripéptido en la vía. d) Que el glutamato además de ser un inductor, actúa como precursor de los aminoácidos involucrados en la formación de estos compuestos. Bajo este esquema general, en los próximos años me gustaría determinar si es una sola la actividad responsable de ambas reacciones e incursionar en la biología molecular de este sistema.

Cambios bioquímicos del corazón ísquémico. Aislamiento, purificación y caracterización de la enzima NAD glicohidrolasa de una de las fracciones membranales del ventrículo del corazón del perro. Caracterización y purificación de un componente del plasma que modifica la actividad de la enzima NAD glicohidrolasa de la membrana del eritrocito humano. La degradación de los dinucleótidos de nicotinamida y adenina ocurre en el corazón durante las primeras horas de la isquemia experimental y es catalizada por la NAD glicohidrolasa del propio tejido cardiaco. Es necesario obtener una preparación purificada para conocer las características fisicoquímicas de la molécula enzimática. El estudio de la acción del componente plasmático sobre esta enzima que está en la cara externa de la membrana del eritrocito, posiblemente permitirá conocer algunos aspectos de la regulación a la que pudiera estar sujeta.

La resonancia magnética nuclear (RMN) y su aplicación en el estudio de peroxidasas.

1. Determinación Estructural en Proteínas Globulares. Se determinan características conformacionales de proteínas en solución, empleando técnicas espectroscópicas tales como: dicroísmo circular, espectroscopía diferencial, etc. 2. Cambios conformacionales Durante la Desnaturalización de Proteínas. Se intenta detectar intermediarios que ocurren durante la desnaturalización de las proteínas; el estudio de los mismos puede ser de gran utilidad para descifrar los mecanismos del plegamiento polipeptídico que da lugar a una proteína en su conformación nativa.

Enzimología. En relación a estados isquémlcos del corazón del perro. Específicamente los estudios de la NAD-glicohidrolasa. Localización, aislamiento y purificación de la enzima. También estamos interesados en caracterizar un factor del plasma humano detectado recientemente en nuestro laboratorio que estimula la NAD-glicohidrolasa y su posible participación en la regulación por modificaciones covalentes de ADP-ribosilación de una molécula como en el caso de la toxina diftérica.

Fundamentalmente ha trabajado en el campo de las enzimas disulfuro reductasas, habiendo logrado correlacionar el estudio de éstas, con la evolución de los seres vivos a nivel molecular; en 1960 descubría un compuesto en el hígado de la rata que en 1965 pudo caracterizar como un disulfuro mixto, formado por la Coenzima A y el glutalión unidos por un puente disulfuro. Más tarde con la colaboración de varios de sus estudiantes logró establecer la presencia de una nueva actividad enzimática, la CoASSG reductasa similar a la Glutatión reductasa. Recientemente ha iniciado estudios sobre la identificación de feromonas en insectos de importancia médica.

Físioquímica de Proteínas. Estudio de la enzima glutatión reductasa de Spirulina maxima. El proyecto contempla una caracterización extensa del equilibrio dímero-tetrámero de la enzima mencionada, incluyendo cinética de interconversión, grupo o grupos químicos involucrados en la misma, su dependencia del pH, temperatura, etc., así como la posible relación con la actividad enzimática, lo cual podría abrir la posibilidad de postular un mecanismo de regulación asociado con cambios en la estructura cuaternaria. Este proyecto, aunque cae en la categoría de Ciencia básica, pretende ampliar el campo de la Fisicoquímica de proteínas, área que se encuentra pobremente desarrollada en México.

Biofisicoquímica. 1). Estudios Difractométricos de Proteínas de Origen Vegetal. En este proyecto se pretende determinar la estructura tridimensional de proteínas de origen vegetal utilizando la técnica de difracción de rayos X. Para tal fin es necesario determinar las constantes de la celda unitaria de los cristales proteícos en su forma nativa, así como de algunos derivados metálicos isomórficos, utilizando métodos fotográficos. Posteriormente se lleva a cabo la colección de datos de difracción, para poder intentar la construcción de un modelo tridimensional de la proteína de interés. La proteína que se seleccionó en este proyecto es la heveína, la cual tiene un bajo peso molecular, es rica en puentes disulfuro y se encuentra en forma abundante en el látex de Hevea brasiliensis (árbol del hule). 2). Caracterización de las Formas Moleculares de la Asclepaína g. La asclepaína g es una proteasa que se encuentra en el látex de Asclepias glausescens y la cual está constituida por varias formas moleculares. En este proyecto se pretende caracterizar a las formas más abundantes y así mismo intentar la cristalización de una de ellas para llevar a cabo el estudio difractométrico. Paralelamente se determinarán algunas características conformacionales de las mismas, utilizando técnicas tales como el dicroísmo circular.

El papel de la membrana plasmática de los hepatocitos en los procesos fisiopatológicos del hígado. Búsqueda de nuevos fármacos para el tratamiento de la hepatitis y de la cirrosis y estudio de su mecanismo de acción.

1) Biosíntesis de hule natural en Hevea brasiliensis y Guayule (Parthenium argentatum).

2) Purificación y cristalización de proteínas para el estudio de su estructura tridimensional por difracción de rayos X.

1) En la biosíntesis de hule natural se estudia la participación del ciclo de las pentosas generando el NADPH necesario para la reducción del -OH- -metil glutaril CoA a ácido mevalónico (ciclo de isoprenoides) y el acoplamiento de ambos ciclos en el latex de Hevea.

2) Se ha purificado y cristalizado la heveina, proteína presente en el latex de hevea y ya se tienen datos sobre la secuencia y sobre su estructura por difracción y dicroísmo circular, o sea, datos preliminares de su estructura. Esta investigación es nueva en México y se ha publicado un trabajo y está en preparación el segundo.

Con el mismo objetivo estructural se está trabajando una proteasa sulfidrilina, la asclepaina, y también las proteínas de una esponja están en su fase inicial de estudio.

Bioquímica de semillas. Mecanismos bioquímicos de defensa de granos al ataque de plagas.

Germinación de semillas. La investigación en el área señalada se lleva a cabo con dos enfoques: l) El papel del agua en la germinación de las semillas. El desarrollo de este proyecto ha demostrado la gran importancia del manejo adecuado del agua en la solución de problemas de campo, en el almacenamiento postcosecha, el deterioro fisiológico de las semillas y la germinación en condiciones de stress. 2) El mecanismo de acción de fitohormonas, en particular los ácidos giberélico y abscísico, en la movilización de las reservas durante la germinación. El proyecto es llevado a nivel molecular, en aspectos tales como la transcripción, traducción, clonación genética, especificidad de la síntesis y transporte de H+ y Ca.

Bioquímica Vegetal. 1. Estudio del metabolismo nitrogenado y síntesis de alcaloides en Catharanthus roseus. 2. Aspectos moleculares del estrés en Catharanthus roseus. 3. Estudios bioquímicos de la vitrificación. 4. Agrobacterium ryzogenes como herramienta para la obtención de metabolitos secundarios.

Nuestro grupo está interesado en determinar los mecanismos mediante los cuales sintetizados los alcaloides, un grupo de compuestos de los denominados metabolitos secundarios. Estos compuestos contienen nitrógeno, algunos de ellos en forma muy abundante. También se acumulan o se degradan como respuesta a diferentes tipos de estrés, incluyendo al estrés nutricional producido por diferentes fuentes nitrogenadas, junto con otros compuestos nitrogenados como la prolina y la glicinabetaína. Por otro lado, algunos alcaloides tienen actividad farmacológica de importancia económica, como los alcaloides derivados del indol en la planta Catharanthus roseus, por lo que hemos escogido a esta planta, y a los cultivos de tejidos vegetales obtenidos de ella, como modelo para este estudio.

Biología celular y molecular en cáncer. Estudio de los mecanismos de regulación que participan en la síntesis de proteínas de células neoplásicas de ratón con distintos grados de malignidad. Los tumores malignos constituyen una de las causas de muerte más importante, la profundización en el estudio de los mecanismos moleculares de la célula cancerosa contribuirán al entendimiento del desarrollo de estas enfermedades y eventualmente al mejoramiento de su diagnóstico.

l. Función de las histonas en la regulación de la expresión genética del maíz en germinación. Las histonas (H1, H2A, H2B, H2 y H4) son parte esencial de la estructura de la cromatina de todos los organismos eucarióticos. Se tiene conocimiento de que existen diversas variantes de cada uno de los cinco tipos de histonas con diferentes estructuras v afinidades por el ADN. La presencia de algunas de estas variantes está asociada a los procesos de diferenciación celular. El proyecto pretende caracterizar las histonas de los diferentes tejidos y estados de desarrollo de la semilla de maíz y entender los mecanismos por los cuales las histonas regulan la expresión de la información genética en estos tejidos durante la germinación. Con los resultados se esperaría poder definir un modelo general que explique el papel de las histonas en el control del proceso de expresión genética en la germinación del maíz, el cual probablemente sea extrapolable a cereales en general.

2. Mecanismo de acción de auxinas. Las auxínas son plantas reguladores del crecimiento que participan en la división y diferenciación de la célula y en desarrollo de la planta. Las auxinas sintéticas del tipo 2,4-D y sus análogas son muy usadas en los sistemas de cultivo de tejidos in vitro. Estos compuestos son también herbicidas fuertes de gran uso en la agricultura. Los eventos bioquímicos involucrados en el mecanismo de acción de auxinas sintéticas o naturales no son conocidos. En muchos tejidos de plantas, las auxinas causan alteraciones en la velocidad de los procesos sintéticos que no pueden ser explicados por un solo evento bioquímico. Sin embargo, esto se puede entender asumiendo que el mecanismo de acción de las auxinas sea por un proceso en cascada, en donde el primer evento genera múltiples respuestas que son a su vez, aumentadas por reacciones subsecuentes. El propósito de este proyecto de investigación es generar conocimientos en torno a esta hipótesis de trabajo. La importancia de este proyecto reside en que conociendo el mecanismo de acción de auxinas a nivel molecular. se podrían entender y regular una serie de fenómenos fisiológicos en las plantas que son controlados por las auxinas como son: el crecimiento, la floración, la productividad.

3. Parámetros bioquímicos de vigor y productividad. Los métodos tradicionales de selección de plantas con fines de fitomejoramiento han llegado prácticamente a un umbral en la explotación de su potencialidad. Por ello es fundamental buscar otras opciones que permitan incrementar los rendimientos en plantas de interés agrícola. La enzima ribulosa bifosfato carboxilasa, lleva a cabo una función primordial en plantas: la fijación de CO2. Se ha demostrado que la productividad de las plantas está fuertemente relacionada con la actividad de esta enzima, por lo que se sugiere podría ser un parámetro adecuado para seleccionar plantas con alto vigor y/o productividad. De aquí se desprende la importancia de conocer los mecanismos que regulan la expresión de los genes que contienen la información para esta enzima, en etapas críticas del desarrollo de la planta; el establecimiento de la autotrofía, el periodo de llenado del grano. Este es el objetivo del presente proyecto de investigación.

Organización, regulación y manipulación de regiones específicas del genoma, mediante técnicas de DNA recombinante.

1) Aislamiento y caracterizaciones de los genes que codifican para las enzimas del metabolismo nitrogenado de enterobacterias.

2) Aislamiento, caracterización y manipulación de genes que codifican para enzimas y
polipéptidos de interés industrial y médico.

a) La enzima penicilino acilasa y sus genes.
b) los genes que codifican para codones A y B de insulina y para pro-insulina.

3) Caracterización y optimización de vehículos moleculares para donación de DNA.

4) Desarrollo de cepas estables para su utilización en la fermentación para la producción de proteínas.

a) Conocer y manipular regiones específicas del genoma.
b) Sobreproducir proteínas de interés industrial y médico.

Mecanismos de activación del complemento por los trofozoítos de Entamoeba histolytica. Caracterización de antígenos inmunodominantes en pacientes con amibiasis hepática. Preparación de anticuerpos monoclonales contra la superficie de E. histolytica para purificar algunos antígenos de membrana y analizar las funciones en las que intervienen. Estudio del papel del Interferon X en la infección amibiana.

Teoría y experimentación en la reacción de fijación de ligandos: Determinantes de afinidad, heterogeneidad, interacciones y efectos subsecuentes. Determinantes biológicos en la relación huésped-parásito de Taenia crasiceps y ratón: sexualidad, histocompatibilidad e inmunidad. Desarrollo de tecnología diagnóstica para enfermedades infecciosas. Significado biológico de la porfiria del cisticerco de la Taenia solium.

Inmunoquímica. Estudio de los mecanismos de inmunosupresión inducidos por la lectína Amaranthus leucocarpus. Las lectinas se asocian a diferentes grupos celulares, lo cual no es un fenómeno pasivo, en diversas ocasiones se ha podido demostrar el desencadenamiento de diversos efectos biológicos como resultado de la interacción; por ejemplo la lectina del germen del trigo, está al entrar en contacto con adipocitos, ejerce actividad semejante a la insulina; Phaseolus v. al interactuar con linfocitos maduros los transforma en células jóvenes. La aplicación práctica de estos efectos se hace evidente por el hecho de que diversos autores han demostrado que ciertas lectinas son capaces de inducir la tolerancia de transplantes de tejidos en algunos animales y que esta tolerancia es específica hacia ciertos tejidos. Así, Amaranthus leucocarpus, posee una actividad supresora de la respuesta inmune hacia antígenos particulados en ratones; ésta posee actividad mitogénica sobre linfocitos de ratón. preferentemente en los extraídos de la médula ósea en comparación con los extraídos de bazo, y no presentan ninguna actividad en presencia de las células de timo. Esto hace suponer que la actividad de esta lectina está dirigida preferentemente a poblaciones ricas en linfocitos B. Lo anterior permite sugerir que el efecto de la supresión de la respuesta inmune inducida por ésta lectina en ratones es producida por mecanismos diferentes al de otras lectinas. Por tal razón es importante identificar poblaciones celulares con las que interactúa esta lectina, así como la posibilidad de inducir la producción de interleucinas con actividad supresora.

Estudio de las proteasas de Entamoeba histolytica. Identificación del sitio de unión del receptor celular de células de leucemia basofílica de rata a la inmunoglobulina E. Por primera vez se está intentando cuantificar a las proteasas producidas por Entamoeba histolytica y se podrá investigar su papel en la producción de daño tisular. Conocer el sitio del receptor de células de leucemia basofólica de rata a la inmunoglobulina E con mucha precisión permitiría (una vez que se conozca la secuencia) diseñar péptidos que compitan con la inmunoglobulina E completa por dichos receptores en las células. Esto podría representar un método novedoso para prevenir y/o tratar ciertos tipos de alergias.

El metabolismo proteico en diferentes áreas y fracciones subcelulares durante la adquisición del aprendizaje y durante su mantenimiento. Cambios en las constantes de receptores de acetilcolina y noradrenalina en varias áreas del cerebro durante la adquisición del aprendizaje y durante el sobreentrenamiento.

Relación estructura-función de proteínas con actividad hormonal. Química de Proteínas. Neuroendocrinología molecular. Estudios comparativos, bioquímicos y fisiológicos de la actividad somatotrópica. Relación estructura-función. Caracterización bioquímica y fisiológica de la hormona de crecimiento del pollo. Síntesis de péptidos en fase sólida. Síntesis de fragmentos con potencial actividad hormonal. Desarrollo de un banco de hormonas hipofisiarias de origen animal. A través de estos proyectos se intentan algunos de los requerimientos estructurales para la manifestación de ciertas funciones de la hormona de crecimiento. Se utiliza un enfoque comparativo, evolutivo. Se pretende consolidar un grupo de neuroendocrinología comparada.

La emisión y recepción de mensajes intercelulares está mediada por la síntesis, transporte y liberación celular de "paquetes" de mensajeros químicos (y no de sustancias aisladas) cuya acción fisiológica se da en concierto sobre las células blanco. Bajo este concepto, estudiamos la producción, composición y liberación de los paquetes subcelulares de mensajeros químicos utilizando como modelo biológico las células nerviosas y como modelo químico los múltiples péptidos y proteínas constituyentes del "paquete-mensaje" de las familias de péptidos opioides, secretados tanto por neuronas como por células endócrinas. Específicamente, investigamos la regulación de la síntesis y liberación de los péptidos opioides de la familia de las encefalinas en los ganglios basales del cerebro, utilizando precursores radioactivos y técnicas de liberación in vivo e in vitro, tanto en condiciones fisiológicas como bajo la influencia de psicofármacos y estimulación química y eléctrica. De forma análoga, nos proponemos identificar y caracterizar otros materiales protéicos y actividades enzimáticas, principalmente proteasas (en colaboración con el Dr. Alagón), que se liberan del tejido nervioso bajo condiciones de estimulación despolarizante. En adición a estos neuropéptidos, nos interesa el estudio de la producción, secreción y efectos de toxinas peptídicas de invertebrados y en particular de alacranes, que constituyen un modelo alternativo más simple para el estudio de los paquetes-mensaje de comunicación, en este caso, de defensa y ataque entre organismos (colaboramos para ello con el grupo del Dr. Possaní). La obtención de herramientas inmunoquímicas, como son los anticuerpos monoclonales, será fundamental para la identificación, localización y cuantificación de estos péptidos. El estudio básico de los mecanismos responsables de regular el procesamiento, almacenamiento y liberación de "paquetes" de péptidos y proteínas de exportación es de relevancia tanto para el conocimiento de la comunicación intercelular, en el contexto de la biología y la medicina, como por su potencial en el desarrollo de tecnología biológica.

Aminoácidos precursores y ontogenia de aminas biogénicas cerebrales. Interacción del sistema serotoninérgico y las ATPasas cerebrales. Ontogenia de los receptores serotoninérgicos en el SNC.

Receptores a aminoácidos excitadores en el Sistema Nervioso Central: Identificación, localización y regulación. Vías excitadoras en la retina de los vertebrados, y su regulación. Estudio oncogenético de los receptores a aminoácidos excitadores en cultivos primarios de neuronal y glía. Influencia del citoesqueleto en el funcionamiento de receptores a aminoácidos excitadores en el cerebro y la retina.

I. Estudios neuroquímicos sobre el gluten y las proteínas de dos especies de trigo mexicano. II. Receptores nicotínicos a la acetilcolina y acetilcolinesterasa en las células cromafines de la glándula suprarrenal. III. Separación de péptidos con actividad opiacea (exorfinas) de las proteínas del gluten.

"Neuroquímica de la transmisión sináptica en el oído interno de los vertebrados". En el oído interno de los vertebrados, las células que detectan tanto el sonido como los movimientos de la cabeza son células mecanorreceptoras (células pilosas) que envían al cerebro la información que detectan a través de sinapsis aferentes. La comunicación en ambos sentidos es de tipo químico y a la fecha no se conoce con precisión la identidad de los neurotransmisores pero se sospecha que pudieran ser el GABA y la acetilcolina (Ach). En mi laboratorio estamos acumulando evidencias en favor de esa sospecha, utilizando métodos neuroquímicos en el vestíbulo aislado de varios vertebrados. a) Comprobar que el GABA y la Ach actúan como neurotransmisores en el vestíbulo de los vertebrados. b) Ubicar con precisión a las células que funcionan con estos postulados neuromediadores. c) Con base en estos hallazgos explicar la función normal vestibular y las alteraciones que se presentan en su patología. d) Proponer en consecuencia, las formas terapéuticas más adecuadas.

Estabilizadores de membrana y enfermedades degenerativas de la retina. Nutrición, neuroquímica y desarrollo del cerebro.

Purificación, caracterización y producción de anticuerpos en contra de diversas formas moleculares de la descarboxilasa glutánea del mamífero. Modulación peptidérgica de la actividad de las neuronas gabaérgicas. Papel de los gangliosídeos en los procesos de regeneración neuronal. Participación de los sistemas gabaérgicos y glutamatérgicos en los efectos tóxicos de la nicotina. Los diferentes proyectos de investigación que se siguen en mi laboratorio van encaminados a estudiar y comprender la biología de la neurona gabaérgica y a tratar mediante diversos enfoques de entender la participación de estas neuronas en la fisiología del Sistema Nervioso Central de los mamíferos.

Relación entre la célula fotorreceptora y el epitelio pigmentario de la retina (actividad fagocítica del epitelio pigmentario). Cultivo de células del epitelio pigmentario de la retina de pollo.

Mecanismos de captación y liberación de neurotransmisores. Neuroquímica de la encefalopatía hepática. Alteraciones de la transmisión sináptica en distintos modelos de epilepsia experimental. Mecanismos de toxicidad de la droga parkinsónica metil-fenil-tetrahidropiridína. Transporte iónico en terminales nerviosas.

Amibiasis experimental. Polarización de epitelios. Estructura de membranas biológicas. Prevención y control de la amibiasis.

1. Regulación de síntesis de colágena en la cirrosis experimental. 2. Efecto de inhibidores de la síntesis de colágena sobre la cirrosis experimental. 3. El efecto de la co1chicina sobre la función hepática. 4. Desarrollo de nuevos métodos para medir la función hepática. 5. Desarrollo de nuevos métodos para cultivar células epiteliales. 6. Mecanismo de invasión tisular de entamoeba histolítica. Componentes de membranas involucrados en adhesión, fagocitosis, citólisis y destrucción de la matriz extracelular.

1. Utilización de la adenosina como un arma para conocer la regulación del metabolismo celular. Cronológicamente es la primera línea de trabajo que se desarrolló y ha sido muy útil en los otros proyectos que ha desarrollado. Han podido comprobar que el perfil metabólico que se observa en animales ayunados tratados con adenosina corresponde al del animal alimentado. Posiblemente esta situación esté muy relacionada con el incremento en el metabolismo energético que produce esta sustancia. Este modelo para nosotros es de gran importancia, puesto que la información que nos proporciona, sirve mucho en los otros modelos que trabajan.

2. Estudio de la adenosina como hepatoprotector. Los estudios que han realizado en esta línea, indican que la adenosina funciona como un hepatoprotector en intoxicaciones agudas de etanol, tetracloruro de carbono e inhibidores de la síntesis de proteínas. Igual efecto y posiblemente de mayor importancia tiene una acción semejante en intoxicaciones crónicas con tetracloruro de carbono y la fibrosis hepática experimental que induce este compuesto, también 1o tiene en el caso de intoxicación crónica con etanol. La información que se obtiene en este estudio permite: a) ahondar en el conocimiento básico de los mecanismos que generan estas alteraciones hepáticas. b) Esta información puede permitir un diagnóstico oportuno del proceso y, c) Pudiera contribuir a encontrar algún medio terapéutico.

3. Caracterización y función del ciclo circádico de la adenosina. El interés en el estudio de la actividad biológica de la adenosina les condujo a encontrar que esta sustancia presenta un ciclo a 1o largo de las 24 horas del día en todos los tejidos que han estudiado. Independientemente de caracterizarlo y de averiguar como se forma esta sustancia es importante conocer cuál es su actividad fisiológica y como la lleva a cabo, ya que esta sustancia tiene una actividad biológica muy amplia. Han reportado que este ciclo participa en el mantenimiento de la homeostasis energética de las células posiblemente como acción primaria pudiendo resultar en un oscilador molecular de los ritmos biológicos asociada a situaciones fisiológicas definidas como son el ayuno y la alimentación y el reposo y la actividad.

Bioenergética. Metabolismo energético del testículo durante la diferenciación del epitelio germinal. La información relativa a las funciones mitocondriales durante los procesos de diferenciación celular en tejidos de mamíferos es muy limitada. En nuestro grupo hemos tomado como modelo las mitocondrias de testículo de rata en virtud de que: sufren un proceso de diferenciación morfológica descrita con detalle, se ignoran los cambios funcionales concomitantes y, por otro lado, la cronología de diferenciación. Nos avocamos en primer término al estudio de la ATPasa mitocondrial, y hemos informado evidencias de que en preparaciones mitocondriales de rata adulta de porción F1 de la enzima se encuentra laxamente unida a la porción membranal. Sin embargo, sintetiza ATP, y hemos definido algunas características de la fosforilación oxidativa. En la actualidad investigamos: la composición peptídica de la ATPasa mitocondrial, las características de la fosforilación oxidativa a través de la diferenciación del epitelio germinal, y la participación del ciclo de los ácidos tricarboxílicos en la síntesis de ATP bajo condiciones de hipoxia.

Bioquímica de lípidos y esteroides hormonales. 1. Cambios bioquímicos en la unidad materno-feto-placentaria durante la gestación y el parto. Se ha purificado y caracterizado a la enzima 17 estradiol deshidrogenada, de placenta humana, la cual parece jugar un papel importante en los niveles de esteroides hormonales antes y durante el trabajo de parto. 2. Síntesis y valoración biológica de ésteres de hormonas esteroides con ácidos grasos de cadena larga. El contar con monoésteres y diésteres de estradiol abre la posibilidad de realizar estudios tratando de averiguar el papel de algunos ésteres de hormonas esteroides con ácidos grasos, como el estearato, compuestos que circulan normalmente en 1 humano y que sufren modificaciones en algunos tejidos tumorales. Otra posibilidad es su empleo potencial en la terapia sustitutiva como compuestos de larga acción. 3. Estudio del metabolismo del colesterol en diversos modelos experimentales. Empleando modelo in vitro e in vivo se estudia la regulación del metabolismo del colesterol. Se utilizan esteroles vegetales que modifican el metabolismo del colesterol y se prueban como posibles compuestos anti- o hipocolesterolemiantes.

El área de investigación que se ocupa es el metabolismo del calcio con proyectos vigentes en dos subáreas particulares. En una de ellas, relacionada fundamentalmente con el intercambio iónico en la hidroxiapatita trata de establecer las condiciones en que el mineral de hueso o el esmalte dentario puede ser alterado en sus propiedades superficiales de tal manera que, las nuevas propiedades sean más favorables para el fin que se persigue. Como ejemplo citaré los últimos trabajos desarrollados por mí en este campo. Un nuevo método espectrofotométrico para determinar lantano en presencia de grandes cantidades de calcio y de fosfatos y el intercambio iónico calcio lantano en diversos materiales que contienen apatitas. Esta investigación tiene a establecer apatitas con menos solubilidad que la que se encuentra en los huesos o en los dientes y hacerlos así más resistentes a la desmineralización que tiene como consecuencia caries dental u osteoporosis. Es probable que este intercambio iónico sea perfectamente compatible con el ya muy estudiado hidroxilos-fluoruros porque los iones intercambiados en cada caso son completamente diferentes. La otra subárea se refiere al estudio de la fijación de calcio por la levadura en crecimiento. Este estudio tiene por objeto determinar la cinética de esta fijación y calcular mediante las adecuadas ecuaciones la cantidad de calcio fijada por la levadura a tiempos determinados de crecimiento y explicar así el hecho mencionado en la bibliografía de que la máxima fijación de calcio por mg de levadura se produce a las seis horas de crecimiento, como una resultante de dos fenómenos: fijación geométrica de calcio en función de la concentración de levadura y crecimiento logarítmico de la levadura, los cuales tienen lugar en forma simultánea. En el momento actual esta investigación continúa determinando los factores que influyen en la fijación de calcio y calculando los parámetros de las ecuaciones anteriormente establecidas en circunstancias diferentes.

Nuestro grupo de investigación ha dedicado sus esfuerzos a conocer cómo los seres vivos manejan el nitrógeno biológicamente a nivel molecular. Esto nos ha permitido familiarizarnos, describir en detalle y conceptualizar los procesos biológicos y los eventos metabólicos fundamentales que le ocurren al nitrógeno como parte de la fisiología celular. Específicamente nos hemos concentrado en el conocimiento de la búsqueda, asimilación y recambio de nitrógeno en microorganismos. Como modelo hemos usado un microorganismo eucariote sencillo como es el hongo Neurospora crasso cuyo metabolismo nitrogenado comparte características con otros microorganismos más sencillos (procariotes) así como de organismos más diferenciados como lo son las plantas.

J. Calderón, G. Hernández, Y. Mora, y J. Mora. La función del ciclo de la glutamina en Neurospora crassa.

L. Blanco, Y. Mora y J. Mora. Aislamiento y caracterización del gene de glutamino sintetasa (GS) en Neurospora crassa.

A. Lieja y J. Mora. El dimorfismo en Mucor rouxii y su relación con el quimiotropismo por nitrógeno.

A. Bravo y J. Mora. Regulación de las enzimas de asimilación de amonio en R. phaseoli.

1. Prevención molecular de los daños crónicos de la diabetes mellitus. Habiéndose demostrado en años recientes, que la mayoría de los daños crónicos de esta enfermedad, son consecuencia de la glicosilación noenzimática de las proteínas, pensamos evitar o disminuir esta reacción, mediante la administración de aminoácido glicina. Hemos logrado demostrar, tanto en ratas diabéticas como en enfermos, que la hemoglobina glicosilada (HbA1c) disminuye hasta normalizarse. Asimismo, la administración del aminoácido, evita la neuropatía diabética en ratas (juzgada por la modificación en la velocidad de conducción del nervio ciático). Igualmente, se ha observado una marcada disminución en la "leucocoria" producida en ratas diabéticas crónicas que recibieron el aminoácido.

2. Intentos de la formación de islotes de langerhans en ratas diabéticas con estreptozotocina. Siguiendo la idea desarrollada en mi laboratorio para la transmisión de caracteres hereditarios, mediante el empleo de partículas "parecidas a los virus" o complejos DNA-IgC, estamos administrando a ratas diabéticas (a las que se les destruyeron los islotes de Langerhans con estreptozotocina) estos complejos formados con DNA de ratas fetales e IgC de rata con lo que se espera inducir la producción de insulina endógena en islotes neoformados heterotópicamente.

3. Síntesis de fármacos. En esta línea seguimos sintetizando nuevos compuestos con actividad farmacológica potencial: anticonvulsionantes, anticancerosos y antimicóticos. Estos compuestos se planean generalmente como inhibidores enzimáticos.

4. Siguiendo algunas de mis ideas, se están iniciando proyectos de investigación clínica en el Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias, donde soy subdirector de investigación.

Hay que agregar que en los diferentes proyectos participan jóvenes estudiantes graduados e investigadores que colaboran con el suscrito.