Biología Computacional y Biomedicina de Sistemas

Líder de Grupo:Dr. Marcos J. Araúzo-Bravo

IIS Biodonostia. Ikerbasque Research Professor. marcos.arauzo@biodonostia.org

Objetivos Estratégicos

  • Desarrollo de métodos computacionales para el análisis y modelado de sistemas biológicos y su utilización para elucidar los mecanismos de células madre, reprogramación celular, enfermedades y envejecimiento.
  • Estudio de la interacción de redes biológicas (genéticas, epigenéticas, metabólicas y de proteómica) en términos de su tipología, respuesta a perturbaciones y dinámica.
  • Desarrollo de métodos de visión artificial para el análisis automático y la caracterización de estructuras celulares y subcelulares a partir de imágenes estáticas y dinámicas.
  • Desarrollo de métodos de búsqueda de datos para el análisis de historias clínicas basados en técnicas de inteligencia artificial para predecir las condiciones de salud, enfermedades y el envejecimiento.
  • Integración sinérgica de la información “macroscópica” proporcionada por las historias médicas con la información “microscópica” proporcionada por el análisis de imagen y con la información “molecular” proporcionada por datos ómicos para comprender las enfermedades humanas y el envejecimiento.
  • Exploración de cómo las variaciones genéticas entre individuos influyen en sus funciones celulares biológicas y en último término en las enfermedades.

Principales líneas de investigación

En modelado matemático y biología de sistemas

  • Predicción de nuevos lugares clave para la regulación genómica, utilización de los mismos para construir modelos matemáticos de comunicación entre redes genéticas y epigenéticas.
  • Análisis de redes biológicas. Mediante la perturbación de los componentes de las redes, análisis de los cambios inducidos en su funcionamiento para comprender los efectos sinérgicos y antagónicos de las perturbaciones. Desarrollo de métodos para la identificación de la tipología y la dinámica de las redes biológicas analizando la presencia de unidades, e integrando herramientas de ingeniería de sistemas para el análisis de la estabilidad, controlabilidad, robustez, respuesta a las perturbaciones y estocasticidad. Aplicación para comprender mejor los mecanismos de las células madre, la reprogramación celular, el establecimiento y progresión de enfermedades y el envejecimiento.
  • Identificación y caracterización de aspectos de regulación en redes pluripotentes, células madre, enfermedades y envejecimiento.
  • Desarrollo de modelos dinámicos para comprender las redes regulatorias genéticas de las células pluripotentes, de la reprogramación celular, de las células madre, de las enfermedades y del envejecimiento.

En bioinformática

  • Control de calidad computacional de las células pluripotentes mediante el análisis computacional de datos trancriptómicos y epi-genómicos.
  • Integración de datos transcriptómicos generados por diferentes plataformas para crear importantes conjuntos de datos.
  • Desarrollo de herramientas computacionales para explotar datos, integrando datos ómicos de distinta naturaleza (transcriptómicos, Chip-Seq, metilación de ADN, marcas de histonas, expresión de microARNs y proteómica).
  • Implementación de métodos de integración de datos de diferentes tecnologías ómicas para desentrañar la comunicación entre los principales actores moleculares de las células pluripotentes, de las células madre, de enfermedades y del envejecimiento.
  • Desarrollo de métodos estadísticos y de aprendizaje automático para extraer información de los datos de secuenciación de última generación NGS (ARNseq, Chip-Seq de modificaciones de histonas, y metilación de ADN).
  • Identificación de genes objetivos para la reprogramación directa.
  • Identificación de biomarcadores para investigación en cáncer.
  • Identificación de patrones de secuencias de ADN y de términos de ADN para la construcción de diccionarios y gramáticas de ADN.
  • Desarrollo de métodos de búsqueda de datos para el análisis de historias clínicas basados en técnicas de inteligencia artificial para predecir condiciones de salud, enfermedades y envejecimiento.

Miembros del equipo

Nombre Apellidos Centro E-mail
Coloma Álvarez De Eulate López OSI Donostialdea coloma.alvarezdeeulatelopez@osakidetza.eus
Mikel Arrospide Elgarresta IIS Biodonostia mikel.arrospide@biodonostia.org
Javier Cabau Laporta IIS Biodonostia javier.cabau@biodonostia.org
Olga Ibañez Sole IIS Biodonostia olga.ibanez@biodonostia.org
Daniela Ivanova Gerovska IIS Biodonostia daniela.gerovska@biodonostia.org
Shira Knafo CSIC, UPV/EHU s.knafo@ikerbasque.org
Alex Martínez Ascensión IIS Biodonostia alex.martinez@biodonostia.org

 

Producción Científica

Originales

Publicados: 10 / 76

A mechanism for the segregation of age in mammalian neural stem cells.

Moore DL, Pilz GA, Arauzo-Bravo MJ, Barral Y, Jessberger S.

Science. 2015; 349: 1334-1338. FI: 33.611 (Q1).

Direct Induction of Trophoblast Stem Cells from Murine Fibroblasts.

Kubaczka C, Senner CE, Cierlitza M, Arauzo-Bravo MJ, Kuckenberg P, Peitz M, Hemberger M, Schorle H.

Cell Stem Cell. 2015; 17: 557-568. FI: 22.268 (Q1).

MicroRNA-199a-5p inhibition enhances the liver repopulation ability of human embryonic stem cell-derived hepatic cells.

Moebus S, Yang D, Yuan Q, Luedtke TH, Balakrishnan A, Sgodda M, Rani B, Kispert A, Arauzo-Bravo MJ, Vogel A, Manns MP, Ott M, Cantz T, Sharma AD.

J. Hepatol. 2015; 62: 101-110. FI: 11.336 (Q1).

Human primordial germ cell commitment in vitro associates with a unique PRDM14 expression profile.

Sugawa F, Arauzo-Bravo MJ, Yoon J, Kim KP, Aramaki S, Wu G, Stehling,M, Psathaki OE, Huebner K, Schoeler HR.

Embo J. 2015; 34: 1009-1024. FI: 10.434 (Q1).

Oct4-induced oligodendrocyte progenitor cells enhance functional recovery in spinal cord injury model.

Kim JB, Lee H, Araúzo-Bravo MJ, Hwang K, Nam D, Park MR, Zaehres H, Park KI, Lee SJ.

Embo J.2015; 34: 2971-2983. FI: 10.434 (Q1).

Hypoxia Induces Pluripotency in Primordial Germ Cells by HIF1 alpha Stabilization and Oct4 Deregulation.

Lopez-Iglesias P, Alcaina Y, Tapia N, Sabour D, Arauzo-Bravo MJ, Sainz de la Maza D, Berra E, Nunez A, Nistal M, Ortega S, Donovan PJ, Schoeler HR, De Miguel MP.

Antioxid. Redox Signal. 2015; 22: 205-223. FI: 7.407 (Q1).

Universal Cardiac Induction of Human Pluripotent Stem Cells in Two and Three-Dimensional Formats: Implications for In Vitro Maturation.

Zhang, M, Schulte JS, Heinick A, Piccini I, Rao J, Quaranta R, Zeuschner D, Malan D, Kim KP, Roepke A, Sasse P, Arauzo-Bravo M, Seebohm G, Schoeler H, Fabritz L, Kirchhof P, Mueller FU, Greber B.

Stem Cells. 2015; 33: 1456-1469. FI: 6.523 (Q1).

Erythroid differentiation of human induced pluripotent stem cells is independent of donor cell type of origin.

Dorn I, Klich K, Arauzo-Bravo MJ, Radstaak M, Santourlidis S, Ghanjati F, Radke TF, Psathaki OE, Hargus G, Kramer J, Einhaus M, Kim JB, Koegler G, Wernet P, Schoeler HR, Schlenke P, Zaehres H.

Haematologica. 2015; 100: 32-41. FI: 5.814 (Q1).

Perivascular Mesenchymal Stem Cells From the Adult Human Brain Harbor No Instrinsic Neuroectodermal but High Mesodermal Differentiation Potential.

Lojewski X, Srimasorn S, Rauh J, Francke S, Wobus M, Taylor V, Arauzo-Bravo MJ, Hallmeyer-Elgner S, Kirsch M, Schwarz S, Schwarz J, Storch A, Hermann A.

Stem Cells Transl. Med. 2015; 4: 1223-1233. FI: 5.709 (Q1).

Methods for extracellular vesicles isolation in a hospital setting.

Saenz-Cuesta M, Arbelaiz A, Oregi A, Irizar H, Osorio-Querejeta I, Munoz-Culla M, Banales JM, Falcon-Perez JM, Olascoaga J, Otaegui D.

Front. Immunol. 2015; 6. FI: 5.695 (Q1).

Revisiones

Publicados: 1 / 1

Measuring the impact of informal elderly caregiving: a systematic review of tools.

Mosquera I, Vergara I, Larrañaga I, Machón M, del Río M, Calderón C.

Quality Of Life Research. 2016; 25: 1059-1092. FI: 2,344 (Q1).

Editoriales

Publicados: 0 / 0

Cartas

Publicados: 0 / 0

Otros

Publicados: 2 / 2

Armonización de bases de datos para el estudio de la fragilidad en personas mayores: Estudio INTAFRADE.

Machón M, Egüés N, Martínez N, Abellán van Kan G, Calderón-Larrañaga A, Aldaz P, Poblador-Plou B, Vrotsou K, Clerencia-Sierra M, Prados-Torres A, Vergara I.

Revista Espanola De Geriatria Y Gerontologia. 2016; 51: 29-36.

Situación actual de la investigación sobre las condiciones de vida y el estado de salud de las personas mayores en España.

Machón-Sobrado M, Vergara-Mitxeltorena I, Dorronsoro-Iraeta M, Larrañaga-Larrañaga N, Vrotsou K, Larrañaga-Padilla I.

Enfermería Clínica. 2016; 26: 15-22.

Proyectos

Proyectos 1 / 1

Asociación entre el “Dietary Inflammatory Index” (DII) y los biomarcadores proinflamatorios en el envejecimiento y su relación con la fragilidad.

Investigador principal: María Nerea Egüés Olazábal. Entidad financiadora: Gobierno Vasco, Departamento de Salud. Año inicio: 2014. Año final: 2017.

Patentes

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