Líneas de investigación
Nuestra investigación se centra en los mecanismos moleculares que permiten el aprendizaje, la formación de nuevos recuerdos y otras modificaciones duraderas del comportamiento animal. En concreto, investigamos el papel de determinados factores de transcripción y epigenéticos en esos procesos. También investigamos cómo el mal funcionamiento de estos mecanismos puede dar lugar a patologías del sistema nervioso. Para abordar esas cuestiones usamos una aproximación multidisciplinar que combina estudios de genética, genómica, biología molecular y celular, electrofisiología y conducta animal. Desde el punto de vista metodológico, estamos particularmente interesados en la aplicación de las nuevas tecnologías de edición epigenética y perfilado genómico en el sistema nervioso.
Nuestra investigación actual se centra en las siguientes dos áreas:
• Regulación de la expresión génica dependiente de actividad por mecanismos epigenéticos y transcripcionales: Los modelos celulares actuales para explicar cómo se forman las memorias proponen que los recuerdos están codificados en forma de cambios en la fuerza de conexiones sinápticas específicas. Estos cambios requieren a su vez de cambios en la expresión génica de las neuronas. En el laboratorio, estamos interesados en explorar el papel que juegan en este proceso algunos factores de transcripción regulados por actividad (como CREB y SRF), algunas enzimas epigenéticas (como CBP y p300), y la modificación covalente de histonas y la metilación del DNA.
• Contribución de mecanismos epigenéticos a la patoetiología de la discapacidad intelectual: Investigamos la relación entre fallos en los mecanismos de regulación epigenética y diversos trastornos neurológicos asociados a problemas cognitivos que son hoy en día incurables, tales como el síndrome de Rubinstein-Taybi y la discapacidad intelectual asociada al cromosoma X. Para ello, generamos y caracterizamos modelos murinos de estos trastornos, investigamos las causas moleculares que subyacen a los síntomas y ensayamos nuevas terapias.
Publicaciones relevantes
- Multiomic Analysis of Neurons with Divergent Projection Patterns Identifies Novel Regulators of Axon Pathfinding Fernández-Nogales, M., López-Cascales, M.T., Murcia-Belmonte, V., Escalante, A., Fernández-Albert, J., Muñoz-Viana, R., Barco, A., Herrera, E. Advanced Science 2022 9 (29): art. 2200615 https://doi.org/10.1002/advs.202200615
- CBP is required for establishing adaptive gene programs in the adult mouse brain. Lipinski, M.#, Niñerola, S#., Fuentes-Ramos, M., Valor, L.M., del Blanco, B., López-Atalaya, J.P., Barco, A. J Neurosci. 2022 42(42): 7984-8001 https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0970-22.2022
- Control of protein synthesis and memory by GluN3A-NMDA receptors through inhibition of GIT1/mTORC1 assembly. Conde-Dusman MJ, Dey PN, Elía-Zudaire Ó, Rabaneda LG, García-Lira C, Grand T, Briz V, Velasco ER, Andero R, Niñerola S, Barco A, Paoletti P, Wesseling JF, Gardoni F, Tavalin SJ, Perez-Otaño I eLife 2021 10:e71575 https://doi.org/10.7554/eLife.71575
- Sublayer- and cell-type-specific neurodegenerative transcriptional trajectories in hippocampal sclerosis Cid E, Marquez-Galera A, Valero M, Gal B, Medeiros DC, Navarron CM, Ballesteros-Esteban L, Reig-Viader R, Morales AV, Fernandez-Lamo I, Gomez-Dominguez D, Sato M, Hayashi Y, Bayés À, Barco A, Lopez-Atalaya JP, de la Prida LM Cell Rep 2021 35(10):109229 https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109229
- KAT3-dependent acetylation of cell type-specific genes maintains neuronal identity in the adult mouse brain Lipinski M, Muñoz-Viana R, Del Blanco B, Marquez-Galera A, Medrano-Relinque J, Caramés JM, Szczepankiewicz AA, Fernandez-Albert J, Navarrón CM, Olivares R, Wilczyński GM, Canals S, Lopez-Atalaya JP, Barco A Nat Commun 2020 11(1):2588 https://doi.org/10.1038/s41467-020-16246-0
- CBP and SRF co-regulate dendritic growth and synaptic maturation Del Blanco B, Guiretti D, Tomasoni R, Lopez-Cascales MT, Muñoz-Viana R, Lipinski M, Scandaglia M, Coca Y, Olivares R, Valor LM, Herrera E, Barco A Cell Death & Differentiation 2019 26(11):2208 https://doi.org/10.1038/s41418-019-0285-x
- CBP/p300 in brain development and plasticity: disentangling the KAT’s cradle Lipinski M, Del Blanco B, Barco A Current Opinion in Neurobiology 2019 59:1 https://doi.org/10.1016/j.conb.2019.01.023
- Cbp-dependent histone acetylation mediates axon regeneration induced by environmental enrichment in rodent spinal cord injury models Hutson TH, Kathe C, Palmisano I, Bartholdi K, Hervera A, De Virgiliis F, McLachlan E, Zhou L, Kong G, Barraud Q, Danzi MC, Medrano-Fernandez A, Lopez-Atalaya JP, Boutillier AL, Sinha SH, Singh AK, Chaturbedy P, Moon LDF, Kundu TK, Bixby JL, Lemmon VP, Barco A, Courtine G, Di Giovanni S Sci Transl Med 2019 11(487):eaaw2064 https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aaw2064
- Immediate and deferred epigenomic signatures of in vivo neuronal activation in mouse hippocampus Fernandez-Albert J, Lipinski M, Lopez-Cascales MT, Rowley MJ, Martin-Gonzalez AM, Del Blanco B, Corces VG, Barco A Nature Neuroscience 2019 22(10):1718 https://doi.org/10.1038/s41593-019-0476-2