GROUP: Functional Genomics and Biotechnology of ncRNAs

El desarrollo de técnicas de secuenciación masiva de ácidos nucleicos ha permitido descubrir nuevas formas y rutas de regulación de la expresión génica tanto de seres vivos como de agentes virales. Toda esta información nos está permitiendo entender mejor la elevada complejidad de toda entidad biológica sobre el planeta, y hace replantearnos tanto el concepto clásico de gen como la función de cada par de bases de un genoma. Dentro de esta revolución destaca el papel central que el RNA desempeña en multitud de procesos biológicos e infecciosos. Nuestro grupo está interesado en encontrar y caracterizar nuevas funciones biológicas para los RNAs no codificantes, centrándonos especialmente en sus capacidades catalíticas (ribozimas) y reguladoras (riboreguladores), así como en explotar biotecnológicamente cualquiera de los nuevos motivos de RNA detectados. Para todo ello, en el laboratorio utilizamos aproximaciones multidisciplinares que combinan la Bioinformática, Bioquímica y Biología Molecular y Estructural, y empleando fundamentalmente las plantas como sistema biológico experimental de referencia. Entre las líneas de investigación específicas que seguimos en la actualidad destacarían:

• Encontrar y caracterizar el genoma de todos los virus y RNAs infecciosos del planeta a traves de aproximaciones de computación en la nube (de la Peña et al. Cells 2020; de la Peña et al. Virus Evol 2021; Edgar et al. Nature 2022).
• Entender el funcionamiento y papel biológico de los RNAs circulares con ribozimas codificados en genomas de plantas y animales (Cervera et al. Genome Biol 2016; de la Peña y Cevera. RNA Biol 2017; Cervera y de la Peña, Nucl Acids Res 2020).
• Exploración bioinformática y caracterización de nuevos motivos de RNA catalíticos y reguladores (de la Peña et al. Molecules 2017).
• Caracterización funcional de pequeños ribozimas asociados a retrotransposones (Cervera y de la Peña, Mol Biol Evol 2014).
• Descifrar el papel de los ribozimas del genoma humano conservados en intrones de antioncogenes y antígenos tumorales (de la Peña, García-Robles. EMBO Rep 2010; de la Peña et al. Biol Chem 2012; de la Peña, Ribozymes-Chapter 11 2021)
• Desarrollo de posibles herramientas biotecnológicas basadas en RNAs circulares con ribozimas para terapias génicas (de la Peña. Adv Exp Medicine Biology 2018)

• Edgar R, Taylor J, Lin V, Altman T, Barbera P, Meleshko D, Lohr D, Novakovsky G, Buchfink B, Al-Shayeb B, Banfield JF, de la Peña M, Korobeynikov A, Chikhi R, Babaian A (2021) Petabase-scale sequence alignment catalyses viral discovery. Nature 602:142-147 (all authors contributed equally) doi: 10.1038/s41586-021-04332-2
• de la Peña, M (2021) Small Self‐Cleaving Ribozymes in the Genomes of Vertebrates. Ribozymes Vol 2, Editorial Wiley-VCH GmbH (Chapter 11, Editors: S. Müller, B. Masquida y W. Winkler) doi: https://doi.org/10.1002/9783527814527.ch11
• de la Peña, M, Ceprián, R, Casey, JL, Cervera, A (2021) Hepatitis delta virus-like circular RNAs from diverse metazoans encode conserved hammerhead ribozymes. Virus Evol 7(1): veab016. https://doi.org/10.1093/ve/veab016
• de la Peña, M, Ceprián, R, Cervera, A (2020) A singular and widespread group of mobile genetic elements: RNA circles with autocatalytic ribozymes. Cells, 9(12): 2555. https://doi.org/10.3390/cells9122555
• Cervera, A, de la Peña, M (2020) Small circRNAs with self-cleaving ribozymes are highly expressed in diverse metazoan transcriptomes. Nucl Acids Res, 48(9):5054-64. https://doi.org/10.1093/nar/gkaa187
• de la Peña M (2018) Circular RNAs Biogenesis in Eukaryotes Through Self-Cleaving Hammerhead Ribozymes. Adv Exp Med Biol. 1087:53-63. doi: 10.1007/978-981-13-1426-1_5. https://doi.org/10.1007/978-981-13-1426-1_5
• Rico P., Rodrigo-Navarro A., de la Peña M., Moulisova V., Costell M., Salmerón-Sánchez M. (2018) Simultaneous Boron Ion-Channel/Growth Factor Receptor Activation for Enhanced Vascularization. Adv Biosys.1800220. https://doi.org/10.1002/adbi.201800220
• Alquézar B, Rodríguez A, de la Peña M., Peña L (2017) Genomic Analysis of Terpene Synthase Family and Functional Characterization of Seven Sesquiterpene Synthases from Citrus sinensis. Front Plant Sci. 8:1481. doi: 10.3389/fpls.2017.01481
• de la Peña M, Cervera A (2017) Circular RNAs with hammerhead ribozymes encoded in eukaryotic genomes: The enemy at home. RNA Biol. 14(8):985-991. doi: 10.1080/15476286.2017.1321730
• de la Peña M, García-Robles I, Cervera A (2017) The Hammerhead Ribozyme: A Long History for a Short RNA. Molecules. 22(1). pii: E78. doi: 10.3390/molecules22010078
• Cervera A, Urbina D, de la Peña M. (2016) Retrozymes are a unique family of non-autonomous retrotransposons with hammerhead ribozymes that propagate in plants through circular RNAs. Genome Biol. 17(1):135. doi: 10.1186/s13059-016-1002-4
• Cervera A, de la Peña M. (2014) Eukaryotic penelope-like retroelements encode hammerhead ribozyme motifs. Mol Biol Evol. 31(11):2941-7. doi: 10.1093/molbev/msu232
• Kyrieleis OJ, Chang J, de la Peña M., Shuman S, Cusack S (2014) Crystal structure of vaccinia virus mRNA capping enzyme provides insights into the mechanism and evolution of the capping apparatus. Structure. 2014 Mar 4;22(3):452-65. doi: 10.1016/j.str.2013.12.014
• García-Robles I, Sánchez-Navarro J, de la Peña M. (2012) Intronic hammerhead ribozymes in mRNA biogenesis. Biol Chem. 393(11):1317-26. doi: 10.1515/hsz-2012-0223
• Hammann C, Luptak A, Perreault J, de la Peña M. (2012) The ubiquitous hammerhead ribozyme. RNA. 18(5):871-85. doi: 10.1261/rna.031401.111
• Kalweit A, Przybilski R, Seehafer C, de la Peña M., Hammann C (2012) Characterization of hammerhead ribozyme reactionsMethods Mol Biol. 848:5-20. doi: 10.1007/978-1-61779-545-9_2.de la Peña M., García-Robles I (2010) Ubiquitous presence of the hammerhead ribozyme motif along the tree of lifeRNA. 16(10):1943-50. doi: 10.1261/rna.2130310
• de la Peña M., García-Robles I (2010) Intronic hammerhead ribozymes are ultraconserved in the human genomeEMBO Rep. 11(9):711-6. doi: 10.1038/embor.2010.100

01/01/2021-31/12/2023. Project: “Dissection of novel self-cleaving ribozymes and circular RNAs in eukaryotes: mechanisms, functions and a biotechnological tool”, by DGICyT and FEDER. PI: Marcos de la Peña. Total grant amount: 151,250€ (125,000€ direct costs)

01/01/2021-01/09/2021. Project: “The role of autocatalytic and circular RNAs in the mechanism of eukaryotic DNA retrotransposition-extension”, by CSIC. PI: Marcos de la Peña. Total grant amount: 12,000€

01/01/2018-31/12/2020. Project: “The role of autocatalytic and circular RNAs in the mechanism of eukaryotic DNA retrotransposition”, by DGICyT and FEDER. PI: Marcos de la Peña. Total grant amount: 182,710€ (151,000€ direct costs)

01/01/2015-31/12/2017. Project: “Catalytic ncRNAs in eukaryotic genomes: origin, evolution and biological functions”, by DGICyT and FEDER. PI: Marcos de la Peña. Total grant amount: 181,500€ (150,000€ direct costs)

01/10/2016-1/10/2017. Project: “A study of non-codign catalytic RNAs in eukaryotic genomes”, by Intramurales-CSIC. PI: Marcos de la Peña. Total grant amount: 5,000€

01/01/2012-31/12/2014. Project: “RNA self-cleavage as a universal activity in biology: searching for new ribozymes, roles and biotechnological applications”, by DGICyT. PI: Marcos de la Peña. Total grant amount: 116,160€ (96,000€ direct costs)

01/01/2006-01/01/2008, Proyecto “RNAi and ribozymes in plants and molecular plant pathogens”, by Grupos Emergentes, Generalitat Valenciana. PI: Marcos de la Peña. Total grant amount: 30,880€

Title: Incremento de la expresión de secuencias recombinantes en eucariotas. Inventores: Marcos de la Peña del Rivero, Jesús Angel Sánchez Navarro, Inmaculada García Robles. Nº de solicitud: P0201030569. Priority country: Spain. Priority date: 19/04/2010. Entities: CSIC-UPV-UVEG

TFG: Ribozimas en RNAs circulares como herramienta biotecnológica para el silenciamiento génico
y viral: una nueva aproximación contra el SARS-CoV2
Entidad de realización: Universidad Politécnica de Valencia
Alumno/a: Jaime Muñoz Triviño
Fecha de defensa: 13/07/2021
TFM: Búsqueda y caracterización de RNAs catalíticos a través de aproximaciones bioinformáticas
Entidad de realización: Universitat Oberta de Catalunya
Alumno/a: Raquel Ceprián Mascuñano
Fecha de defensa: 05/01/2021

TFG: ANÁLISIS DEL AUTOCORTE RIBOZIMÁTICO Y LA EXPRESIÓN DE LOS
RETROELEMENTOS TIPO PENÉLOPE EN LA ESPECIE SELAGINELLA MOELLENDORFFII
Entidad de realización: Universidad Politécnica de Valencia
Alumno/a: Alba Seguí Pérez
Fecha de defensa: 15/07/2020

TFM: Análisis de variabilidad de secuencia in vivo de RNAs circulares con ribozimas
Entidad de realización: Universitat Oberta de Catalunya
Alumno/a: Marc Bañuls Tornero
Fecha de defensa: 06/07/2020

TFM: Caracterización molecular de ribozimas genómicas vegetales asociadas a retroelementos.
Entidad de realización: Universidad Politécnica de Valencia
Alumno/a: Andrea Martin Guindal
Fecha de defensa: 09/01/2018

TFG: PROPIEDADES AUTOCATALÍTICAS DE LAS RIBOZIMAS DE CABEZA DE MARTILLO DEL
VIROIDE DEL MANCHADO SOLAR DEL AGUACATE (ASBVd)
Entidad de realización: Universidad Politécnica de Valencia
Alumno/a: Marina García Beyaert
Fecha de defensa: 01/09/2009

TFG: Degradación in vitro de un viroide nucleolar mediada por una ribozima de cabeza de martillo
incluida en un pequeño RNA nucleolar que actúa como vector de transporte al nucleolo
Entidad de realización: Universidad Politécnica de Valencia
Alumno/a: Alberto Carbonell Olivares
Fecha de defensa: 01/11/2001