Estudiar los mecanismos moleculares y biofísicos de la fusión de membranas es fundamental para entender el tráfico intracelular,  la secreción de hormonas y neurotransmisores, la fecundación, la división celular o los mecanismos de infección por virus o protozoos intracelulares (Malaria, Mal de Chagas, etc). Numerosas enfermedades son susceptibles de ser atajadas si se actúa en la fusión de membranas en tiempo y forma selectiva.       

BECA FPI  asignada a Proyecto del Ministerio                                        (próxima aparición en el BOE)

Estudiamos la Biofísica y la Biología Celular del Poro de Fusión, la estructura central en la fusión de membranas biológicas, y su papel en la Transmisión Sináptica.

Utilizamos patch clamp (Capacidad, para medir la superficie de la membrana) y microamperometría en vesículas únicas de células neuroendocrinas para el estudio del poro de fusión. Su apertura no es instantánea.  Atraviesa varias etapas en su expansión. Tratamos de identificar la relación estructura-función del poro de fusión.  Para estudiar el papel del poro de fusión en la transmisión sináptica y el reciclado de vesículas utilizamos técnicas de imagen y microespectrometría. Al igual que simulaciones de Monte Carlo y modelos cinéticos para modelar el comportamiento biofísico del poro de fusión.

Nuestros datos han demostrado por primera vez que la fusión de membranas durante la exocitosis puede ser transitoria, liberando todo o parte del contenido vesicular. Estos resultados han reactivado la hipótesis de Bruno Ceccarelli sobre el reciclado de vesículas sinápticas, denominado Kiss-and-run (Meldolesi et al. 1994), a raiz del trabajo aparecido en Nature en 1993 . Leer News & Views article by Erwin Neher

Estamos especializados en registrar eventos únicos de secreción en distintos tipos celulares (mastocitos, células cromafines, células glómicas, neutrófilos, etc.). Los mastocitos de ratón beige, que contiene vesículas secretoras gigantes fueron muy importantes para establecer los primeros registros del poro de fusión. En la figura de la izquierda se muestra un mastocito de ratón beige siendo dializado a través de la pipeta de patch clamp. El detector electroquímico se coloca sobre la superficie celular.

La desgranulación se observa como aumentos discretos de la superficie de la membrana debida a la fusión de vesículas secretoras individuales (trazo azul). La liberación de serotonina se mide con el detector electroquímico como espigas de liberación (trazo rojo). Cada ´salto´de capacidad se acompaña de forma precisa con la liberación de serotonina.