Áreas de investigación

Autofagia y metabolismo

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Dr. Guillermo Mariño García

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La carrera investigadora del IP del grupo Autofagia y Metabolismo se ha centrado principalmente en el estudio de diversos aspectos de la autofagia.  Ya desde el inicio de su Tesis doctoral en la Universidad de Oviedo (bajo la dirección del Prof. Carlos López-Otín). En 2005 realizó una productiva estancia en uno de los laboratorios más punteros en el campo de la autofagia (Laboratorio del Dr.- Noboru Mizushima, Tokio, Japón), que incrementó aún más su interes en este proceso. Una vez presentada su Tesis Doctoral titulada " Proteasas y autofagia: Análisis de su relevancia en cáncer y envejecimiento" pasó una larga etapa postdoctoral de 5 años en el laboratorio del profesor Guido Kroemer en Paris, donde estudió el papel de de la autofagia en procesos asociados al envejecimiento. En 2016, se constituye oficialmente  el grupo de investigación "Autofagia y Metabolismo" cuyas líneas de investigación se enmarcan en el estudio de la autofagia bajo diferentes prismas.

Datos bibliométricos del IP del grupo a fecha 31-8-2018 (Scopus/Thomson-Reuters):

Publicaciones científicas indexadas: 61

Número de citas recibidas: 9680

Promedio de citas por artículo: 149

Índice H: 33

orcid.org/0000-0003-1960-1677

Scopus: Author ID: 7202998423

Edificio ISPA-FINBA

Avenida de Roma, s/n 33011 Oviedo

NombreCargoInstitución
Guillermo Mariño GarcíaInvestigador Principal
Isaac Tamargo GómezBecario FPUUniversidad de Oviedo
Gemma Martínez GarcíaBecaria FPIUniversidad de Oviedo
María Fernández SuárezTécnica de laboratorio
Olivia Concepción Fernández CimadevillaPost-doc

 

El grupo de investigación Autofagia y metabolismo es un grupo de investigación novel y de carácter emergente, que se ha ido formando progresivamente desde principios de 2015 cuando el Investigador Principal retornó a España con el apoyo de un contrato Ramón y Cajal, tras un periodo postdoctoral de 5 años en el extranjero. Las líneas de Investigación llevadas a cabo por el grupo de investigación Autofagia y Metabolismo se enmarcan en distintos aspectos relacionados con el estudio del proceso de la Autofagia. Este proceso es esencial para el mantenimiento de la salud celular y funciones tisulares. De hecho, su constante actividad renovadora del contenido celular permite a la célula desarrollar de forma adecuada sus funciones, ya que de lo contrario la célula acumularía estructuras dañadas, orgánulos no funcionales y proteínas mal plegadas o dañadas, que dificultarían grave y progresivamente el funcionamiento celular y por consiguiente el tisular y el del organismo. Desde 2015 a mediados de 2016, la principal actividad del investigador principal fue la de obtener financiación y estudiantes para poder disponer de recursos suficientes para comenzar su labor investigadora. De esta forma, se han ido incorporando progresivamente diversos miembros al grupo de investigación.

En verano de 2016 se constituye oficialmente el grupo de investigación, que desarrolla su trabajo en el edificio FINBA, donde está situado físicamente el laboratorio, como uno de los grupos de investigación emergentes del ISPA.

Actualmente, la estructura organizativa del grupo Autofagia y Metabolismo es la siguiente:

Dr. Guillermo Mariño (IP), encargado de la dirección, obtención de recursos y divulgación de resultados obtenidos.

María F. Fernández, Técnico de laboratorio, lleva en el grupo desde junio del 2016.

Gemma Martínez,  (Estudiante de doctorado). Lleva en el grupo desde Mayo de 2017, disfruta de una beca predoctoral "FPI". Gemma está desarrollando su Tesis Doctoral actualmente, que el IP del grupo dirige.

Isaac Tamargo, (Estudiante de doctorado). Lleva en el grupo desde Diciembre de 2017, disfruta de una beca predoctoral "FPU". Isaac está desarrollando su Tesis Doctoral actualmente, que el IP del grupo dirige

Dra. Oliva Concepción Fernández Cimadevilla: Se ha incorporado al grupo en enero de 2018.

Las líneas de Investigación llevadas a cabo por el grupo de investigación Autofagia y Metabolismo se enmarcan en distintos aspectos relacionados con el estudio del proceso de la Autofagia. Este proceso es esencial para el mantenimiento de la salud celular y funciones tisulares. De hecho, su constante actividad renovadora del contenido celular permite a la célula desarrollar de forma adecuada sus funciones, ya que de lo contrario la célula acumularía estructuras dañadas, orgánulos no funcionales y proteínas mal plegadas o dañadas, que dificultarían grave y progresivamente el funcionamiento celular y por consiguiente el tisular y el del organismo.

Nuestro grupo de investigación, dentro de este ámbito, presenta 2 líneas principales de investigación, ambas asociadas en el estudio de la autofagia.

La primera de dichas líneas se centra en la caracterización molecular de las funciones específicas de las familias Atg4/Atg8 en el contexto de la autofagia. El Investigador principal del grupo ha sido el responsable (cuando realizaba su Tesis Doctoral) de la clonación y descripción funcional de los genes humanos de las proteasas tipo Atg4, llamadas Autofaginas (Mariño et al JBC 2003). Este sistema presenta un especial interés para el estudio de la autofagia en mamíferos, ya que mientras otros genes esenciales para la autofagia en eucariotas simples (levaduras) presentan un único ortólogo en mamíferos, la proteasa de levaduras Atg4 presenta 4 ortólogos  (Autofaginas1-4) y su sustrato (Atg8) 6 ortólogos en células humanas (Fernández and López-Otín J Clin Invest 2013). Este hecho pone de manifiesto que este sistema Atg4-Atg8 ha ido adquiriendo complejidad a lo largo de la evolución (en contraposición con otros genes esenciales para la autofagia que no se han amplificado evolutivamente), lo que probablemente está asociado a la adquisición de nuevas funciones y mayor complejidad necesaria para la ejecución de la autofagia en eucariotas superiores.

Dentro de esta línea, nuestro grupo continúa con la generación de los diferentes modelos murinos deficientes en las distintas autofagianas. Previamente, el IP del grupo ha sido el principal responsable de la generación y caracterización de los modelos murinos deficientes en Atg4C o Autofagina-3, (Mariño, G et al JBC 2003) y Atg4B o Autofagina1 (Mariño G et al, J Clin Invest, 2010). En este sentido, nuestro grupo de investigación ya ha generado el ratón deficiente en la Atg4D o Autofagina 4 (Tamargo-Gómez et al, manuscrito en revisión) y ha iniciado la generación de animales deficientes en Atg4A. A medio plazo, el objetivo es caracterizar las distintas funciones de dicha familia de proteasas y esclarecer las razones por las que la amplificación génica evolutiva ha tenido especial incidencia en esta familia de proteasas y sus sustratos. La posibilidad de generar animales dobles o triples mutantes para las distintas combinaciones de las proteasas es uno de los objetivos fundamentales de esta línea de investigación, que sin duda revelará nuevos e interesantes descubrimientos acerca de las funciones fisiológicas de las autofaginas en el contexto de los eucariotas superiores, especialmente los mamíferos.

Como parte complementaria y esencial de esta línea de investigación, nuestro grupo utiliza células tipo MEF (fibroblastos embrionarios murinos) generadas a partir de dichos animales. El estudio de distintos aspectos moleculares de la autofagia en estos modelos celulares (incluyendo líneas en las que combinaciones de dos o tres autofaginas) permitirá esclarecer sin duda las funciones específicas de estas proteasas, así como determinar de forma inequívoca la especificidad proteasa-sustrato de las familias Atg4/Atg8.

La segunda línea de investigación de nuestro laboratorio se centra en el análisis del papel de la autofagia en diversos procesos patológico-fisiológicos, desde el envejecimiento, el cáncer y otras patologías, con especial atención a la diabetes, obesidad y cardiopatías.

Para el desarrollo de esta línea, nuestro laboratorio dispone de diversos modelos que presentan una respuesta autofágica reducida (Atg4B, Mariño et al J Clin Invest 2010); Ambra1 HT mice (Fimia GM Nature 2007) o un incremento en los niveles basales de autofagia (Becn1F121A/F121A knock-in mice, Fernández AF et al Nature 2018). Mediante la aplicación coordinada de protocolos experimentales en dichos modelos murinos, podremos establecer si la autofagia juega un papel beneficioso o perjudicial en un determinado proceso patofisiológico. Un ejemplo de esta estrategia puede encontrarse en nuestra reciente publicación (Fernández AF et al Cell Death Dis 2017) en el cual analizamos el papel anti-obesidad del proceso o en la publicación de 2013 de la que el IP es co-primer firmante (Cabrera et al Autophagy 2013) y en el que se establece un papel esencial de la autofgaia contra la colitis ulcerosa y crónica. Como parte principal de esta línea experimental, se están implementando protocolos de restricción calórica a ratones deficientes en Autofagina-1. El objetivo final de este proyecto es profundizar en nuestro conocimiento sobre el papel de la autofagia en la extensión de la longevidad, fenómeno que parece muy probable a tenor de la literatura existente.

  1. Barcena C, Quiros PM, Durand S, Mayoral P, Rodriguez F, Caravia XM, Marino G, Garabaya C, Fernandez-Garcia MT, Kroemer G, Freije JMP, Lopez-Otin C. Methionine Restriction Extends Lifespan in Progeroid Mice and Alters Lipid and Bile Acid Metabolism. Cell reports 2018, 24(9): 2392-2403.
Índice de impacto (SCI/SSCI)8.032Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Pietrocola F, Castoldi F, Markaki M, Lachkar S, Chen G, Enot DP, Durand S, Bossut N, Tong M, Malik SA, Loos F, Dupont N, Marino G, Abdelkader N, Madeo F, Maiuri MC, Kroemer R, Codogno P, Sadoshima J, et al. Aspirin Recapitulates Features of Caloric Restriction. Cell reports 2018, 22(9): 2395-2407.
Índice de impacto (SCI/SSCI)8.032 (SCI/SSCI)Q1 CELL BIOLOGY

 

 

  1. Sica V, Bravo-San Pedro JM, Chen G, Marino G, Lachkar S, Izzo V, Maiuri MC, Niso-Santano M, Kroemer G. Inhibitor of growth protein 4 interacts with Beclin 1 and represses autophagy. Oncotarget 2017, 8(52): 89527-89538.
Índice de impacto (SCI/SSCI)5.168Q1 ONCOLOGY

 

 

  1. Lopez-Otin C, Marino G. Tagged ATG8-Coding Constructs for the In Vitro and In Vivo Assessment of ATG4 Activity. Methods in enzymology 2017, 587: 189-205.
Índice de impacto (SCI/SSCI)1.984Q3  BIOCHEMISTRY&MOL. BIOLOGY

 

 

  1. Fernandez AF, Barcena C, Martinez-Garcia GG, Tamargo-Gomez I, Suarez MF, Pietrocola F, Castoldi F, Esteban L, Sierra-Filardi E, Boya P, Lopez-Otin C, Kroemer G, Marino G. Autophagy couteracts weight gain, lipotoxicity and pancreatic beta-cell death upon hypercaloric pro-diabetic regimens. Cell death & disease 2017, 8(8): e2970.
Índice de impacto (SCI/SSCI)5.638Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Esteban-Martinez L, Sierra-Filardi E, McGreal RS, Salazar-Roa M, Marino G, Seco E, Durand S, Enot D, Grana O, Malumbres M, Cvekl A, Cuervo AM, Kroemer G, Boya P. Programmed mitophagy is essential for the glycolytic switch during cell differentiation. The EMBO journal 2017, 36(12): 1688-1706.
Índice de impacto (SCI/SSCI)10.557Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Pietrocola F, Pol J, Vacchelli E, Rao S, Enot DP, Baracco EE, Levesque S, Castoldi F, Jacquelot N, Yamazaki T, Senovilla L, Marino G, Aranda F, Durand S, Sica V, Chery A, Lachkar S, Sigl V, Bloy N, et al. Caloric Restriction Mimetics Enhance Anticancer Immunosurveillance. Cancer cell 2016, 30(1): 147-160.
Índice de impacto (SCI/SSCI)27.407Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Klionsky DJ, Abdelmohsen K, Abe A, Abedin MJ, Abeliovich H, Acevedo Arozena A, Adachi H, Adams CM, Adams PD, Adeli K, Adhihetty PJ, Adler SG, Agam G, Agarwal R, Aghi MK, Agnello M, Agostinis P, Aguilar PV, Aguirre-Ghiso J, et al. Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (3rd edition). Autophagy 2016, 12(1): 1-222.
Índice de impacto (SCI/SSCI)8.593Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Pietrocola F, Lachkar S, Enot DP, Niso-Santano M, Bravo-San Pedro JM, Sica V, Izzo V, Maiuri MC, Madeo F, Marino G, Kroemer G. Spermidine induces autophagy by inhibiting the acetyltransferase EP300. Cell death and differentiation 2015, 22(3): 509-516.
Índice de impacto (SCI/SSCI)8.218Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Niso-Santano M, Malik SA, Pietrocola F, Bravo-San Pedro JM, Marino G, Cianfanelli V, Ben-Younes A, Troncoso R, Markaki M, Sica V, Izzo V, Chaba K, Bauvy C, Dupont N, Kepp O, Rockenfeller P, Wolinski H, Madeo F, Lavandero S, et al. Unsaturated fatty acids induce non-canonical autophagy. The EMBO journal 2015, 34(8): 1025-1041.
Índice de impacto (SCI/SSCI)9.643Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Schroeder S, Pendl T, Zimmermann A, Eisenberg T, Carmona-Gutierrez D, Ruckenstuhl C, Marino G, Pietrocola F, Harger A, Magnes C, Sinner F, Pieber TR, Dengjel J, Sigrist SJ, Kroemer G, Madeo F. Acetyl-coenzyme A: a metabolic master regulator of autophagy and longevity. Autophagy 2014, 10(7): 1335-1337.
Índice de impacto (SCI/SSCI)11.75

 

Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Ruckenstuhl C, Netzberger C, Entfellner I, Carmona-Gutierrez D, Kickenweiz T, Stekovic S, Gleixner C, Schmid C, Klug L, Sorgo AG, Eisenberg T, Buttner S, Marino G, Koziel R, Jansen-Durr P, Frohlich KU, Kroemer G, Madeo F. Lifespan extension by methionine restriction requires autophagy-dependent vacuolar acidification. PLoS genetics 2014, 10(5): e1004347.
Índice de impacto (SCI/SSCI)7.52Q1 GENETICS & HEREDITY

 

  1. Pietrocola F, Malik SA, Marino G, Vacchelli E, Senovilla L, Chaba K, Niso-Santano M, Maiuri MC, Madeo F, Kroemer G. Coffee induces autophagy in vivo. Cell cycle 2014, 13(12): 1987-1994.
Índice de impacto (SCI/SSCI)4.56Q2 CELL BIOLOGY

CELL BIOLOGY

 

  1. Marino G, Pietrocola F, Madeo F, Kroemer G. Caloric restriction mimetics: natural/physiological pharmacological autophagy inducers. Autophagy 2014, 10(11): 1879-1882.
Índice de impacto (SCI/SSCI)11.75

 

Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Marino G, Pietrocola F, Kong Y, Eisenberg T, Hill JA, Madeo F, Kroemer G. Dimethyl alpha-ketoglutarate inhibits maladaptive autophagy in pressure overload-induced cardiomyopathy. Autophagy 2014, 10(5): 930-932.
Índice de impacto (SCI/SSCI)11.75

 

Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Marino G, Pietrocola F, Eisenberg T, Kong Y, Malik SA, Andryushkova A, Schroeder S, Pendl T, Harger A, Niso-Santano M, Zamzami N, Scoazec M, Durand S, Enot DP, Fernandez AF, Martins I, Kepp O, Senovilla L, Bauvy C, et al. Regulation of autophagy by cytosolic acetyl-coenzyme A. Molecular cell 2014, 53(5): 710-725.
Índice de impacto (SCI/SSCI)14.01Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Marino G, Niso-Santano M, Baehrecke EH, Kroemer G. Self-consumption: the interplay of autophagy and apoptosis. Nature reviews Molecular cell biology 2014, 15(2): 81-94.
Índice de impacto (SCI/SSCI)37.86

 

Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Ko A, Kanehisa A, Martins I, Senovilla L, Chargari C, Dugue D, Marino G, Kepp O, Michaud M, Perfettini JL, Kroemer G, Deutsch E. Autophagy inhibition radiosensitizes in vitro, yet reduces radioresponses in vivo due to deficient immunogenic signalling. Cell death and differentiation 2014, 21(1): 92-99.
Índice de impacto (SCI/SSCI)8.124Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Eisenberg T, Schroeder S, Buttner S, Carmona-Gutierrez D, Pendl T, Andryushkova A, Marino G, Pietrocola F, Harger A, Zimmermann A, Magnes C, Sinner F, Sedej S, Pieber TR, Dengjel J, Sigrist S, Kroemer G, Madeo F. A histone point mutation that switches on autophagy. Autophagy 2014, 10(6): 1143-1145.
Índice de impacto (SCI/SSCI)11.75

 

Q1 CELL BIOLOGY

 

  1. Eisenberg T, Schroeder S, Andryushkova A, Pendl T, Kuttner V, Bhukel A, Marino G, Pietrocola F, Harger A, Zimmermann A, Moustafa T, Sprenger A, Jany E, Buttner S, Carmona-Gutierrez D, Ruckenstuhl C, Ring J, Reichelt W, Schimmel K, et al. Nucleocytosolic depletion of the energy metabolite acetyl-coenzyme a stimulates autophagy and prolongs lifespan. Cell metabolism 2014, 19(3): 431-444.
Índice de impacto (SCI/SSCI)17.565

 

Q1 ENDOCRINOLOGY AND METABOLISM

Caracterización molecular de los mecanismos dependiente e independiente de la autofagia implicados en la extensión de la longevidad

  • Investigador responsable: Guillermo Mariño
  • Otros miembros del grupo participantes: Gemma Martínez García
  • Entidad Financiadora: Ministerio de Economía y Competitividad
  • Referencia: BFU2015-68539-R
  • Subvención concedida: 160000 €
  • Duración: 01/01/2016 -31/12/2019

 

Disección de la regulación nutricional de la autofagia a nivel molecular

  • Investigador responsable: Guillermo Mariño
  • Entidad Financiadora: Fundación BBVA
  • Referencia: BBM_BIO_3015
  • Subvención concedida: 40000 €
  • Duración: 01/01/2016 - 21/02/2017