BIENNIAL REPORT
2022-2023
Benvinguda
Benvinguts a la Memòria Institucional 2022-2023 del CRAG, que aquest any estrenem en un nou format que esperem que us agradi. La nostra voluntat és compartir els nostres descobriments i assoliments científics amb tots vosaltres. Aquesta nova memòria té com a objectiu oferir una visió clara i accessible de la nostra feina, reflectint la nostra dedicació a la transparència i al compromís amb la comunitat. Us convidem a explorar la recerca innovadora i els resultats més destacats que ha assolit el nostre equip, mentre seguim fent avançar les fronteres del coneixement per al benefici de tots.
"El CRAG s'ha consolidat com un referent internacional en recerca agroalimentària. En reforçar els nostres vincles amb les administracions públiques i la societat, en aquesta nova dècada esperem desenvolupar avenços per fer front als reptes socials relacionats amb la seguretat alimentària i la bioeconomia."
L. Maria Lois · Directora del CRAG
Persones i talent
53,5%
Dones
55%
PhD/Postdocs
Internacionals
HRS4R
El 2022-2023, el CRAG ha reforçat el seu compromís amb l’excel·lència en la gestió de recursos humans mitjançant iniciatives dins de l’Estratègia de Recursos Humans per a Investigadors (HRS4R, de l’anglès Human Resources Strategy for Researchers). Hem revisat i millorat els nostres processos de selecció i reclutament per garantir la transparència i l’equitat, alineant-los amb els principis OTM-R (Reclutament Obert, Transparent i Basat en el Mèrit). A més, s’han implementat programes de formació contínua per a investigadors, que inclouen capacitació en habilitats transversals i tecnologies avançades. Hem promogut activament la igualtat d’oportunitats i la diversitat, així com la millora de les condicions de treball i el benestar del personal. Aquestes accions no només reforcen el nostre compromís amb l’excel·lència, sinó que ens acosten a la renovació del prestigiós segell d’excel·lència, que certifica la nostra dedicació a les millors pràctiques en recursos humans per a la recerca.
Dones en ciència
El CRAG ha seguit avançant en el seu compromís amb la igualtat de gènere i l’empoderament de les dones en la ciència a través del Comitè de Dones en Ciència (WiS, de l’anglès Women in Science) del CRAG. Aquesta iniciativa, juntament amb el Pla d’Igualtat, que conclou el 2024, ha plantejat nous i ambiciosos reptes destinats a fomentar un entorn inclusiu i de suport per a les investigadores. Hem implementat programes i polítiques dissenyats per promoure la igualtat d’oportunitats, reduir les disparitats de gènere i donar suport al desenvolupament professional de les dones en totes les etapes de les seves carreres científiques. Aquests esforços inclouen programes de tutoria i iniciatives per augmentar la visibilitat i el reconeixement de les contribucions de les dones a la ciència. A mesura que ens acostem al final de l’actual Pla d’Igualtat, el CRAG segueix dedicat a establir i assolir nous objectius que continuïn impulsant el progrés en la igualtat de gènere i donin suport a les carreres de les dones en la ciència.
Capacitació i educació
Durant el període 2022-2023, el CRAG ha posat un fort èmfasi en la formació i l’educació del personal. A més dels seminaris interns i externs al nostre Auditori, hem ofert diverses oportunitats de desenvolupament professional destinades a millorar les capacitats dels nostres investigadors. Aquests programes inclouen formació en habilitats transversals, competències tècniques avançades, metodologies de recerca essencials i tasques de salut i seguretat. A través d’aquestes iniciatives, el CRAG es compromet a fomentar l’aprenentatge i el desenvolupament continus, garantint que els nostres investigadors estiguin preparats per afrontar els desafiaments de la recerca científica actual.
34
Tesis doctorals
període 2022-23
A més, el CRAG ha seguit coorganitzant, juntament amb la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i la Universitat de Barcelona (UB), el Màster en Biologia Vegetal, Genòmica i Biotecnologia. Múltiples investigadors del CRAG coordinen i imparteixen classes de diverses matèries, i al voltant del 60% dels estudiants matriculats (25 places) realitzen els seus treballs de fi de màster al CRAG.
Talent
Atraure i retenir professionals amb talent és essencial per mantenir la posició del nostre centre de recerca a l’ avantguarda de la innovació científica. Durant el període 2022-23, estem orgullosos de la incorporació, el juny de 2022, d’un nou grup de recerca liderat per en Robertas Ursache sobre “Remodelació i adaptació de la paret cel·lular vegetal”. A més, destaquem que el CRAG ha estat guardonat amb una beca institucional MSCA COFUND de la UE: el Programa de Formació Doctoral rePLANT (Reconstruction Biology in Plant Sciences), coordinat pel CRAG juntament amb el Max Planck Institute for Plant Breeding Research (MPIPZ) i el John Innes Centre (JIC).
"Valorem la diversitat com un catalitzador per a la creativitat i la innovació. La dedicació i l'experiència del nostre equip, juntament amb la capacitació interna i la inspiració de destacats líders en investigació internacionals, són el que impulsa els nostres avanços".
L. Maria Lois · Directora del CRAG
JIC - John Innes Centre
Norwich, Regne Unit
MPIPZ - Max Planck Institute for Plant Breeding Research
Colònia, Alemanya
UPSC - Umeå Plant Science Center
Suècia
INRAE - Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'Environnement
França
VIB - Vlaams Instituut voor Biotechnologie
Bèlgica
Accelerate Integration of Engineering and Agricultural Research using Artificial Intelligence (AI2EAR) Network-of-Networks
Carolina del Nord, EUA
National Taiwan University (NTU)
Taiwan
Internacionalització
El CRAG aposta per mantenir les seves sòlides i llargues col·laboracions internacionals (com les aliances JIC-MPIPZ-CRAG i INUPRAG (INRAE-UPSC-CRAG)) mentre estableix activament noves associacions amb institucions líders a nivell mundial. Aquests esforços han culminat en el desenvolupament de diversos projectes de recerca conjunts, facilitant la transferència de coneixements i eines d’avantguarda més enllà de les seves fronteres. Aquestes aliances també han promogut l’organització de trobades internacionals: el “3r Simposi INUPRAG sobre Biologia Integrativa de Plantes” (febrer de 2023, Umeå, Suècia), com a part de la sèrie de reunions INUPRAG, i el congrés “At the forefront of plant research 2023” (maig de 2023, Barcelona), que se celebra de manera alterna cada dos anys entre el VIB i el CRAG. A través de totes aquestes iniciatives, el CRAG segueix ampliant els límits de l’excel·lència científica a escala global.
"Establir col·laboracions internacionals estratègiques és clau en la visió del CRAG. Comptem amb una xarxa sòlida i en expansió amb institucions líders arreu del món, la qual cosa ens ajuda a maximitzar l'experiència i els recursos per a donar lloc a investigacions i innovacions pioneres."
L. Maria Lois · Directora del CRAG
Recerca
Publicacions destacades
A continuació es presenta una selecció de publicacions significatives dels quatre programes dins de CRAG, que reflecteixen el treball divers i amb impacte realitzat pels nostres equips.
101
Publicacions al 2022
DESENVOLUPAMENT DE PLANTES I TRANSDUCCIÓ DE SENYALS
El rellotge circadià de l’òrgan femení a les plantes funciona de manera autònoma
Un estudi liderat per Paloma Mas publicat a Developmental Cell, va revelar que els òrgans reproductors femenins de les plantes, els pistils, mantenen els ritmes circadians de forma autònoma i independent de la resta de la planta.
En l’estudi, els autors van aïllar els diferents components de la flor i van observar que els pistils són els únics òrgans florals capaços de sobreviure i mantenir els ritmes circadians de forma molt precisa. El treball va mostrar que el rellotge del pistil controla processos tan importants com les respostes als senyals ambientals, la fotosíntesi i la producció de llavors, la qual cosa podria ser útil en aplicacions biotecnològiques per millorar la reproducció i la productivitat en cultius de rellevància agronòmica.
Okada M, Yang Z, Mas P. Circadian autonomy and rhythmic precision of the Arabidopsis female reproductive organ. Developmental Cell (2022), DOI: 10.1016/j.devcel.2022.08.013
Identificació dels mecanismes moleculars que regulen la morfogènesi de les plàntules en resposta a un alt estrès lumínic
Un estudi liderat per Elena Monte publicat a New Phytologist va identificar un nou mecanisme adaptatiu per protegir les plàntules en germinació que emergeixen amb excés de llum, cosa que és perjudicial per a la funció del cloroplast i, per tant, és una amenaça per a la supervivència de les plàntules i les plantes, especialment en un escenari de canvi climàtic.
Els investigadors del CRAG van identificar el factor de transcripció BBX16 com una proteïna reguladora clau que actua per protegir les plàntules quan es troben amb llum d’intensitat potencialment perjudicial, una amenaça que s’està tornant més comuna a causa del canvi climàtic. L’alta llum indueix danys al cloroplast, i la senyalització retrògrada del cloroplast al nucli és capaç de modificar l’expressió gènica nuclear de BBX16 per modificar el patró de desenvolupament normal per protegir la plàntula contra l’alt estrès per radiació. Aquest estudi va identificar BBX16 com el primer membre de la família BBX implicat en la senyalització retrògrada, i va definir un mecanisme molecular per optimitzar el creixement de les plàntules i garantir la fotoprotecció en condicions de llum desfavorables.
Veciana N, Martín G, Leivar P, Monte E. BBX16 mediates the repression of seedling photomorphogenesis downstream of the GUN1/GLK1 module during retrograde signalling. New Phytologist (2022), DOI: 10.1111/nph.17975
RESPOSTES DE LES PLANTES A L’ESTRÈS
Una proteïna vegetal és capaç de dissoldre agregats proteics relacionats amb diverses patologies humanes
Un equip liderat per Núria Sánchez-Coll ha publicat un treball a la revista Plant Cell en el qual es desvetlla que la proteïna vegetal MC1 és capaç d’eliminar agregats de proteïnes mal plegades. Aquests grups de proteïnes tendeixen a acumular-se en situacions d’estrès prolongat, amb l’envelliment i en diverses malalties amiloides i neurodegeneratives.
Ruiz-Solaní N, Salguero-Linares J, Armengot L, Santos J, Pallarès I, van Midden KP, Phukkan UJ, Koyuncu S, Borràs-Bisa J, Li L, Popa C, Eisele F, Eisele-Bürger AM, Hill SM, Gutiérrez-Beltrán E, Nyström T, Valls M, Llamas E, Vilchez D, Klemenčič M, Ventura S, Coll NS. Arabidopsis metacaspase MC1 localizes in stress granules, clears protein aggregates, and delays senescence. The Plant Cell (2023), DOI: 10.1093/plcell/koad172
Un model matemàtic prediu la resposta de les plantes al canvi climàtic
Un estudi liderat per Salomé Prat i investigadors del CNB-CSIC a Madrid, publicat a Science Advances, va identificar el paper fonamental de la proteïna COP1 com a promotor del creixement de les plantes Arabidopsis en dies llargs i altes temperatures ambientals i la seva interacció amb altres factors cel·lulars.
BIOLOGIA SINTÈTICA VEGETAL I ENGINYERIA METABÒLICA
Millora de la producció d’àcid itacònic mitjançant l’ús de la biologia sintètica
Investigadors del CRAG, en col·laboració amb investigadors de la Universitat de Ciència i Tecnologia de Pohang a Corea, van publicar un treball a Nature Communications que revela una nova estratègia per millorar la producció d’àcid itacònic a través de la tecnologia de biologia sintètica.
L’ àcid itacònic s’ utilitza com a matèria primera per a la fabricació de cosmètics i agents antibacterians, així com diversos plàstics, inclosos els polímers biodegradables. Malgrat aquest alt potencial, el seu ús està limitat per tecnologies de producció insuficients i alts costos de producció. En aquest treball, els investigadors del CRAG van utilitzar eines de biologia sintètica per crear una nova ruta metabòlica que produeix àcid itacònic sense necessitat de separació física en diferents compartiments cel·lulars. Aquesta tecnologia permet el desenvolupament d’una fàbrica de cèl·lules microbianes capaç de produir àcid itacònic a E. coli utilitzant matèries primeres de baix cost. Aquest novedós descobriment demostra el potencial i l’àmplia aplicabilitat de les eines de biologia sintètica, que podrien servir com a alternativa als mètodes de producció de compostos basats en la petroquímica existents.
Ye DY, Noh MH, Moon JH, Milito A, Kim M, Lee JW, Yang JS* (co-corresponding), Jung GY*. Kinetic compartmentalization by unnatural reaction for itaconate production. Nature Communications (2022), DOI: 10.1038/s41467-022-33033-1
Efectes de l’alteració de la biosíntesi d’esteril èsters en els processos de creixement i desenvolupament del tomàquet
Un estudi liderat per Teresa Altabella i Albert Ferrer, publicat a Frontiers in Plant Science, va caracteritzar el paper específic dels enzims esterol aciltransferases SlASAT1 i SlPSAT1 en la ruta biosintètica dels esteril èsters del tomàquet (Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom).
Utilitzant mutants knock-out de CRISPR/Cas9 que no tenen una (slpsat1, slasat1) o ambdues activitats enzimàtiques (slpsat1 x slasat1), els autors demostren el paper predominant de SlPSAT1 en la biosíntesi d’esteril èsters del tomàquet i la funció essencial d’aquests metabolits en importants processos de desenvolupament de les plantes, com la germinació de llavors i la senescència de les fulles.
La comparació dels resultats d’aquest estudi amb el coneixement previ obtingut utilitzant els mutants equivalents d‘Arabidopsis thaliana va revelar algunes diferències interessants, com l’efecte sinèrgic de la inactivació de SlASAT1 en absència d’un SlPSAT1 funcional sobre els fenotips de germinació primerenca i senescència prematura observats en tomàquet però no en Arabidopsis.
Burciaga-Monge A, López-Tubau JM, Laibach N, Deng C, Ferrer A, Altabella T. Effects of impaired steryl ester biosynthesis on tomato growth and developmental processes. Frontiers in Plant Science (2022), DOI: 10.3389/fpls.2022.984100
GENÒMICA VEGETAL I ANIMAL
El moviment dels transposons dota l’arròs d’una major capacitat d’adaptació
Un estudi liderat per Josep Maria Casacuberta i Raúl Castanera i publicat a eLife revela que els transposons, fragments d’ADN que poden canviar de posició dins del genoma, són una font important de variació en l’expressió de gens i poden influir en la resposta dels cultius a diferents condicions ambientals i agrícoles.
Els investigadors del CRAG, en col·laboració amb investigadors de la Universitat de Nova York, han analitzat com les insercions de transposons afecten la variabilitat de l’expressió gènica en poblacions d’arròs sotmeses a domesticació i selecció per part de l’ésser humà. Els resultats d’aquest estudi assenyalen els transposons com a elements clau a tenir en compte a l’hora d’estudiar la variabilitat genètica i revelen un mecanisme molecular pel qual els transposons poden contribuir a l’adaptació dels cultius a diferents condicions ecològiques i agronòmiques.
Castanera R, Morales-Díaz N, Gupta S, Purugganan M, Casacuberta JM. Transposons are important contributors to gene expression variability under selection in rice populations. eLife (2023), DOI: 10.7554/eLife.86324
Recerca de les bases genètiques de la depressió endogàmica dels trets de la llet en cabres
Un estudi liderat per Marcel Amills ha permès identificar diverses regions genòmiques associades a la depressió endogàmica dels trets lactis en cabres murciano-granadines.
La depressió endogàmica pot afectar negativament els trets relacionats amb l’aptitud, la reproducció i el rendiment productiu. En aquest treball, els investigadors del CRAG han utilitzat tècniques estadístiques d’última generació per mapejar els determinants genòmics de la depressió endogàmica per al recompte de cèl·lules somàtiques, un paràmetre estretament relacionat amb l’estat sanitari de la glàndula mamària, als cromosomes 8 i 25. Aquestes regions genòmiques contenen gens que codifiquen integrines, quimiocines i receptors de reconeixement de patògens, que exerceixen un paper rellevant en l’obtenció de respostes immunitàries innates contra els microbis. Els resultats d’aquest estudi demostren que mantenir l’endogàmia al mínim hauria de contribuir a disminuir la incidència de mastitis, una de les principals causes de sacrifici en les cabres lleteres.
Luigi-Sierra MG, Fernández A, Martínez A, Guan D, Delgado JV, Álvarez JF, Landi V, Such FX, Jordana J, Saura M, Amills M. Genomic patterns of homozygosity and inbreeding depression in Murciano-Granadina goats. Journal of Animal Science and Biotechnology (2022), DOI: 10.1186/s40104-022-00684-5
Projectes destacats
Durant el 2022 i el 2023, el CRAG ha estat guardonat amb múltiples projectes competitius, tant nacionals com internacionals, donant suport tant a grups de recerca com a projectes institucionals, i potenciant significativament la nostra capacitat per fer ciència d’avantguarda.
A continuació, mostrem alguns dels projectes clau:
ERC ‘Starting Grant’ a Iván Reyna-Llorens
Iván Reyna-Llorens, investigador principal del laboratori de Biologia sintètica i fotosíntesi, ha estat guardonat amb una Starting Grant del Consell Europeu de Recerca (ERC), amb el seu projecte METACAM – “Flexibilitat metabòlica en sequera: aprofitament de Portulaca per definir els principis de disseny d’una via combinada C4-CAM”, per dissenyar plantes resilients a altes temperatures i condicions de sequera.
El projecte METACAM estudiarà els mecanismes que utilitzen les plantes en condicions d’escassetat hídrica per poder generar cultius més resilients a les altes temperatures i a la sequera. L’augment de les onades de calor i la sequera afecten greument la capacitat dels cultius per retenir aigua i capturar CO2 durant la fotosíntesi, cosa que es tradueix en una reducció del rendiment mundial. Algunes plantes tenen vies metabòliques específiques per fer front a aquest tipus d’estrès, per exemple, l’anomenada via del metabolisme àcid de les crassulàcies (CAM), i les espècies CAM són capaces de prosperar en entorns privats d’aigua. Els investigadors del CRAG identificaran els components moleculars bàsics que hi estan implicats per proporcionar una major resiliència a les condicions d’escassetat d’aigua.
Obtenció de dos projectes Horizon UE
Els investigadors del CRAG Maria José Aranzana, Iban Eduardo, Laura Botigué i Raúl Castanera participaran en dos projectes europeus recentment concedits, COUSIN i FRUITDIV, destinats a recuperar la variabilitat genètica i promoure l’agricultura sostenible.
El projecte COUSIN – “Utilització i conservació dels parents silvestres dels cultius per a l’agricultura sostenible” se centra especialment en el concepte de parents silvestres dels cultius (CWR) com a “cosins” dels cultius domesticats tradicionals. D’aquesta manera, el seu objectiu és utilitzar els CWRs com un recurs valuós d’interès agronòmic, per promoure una transició cap a una agricultura més sostenible.
El projecte FRUITDIV – “Explotant el potencial inexplorat dels arbres fruiters silvestres per a l’agricultura sostenible” té com a objectiu monitorar, caracteritzar, utilitzar i conservar la diversitat dels arbres fruiters CWR, de les famílies de pomeres, pereres i cirerers.
ERC ‘ Proof of Concept’ a Ana I. Caño-Delgado
El Consell Europeu de Recerca (ERC) ha concedit una prestigiosa beca ‘Proof of Concept’ a Ana I. Caño-Delgado, investigadora principal del laboratori de Senyalització de brasinoesteroides en el desenvolupament de les plantes, per a estudiar l’adaptació de les plantes al canvi climàtic.
El projecte, titulat PLANeT – “Adaptació vegetal a temperatures elevades: mitigant la pèrdua de cultius causada pel canvi climàtic”, utilitzarà estratègies noves i disruptives per abordar l’adaptació de les plantes a l’estrès climàtic mitjançant l’ús de gens específics del tipus cel·lular que contraresten l’estrès sense penalitzar el creixement dels cultius. Els investigadors establiran un mètode eficaç per analitzar ràpidament milers de molècules com a ingredients actius per millorar la tolerància dels cultius a temperatures elevades.
Microorganismes bioluminiscents per a il·luminar les ciutats
Jae-Seong Yan participa en BioLumCity, un projecte singular que té com a objectiu oferir una forma avançada de bioluminiscència real basada en bacteris i algues, amb aplicacions en arquitectura i disseny urbà.
El projecte, coliderat per Jae-Seong Yang i Alberto T. Estévez de la Universitat Internacional de Catalunya (UIC), té com a objectiu utilitzar la bioluminiscència dels organismes vius per crear sistemes d’il·luminació més naturals i evitar la contaminació lumínica nocturna, satisfent la necessitat humana d’una il·luminació més natural, renovable i sostenible que no depengui de l’electricitat.
"La nostra recerca abarca des de la ciència fonamental fins als projectes de nivells tecnològics avançats. Això es reflecteix en la diversitat de projectes atorgats als nostres investigadors, cosa que ens permet generar solucions a mitjà i llarg termini per fer front als reptes que l'agricultura té amb l'actual crisi climàtica".
Impacte
Reunions
i Conferències
Les reunions i conferències són fonamentals per a l’intercanvi dinàmic de coneixements i idees dins la comunitat científica. Al CRAG, prioritzem aquests esdeveniments ja que brinden oportunitats per tal que els nostres investigadors comparteixin les seves troballes, obtinguin perspectives dels seus col·legues i fomentin col·laboracions amb científics de tot el món. En participar activament en l’organització i realització d’aquestes trobades, contribuïm a l’avanç col·lectiu de la ciència, mantenint-nos a l’avantguarda de la innovació i assegurant que la nostra recerca té un ampli i gran impacte.
Política
científica
Al CRAG, estem profundament compromesos amb donar forma al futur de la política científica en biologia vegetal. El nostre rol institucional va més enllà dels nostres laboratoris de recerca, ja que participem activament i contribuïm en organitzacions clau com la European Plant Science Organisation (EPSO) i la Plant Europe Technology Platform (PlantETP). El fet de ser membres d’aquestes organitzacions europees ens permet influir en les decisions polítiques, advocar per la ciència vegetal i col·laborar amb altres institucions líders a Europa.
Els nostres investigadors també exerceixen un paper cabdal en la formulació de polítiques científiques, formant part de diversos comitès i grups d’experts en diferents organitzacions internacionals.
Impacte
en la societat
Al CRAG, creiem en el poder transformador de compartir el coneixement amb els nostres grups d’interès i el públic en general. El nostre compromís amb la divulgació i la vinculació amb el públic és una de les bases de la nostra missió, ja que busquem promoure vocacions científiques i fomentar el pensament crític en la societat. En difondre els resultats de la nostra recerca a través de diferents canals i programes interactius, garantim que els nostres avenços científics contribueixin a una comunitat informada i compromesa.
Transferència
de tecnologia
Estem compromesos a transformar el coneixement generat en recerca bàsica en innovacions amb impacte per a la societat. A través de col·laboracions estratègiques amb empreses i el sector productiu, facilitem la traducció de descobriments científics en aplicacions pràctiques. En generar patents i fomentar el desenvolupament de spin-offs, garantim que la nostra recerca es tradueixi en beneficis tangibles, impulsant l’avenç tecnològic i el creixement econòmic.
Trobades sobre edició genètica amb grups d’interès
6k
Persones beneficiades
(en el període 2022-23)
Creació de la primera spin-off del CRAG
23
Nous contractes signats amb emprese
(en el període 2022-23)
"Estem compromesos a generar un impacte tangible en la vida quotidiana de la ciutadania a través de la nostra recerca i innovacions, així com a promoure les carreres científiques i el pensament crític en la societat".
L. Maria Lois · Directora del CRAG
Finançament
