BIENNIAL REPORT
2022-2023
Bienvenida
Bienvenidos a la Memoria Institucional 2022-2023 del CRAG, que este año estrenamos en un nuevo formato que esperemos que os guste. Nuestra voluntad es compartir nuestros descubrimientos y logros científicos con todos vosotros. Esta nueva memoria tiene como objetivo ofrecer una visión clara y accesible de nuestro trabajo, reflejando nuestra dedicación a la transparencia y al compromiso con la comunidad. Os invitamos a explorar la investigación innovadora y los resultados más destacados que ha logrado nuestro equipo, mientras seguimos avanzando las fronteras del conocimiento para el beneficio de todos.
"El CRAG se ha consolidado como un referente internacional en investigación agroalimentaria. Al reforzar nuestros lazos con las administraciones públicas y la sociedad, en esta nueva década esperamos desarrollar avances para hacer frente a los desafíos sociales relacionados con la seguridad alimentaria y la bioeconomía."
Personas y talento
53,5%
Mujeres
55%
PhD/Postdocs
Internacionales
HRS4R
En 2022-2023, el CRAG ha reforzado su compromiso con la excelencia en la gestión de recursos humanos mediante iniciativas dentro de la Estrategia de Recursos Humanos para Investigadores (HRS4R, del inglés Human Resources Strategy for Researchers). Hemos revisado y mejorado nuestros procesos de selección y reclutamiento para garantizar la transparencia y la equidad, alineándolos con los principios OTM-R (Reclutamiento Abierto, Transparente y Basado en el Mérito). Además, se han implementado programas de formación continua para investigadores, que incluyen capacitación en habilidades transversales y tecnologías avanzadas. Hemos promovido activamente la igualdad de oportunidades y la diversidad, así como la mejora de las condiciones de trabajo y el bienestar del personal. Estas acciones no solo refuerzan nuestro compromiso con la excelencia, sino que nos acercan a la renovación del prestigioso sello de excelencia, que certifica nuestra dedicación a las mejores prácticas en recursos humanos para la investigación.
Mujeres en ciencia
El CRAG ha seguido avanzando en su compromiso con la igualdad de género y el empoderamiento de las mujeres en la ciencia a través del Comité de Mujeres en la Ciencia (WiS, del inglés Women in Science) del CRAG. Esta iniciativa, junto con el Plan de Igualdad, que concluye en 2024, ha planteado nuevos y ambiciosos retos destinados a fomentar un entorno inclusivo y de apoyo para las investigadoras. Hemos implementado programas y políticas diseñados para promover la igualdad de oportunidades, reducir las disparidades de género y apoyar el desarrollo profesional de las mujeres en todas las etapas de sus carreras científicas. Estos esfuerzos incluyen programas de tutoría e iniciativas para aumentar la visibilidad y el reconocimiento de las contribuciones de las mujeres a la ciencia. A medida que nos acercamos al final del actual Plan de Igualdad, el CRAG sigue dedicado a establecer y alcanzar nuevos objetivos que continúen impulsando el progreso en la igualdad de género y apoyen las carreras de las mujeres en la ciencia.
Capacitación y educación
Durante el periodo 2022-2023, el CRAG ha puesto un fuerte énfasis en la formación y la educación del personal. Además de los seminarios internos y externos en nuestro Auditorio, hemos ofrecido varias oportunidades de desarrollo profesional destinadas a mejorar las capacidades de nuestros investigadores. Estos programas incluyen formación en habilidades transversales, competencias técnicas avanzadas, metodologías de investigación esenciales y tareas de salud y seguridad. A través de estas iniciativas, el CRAG se compromete a fomentar el aprendizaje y el desarrollo continuos, garantizando que nuestros investigadores estén preparados para enfrentar los desafíos de la investigación científica actual.
Además, el CRAG ha seguido coorganizando, junto con la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y la Universitat de Barcelona (UB), el Máster en Biología Vegetal, Genómica y Biotecnología. Múltiples investigadores del CRAG coordinan e imparten clases de diversas materias, y alrededor del 60% de los estudiantes matriculados (25 plazas) realizan sus trabajos de fin de máster en el CRAG.
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Tesis Doctorales
Periodo 2022-23
Además, el CRAG ha seguido coorganizando, junto con la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y la Universitat de Barcelona (UB), el Máster en Biología Vegetal, Genómica y Biotecnología. Múltiples investigadores del CRAG coordinan e imparten clases de diversas materias, y alrededor del 60% de los estudiantes matriculados (25 plazas) realizan sus trabajos de fin de máster en el CRAG.
Talento
Atraer y retener a profesionales con talento es esencial para mantener la posición de nuestro centro de investigación a la vanguardia de la innovación científica. Durante el periodo 2022-23, estamos orgullosos de la incorporación, en junio de 2022, de un nuevo grupo de investigación liderado por Robertas Ursache sobre «Remodelación y adaptación de la pared celular de las plantas». Además, destacamos que el CRAG ha sido galardonado con una beca institucional MSCA COFUND de la UE: el Programa de Formación Doctoral rePLANT (Reconstruction Biology in Plant Sciences), coordinado por el CRAG junto con el Max Planck Institute for Plant Breeding Research (MPIPZ) y el John Innes Centre (JIC).
"Valoramos la diversidad como un catalizador para la creatividad y la innovación. La dedicación y la experiencia de nuestro equipo, junto con la capacitación interna y la inspiración de destacados líderes en investigación internacionales, son lo que impulsa nuestros logros".
JIC - John Innes Centre
Norwich, Reino Unido
MPIPZ - Max Planck Institute for Plant Breeding Research
Colonia, Alemania
UPSC - Umeå Plant Science Center
Suecia
INRAE - Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'alimentation et l'Environnement
Francia
VIB - Vlaams Instituut voor Biotechnologie
Bélgica
Accelerate Integration of Engineering and Agricultural Research using Artificial Intelligence (AI2EAR) Network-of-Networks
Carolina del Norte, Estados Unidos
National Taiwan University (NTU)
Taiwán
Internacionalización
El CRAG apuesta por mantener sus sólidas y largas colaboraciones internacionales (como las alianzas JIC-MPIPZ-CRAG e INUPRAG (INRAE-UPSC-CRAG)) mientras establece activamente nuevas asociaciones con instituciones líderes a nivel mundial. Estos esfuerzos han culminado en el desarrollo de varios proyectos de investigación conjuntos, facilitando la transferencia de conocimientos y herramientas de vanguardia más allá de sus fronteras. Estas alianzas también han promovido la organización de encuentros internacionales: el «3er Simposio INUPRAG sobre Biología Integrativa de Plantas» (febrero de 2023, Umeå, Suecia), como parte de la serie de reuniones INUPRAG, y el congreso «At the forefront of plant research 2023» (mayo de 2023, Barcelona), que se celebra de manera alterna cada dos años entre el VIB y el CRAG. A través de todas estas iniciativas, el CRAG sigue ampliando los límites de la excelencia científica a escala global.
"Establecer colaboraciones internacionales estratégicas es clave en la visión del CRAG. Contamos con una red sólida y en expansión con instituciones líderes en todo el mundo, lo que nos ayuda a maximizar la experiencia y los recursos para dar lugar a investigaciones e innovaciones pioneras."
Investigación
Publicaciones destacadas
A continuación se presenta una selección de publicaciones significativas de los cuatro programas dentro de CRAG, que reflejan el trabajo diverso y con impacto realizado por nuestros equipos.
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Publicaciones en 2022
DESARROLLO DE PLANTAS Y TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES
El reloj circadiano del órgano femenino en las plantas funciona de manera autónoma
Un estudio liderado por Paloma Mas publicado en Developmental Cell, reveló que los órganos reproductores femeninos de las plantas, los pistilos, mantienen los ritmos circadianos de forma autónoma e independiente del resto de la planta.
En el estudio, los autores aislaron los diferentes componentes de la flor y observaron que los pistilos son los únicos órganos florales capaces de sobrevivir y mantener los ritmos circadianos de forma muy precisa. El trabajo mostró que el reloj del pistilo controla procesos tan importantes como las respuestas a las señales ambientales, la fotosíntesis y la producción de semillas, lo que podría ser útil en aplicaciones biotecnológicas para mejorar la reproducción y la productividad en cultivos de relevancia agronómica.
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
Identificación de los mecanismos moleculares que regulan la morfogénesis de las plántulas en respuesta a un alto estrés lumínico
Un estudio liderado por Elena Monte publicado en New Phytologist identificó un nuevo mecanismo adaptativo para proteger las plántulas en germinación que emergen con exceso de luz, lo que es perjudicial para la función del cloroplasto y, por lo tanto, es una amenaza para la supervivencia de las plántulas y las plantas, especialmente en un escenario de cambio climático.
Los investigadores del CRAG identificaron el factor de transcripción BBX16 como una proteína reguladora clave que actúa para proteger las plántulas cuando se encuentran con luz de intensidad potencialmente dañina, una amenaza que se está volviendo más común debido al cambio climático. La alta luz induce daños en el cloroplasto, y la señalización retrógrada del cloroplasto al núcleo es capaz de modificar la expresión génica nuclear de BBX16 para modificar el patrón de desarrollo normal para proteger la plántula contra el alto estrés por irradiación. Este estudio identificó a BBX16 como el primer miembro de la familia BBX implicado en la señalización retrógrada, y definió un mecanismo molecular para optimizar el crecimiento de las plántulas y garantizar la fotoprotección en condiciones de luz 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
RESPUESTAS DE LAS PLANTAS AL ESTRÉS
Una proteína vegetal es capaz de disolver agregados proteicos relacionados con diversas patologías humanas
Un equipo liderado por Núria Sánchez-Coll ha publicado un trabajo en la revista Plant Cell en el que se desvela que la proteína vegetal MC1 es capaz de eliminar agregados de proteínas mal plegadas. Estos grupos de proteínas tienden a acumularse en situaciones de estrés prolongado, con el envejecimiento y en diversas enfermedades amiloides y neurodegenerativas.
Un modelo matemático predice la respuesta de las plantas al cambio climático
Un estudio liderado por Salomé Prat e investigadores del CNB-CSIC en Madrid, publicado en Science Advances, identificó el papel fundamental de la proteína COP1 como promotor del crecimiento de las plantas Arabidopsis en días largos y altas temperaturas ambientales y su interacción con otros factores celulares.
Los datos obtenidos en el estudio se han utilizado para desarrollar un modelo matemático que asocia los niveles activos de los factores celulares regulados por la luz y la temperatura con el crecimiento del tallo embrionario (el hipocótilo). El presente trabajo proporciona una herramienta única para identificar las mejores combinaciones genéticas para optimizar la resiliencia de los cultivos al cambio climático.
Nieto C, Catalán P, Luengo LM, Legris M, López-Salmerón V, Davière JM, Casal JJ, Ares S, Prat S. COP1 dynamics integrate conflicting seasonal light and thermal cues in the control of Arabidopsis elongation. Science Advances (2022), DOI: 10.1126/sciadv.abp8412
BIOLOGÍA SINTÉTICA VEGETAL E INGENIERÍA METABÓLICA
Mejora de la producción de ácido itacónico mediante el uso de la biología sintética
Investigadores del CRAG, en colaboración con investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang en Corea, publicaron un trabajo en Nature Communications que revela una nueva estrategia para mejorar la producción de ácido itacónico a través de la tecnología de biología sintética.
El ácido itacónico se utiliza como materia prima para la fabricación de cosméticos y agentes antibacterianos, así como diversos plásticos, incluidos los polímeros biodegradables. A pesar de este alto potencial, su uso está limitado por tecnologías de producción insuficientes y altos costos de producción. En este trabajo, los investigadores del CRAG utilizaron herramientas de biología sintética para crear una nueva ruta metabólica que produce ácido itacónico sin necesidad de separación física en diferentes compartimentos celulares. Esta tecnología permite el desarrollo de una fábrica de células microbianas capaz de producir ácido itacónico en E. coli utilizando materias primas de bajo coste. Este novedoso descubrimiento demuestra el potencial y la amplia aplicabilidad de las herramientas de biología sintética, que podrían servir como alternativa a los métodos de producción de compuestos basados en la petroquímica existentes.
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
Efectos de la alteración de la biosíntesis de esteril ésteres en los procesos de crecimiento y desarrollo del tomate
Un estudio liderado por Teresa Altabella y Albert Ferrer, publicado en Frontiers in Plant Science, caracterizó el papel específico de las enzimas esterol aciltransferasas SlASAT1 y SlPSAT1 en la ruta biosintética de los esteril ésteres del tomate (Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom).
Utilizando mutantes knock-out de CRISPR/Cas9 que carecen de una (slpsat1, slasat1) o de ambas actividades enzimáticas (slpsat1 x slasat1), los autores demuestran el papel predominante de SlPSAT1 en la biosíntesis de esteril ésteres del tomate y la función esencial de estos metabolitos en importantes procesos de desarrollo de las plantas, como la germinación de semillas y la senescencia de las hojas.
La comparación de los resultados de este estudio con el conocimiento previo obtenido utilizando los mutantes equivalentes de Arabidopsis thaliana reveló algunas diferencias interesantes, como el efecto sinérgico de la inactivación de SlASAT1 en ausencia de un SlPSAT1 funcional sobre los fenotipos de germinación temprana y senescencia prematura observados en tomate pero 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
GENÓMICA VEGETAL Y ANIMAL
El movimiento de los transposones dota al arroz de una mayor capacidad de adaptación
Un estudio liderado por Josep Maria Casacuberta y Raúl Castanera y publicado en eLife revela que los transposones, fragmentos de ADN que pueden cambiar de posición dentro del genoma, son una fuente importante de variación en la expresión de genes y pueden influir en la respuesta de los cultivos a diferentes condiciones ambientales y agrícolas.
Los investigadores del CRAG, en colaboración con investigadores de la Universidad de Nueva York, han analizado cómo las inserciones de transposones afectan a la variabilidad de la expresión génica en poblaciones de arroz sometidas a domesticación y selección por parte del ser humano. Los resultados de este estudio señalan a los transposones como elementos clave a tener en cuenta a la hora de estudiar la variabilidad genética y revelan un mecanismo molecular por el cual los transposones pueden contribuir a la adaptación de los cultivos a diferentes condiciones ecológicas y agronómicas.
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
Investigación de las bases genéticas de la depresión endogámica de los rasgos de la leche en cabras
Un estudio liderado por Marcel Amills ha permitido identificar varias regiones genómicas asociadas a la depresión endogámica de los rasgos lácteos en cabras murciano-granadinas.
La depresión endogámica puede afectar negativamente a los rasgos relacionados con la aptitud, la reproducción y el rendimiento productivo. En este trabajo, los investigadores del CRAG han utilizado técnicas estadísticas de última generación para mapear los determinantes genómicos de la depresión endogámica para el recuento de células somáticas, un parámetro estrechamente relacionado con el estado sanitario de la glándula mamaria, a los cromosomas 8 y 25. Estas regiones genómicas contienen genes que codifican integrinas, quimiocinas y receptores de reconocimiento de patógenos, que desempeñan un papel relevante en la obtención de respuestas inmunitarias innatas contra los microbios. Los resultados de este trabajo demuestran que mantener la endogamia al mínimo debería contribuir a disminuir la incidencia de mastitis, una de las principales causas de sacrificio de cabras lecheras.
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
Proyectos destacados
Durante 2022 y 2023, el CRAG ha sido galardonado con múltiples proyectos competitivos, tanto nacionales como internacionales, apoyando tanto a grupos de investigación como a proyectos institucionales, y potenciando significativamente nuestra capacidad para hacer ciencia de vanguardia.
A continuación, mostramos algunos de los proyectos clave:
ERC ‘Starting Grant’ a Iván Reyna-Llorens
Iván Reyna-Llorens, investigador principal del laboratorio de Biología sintética y fotosíntesis, ha sido galardonado con una Starting Grant del Consejo Europeo de Investigación (ERC), con su proyecto METACAM – «Flexibilidad metabólica en sequía: aprovechamiento de Portulaca para definir los principios de diseño de una vía combinada C4-CAM», para diseñar plantas resilientes a altas temperaturas y condiciones de sequía.
El proyecto METACAM estudiará los mecanismos que utilizan las plantas en condiciones de escasez hídrica para poder generar cultivos más resilientes a las altas temperaturas y a la sequía. El aumento de las olas de calor y la sequía afectan gravemente a la capacidad de los cultivos para retener agua y capturar CO2 durante la fotosíntesis, lo que se traduce en una reducción del rendimiento mundial. Algunas plantas tienen vías metabólicas específicas para hacer frente a este tipo de estrés, por ejemplo, la llamada vía del metabolismo ácido de las crasuláceas (CAM), y las especies CAM son capaces de prosperar en entornos privados de agua. Los investigadores del CRAG identificarán los componentes moleculares básicos que subyacen a este y otros procesos para proporcionar una mayor resiliencia a las condiciones de escasez de agua.
Obtención de dos proyectos Horizon UE
Los investigadores del CRAG María José Aranzana, Iban Eduardo, Laura Botigué y Raúl Castanera participarán en dos proyectos europeos recientemente premiados, COUSIN y FRUITDIV, destinados a recuperar la variabilidad genética y promover la agricultura sostenible.
El proyecto COUSIN – «Utilización y conservación de los parientes silvestres de los cultivos para la agricultura sostenible» se centra especialmente en el concepto de parientes silvestres de los cultivos (CWR) como «primos» de los cultivos domesticados tradicionales. De esta forma, su objetivo es utilizar los CWRs como un recurso valioso de interés agronómico, para promover una transición hacia una agricultura más sostenible.
El proyecto FRUITDIV – «Explotando el potencial inexplorado de los árboles frutales silvestres para la agricultura sostenible» tiene como objetivo monitorear, caracterizar, utilizar y conservar la diversidad de los árboles frutales CWR, de las familias de manzanos, perales y cerezos.
ERC ‘ Proof of Concept’ a Ana I. Caño-Delgado
El Consejo Europeo de Investigación (ERC) ha concedido una prestigiosa beca ‘Proof of Concept’ a Ana I. Caño-Delgado, investigadora principal del laboratorio de Señalización de brasinoesteroides en el desarrollo de las plantas, para estudiar la adaptación de las plantas al cambio climático.
El proyecto, titulado PLANeT – «Adaptación vegetal a temperaturas elevadas: mitigando la pérdida de cultivos causada por el cambio climático», utilizará estrategias nuevas y disruptivas para abordar la adaptación de las plantas al estrés climático mediante el uso de genes específicos del tipo celular que contrarrestan el estrés sin penalizar el crecimiento de los cultivos. Los investigadores establecerán un método eficaz para analizar rápidamente miles de moléculas como ingredientes activos para mejorar la tolerancia de los cultivos a temperaturas elevadas.
Microorganismos bioluminiscentes para iluminar las ciudades
Jae-Seong Yan participa en BioLumCity, un proyecto singular que tiene como objetivo ofrecer una forma avanzada de bioluminiscencia real basada en bacterias y algas, con aplicaciones en arquitectura y diseño urbano.
El proyecto, coliderado por Jae-Seong Yang y Alberto T. Estévez de la Universidad Internacional de Cataluña (UIC), tiene como objetivo utilizar la bioluminiscencia de los organismos vivos para crear sistemas de iluminación más naturales y evitar la contaminación lumínica nocturna, satisfaciendo la necesidad humana de una iluminación más natural, renovable y sostenible que no dependa de la electricidad.
"Nuestra investigación abarca desde la ciencia fundamental hasta los proyectos de niveles tecnológicos avanzados. Esto se refleja en la variedad de proyectos otorgados a nuestros investigadores, lo que nos permite generar soluciones a mediano y largo plazo para hacer frente a los desafíos que la agricultura tiene con la actual crisis climática".
Impacto
Reuniones
y Conferencias
Las reuniones y conferencias son fundamentales para el intercambio dinámico de conocimientos e ideas dentro de la comunidad científica. En el CRAG, priorizamos estos eventos ya que brindan oportunidades para que nuestros investigadores compartan sus hallazgos, obtengan perspectivas de sus colegas y fomenten colaboraciones con científicos de todo el mundo. Al participar activamente en la organización y realización de estos encuentros, contribuimos al avance colectivo de la ciencia, manteniéndonos a la vanguardia de la innovación y asegurando que nuestra investigación tiene un amplio y gran impacto.
Política
científica
En el CRAG, estamos profundamente comprometidos con dar forma al futuro de la política científica en biología vegetal. Nuestro rol institucional va más allá de nuestros laboratorios de investigación, ya que participamos activamente y contribuimos en organizaciones clave como la European Plant Science Organisation (EPSO) y la Plant Europe Technology Platform (PlantETP). El hecho de ser miembros de estas organizaciones europeas nos permite influir en las decisiones políticas, abogar por la ciencia vegetal y colaborar con otras instituciones líderes en Europa.
Nuestros investigadores también desempeñan un papel crucial en la formulación de políticas científicas, formando parte de diversos comités y grupos de expertos en distintas organizaciones internacionales.
Impacto
en la Sociedad
En el CRAG, creemos en el poder transformador de compartir el conocimiento con nuestros grupos de interés y el público en general. Nuestro compromiso con la divulgación y la vinculación con el público es una de las bases de nuestra misión, ya que buscamos promover vocaciones científicas y fomentar el pensamiento crítico en la sociedad. Al difundir los resultados de nuestra investigación a través de diferentes canales y programas interactivos, garantizamos que nuestros avances científicos contribuyan a una comunidad informada y comprometida.
Transferencia
de tecnología
Estamos comprometidos en transformar el conocimiento generado en investigación básica en innovaciones con impacto para la sociedad. A través de colaboraciones estratégicas con empresas y el sector productivo, facilitamos la traducción de descubrimientos científicos en aplicaciones prácticas. Al generar patentes y fomentar el desarrollo de spin-offs, garantizamos que nuestra investigación se traduzca en beneficios tangibles, impulsando el avance tecnológico y el crecimiento económico. Nuestro enfoque proactivo en la transferencia de conocimiento y tecnología pone de relieve nuestra dedicación en realizar contribuciones significativas tanto a la industria como a la comunidad en general.
Encuentros sobre edición genética con grupos de interés
6k
Personas beneficiadas
(en el periodo 2022-23)
Creación de la primera spin-off del CRAG
23
Nuevos contratos firmados con empresas
(en el periodo 2022-23)
"Estamos comprometidos a generar un impacto tangible en la vida cotidiana de la ciudadania a través de nuestra investigación e innovaciones, así como a promover las carreras científicas y el pensamiento crítico en la sociedad".
Financiación
