Investigación

¡Inauguración del laboratorio Darragh en la Universidad de Indiana Bloomington en enero de 2024!

Investigamos la evolución de la diversidad química a través de escalas biológicas, desde la variación del nivel de población hasta los genes y los mecanismos moleculares.

¿Cómo se producen los compuestos químicos?

Los ensayos de enzimas en el laboratorio (in vitro) nos permite estudiar su actividad, por ejemplo, qué sustratos pueden usar y qué productos producen. Evaluar la estructura de las proteínas puede ayudarnos a comprender por qué las enzimas tienen funciones diferentes.

Comprender las bases genéticas y moleculares de los rasgos adaptativos es clave en la biología evolutiva. Los compuestos químicos muchas veces se producen a través de vías biosintéticas bien estudiadas, lo que facilita nuestra capacidad para identificar genes candidatos. Para validar el gen funcionalmente, podemos expresarlo en bacterias y analizamos la enzima en el laboratorio para probar si puede producir la feromona que nos interesa. También estudiamos cómo la estructura de las proteínas afecta la función de las enzimas y cómo evolucionan las enzimas para producir diferentes compuestos químicos.

¿Cómo evoluciona la producción de compuestos?

Comprender cómo surge la novedad es una fundamental en la biología evolutiva. Investigamos cómo evolucionan las vías biosintéticas y las enzimas específicas estudiando la historia evolutiva de los genes entre especies. Esto puede permitirnos hacer preguntas como: ¿Estas familias de genes están evolucionando rápidamente? ¿Qué papel juega la selección en su evolución? ¿Cuál es el papel de la duplicación de genes en la evolución de nuevas funciones?

Las señales químicas se utilizan para una variedad de funciones, por ejemplo, las flores las utilizan para atraer polinizadores y algunos insectos las usan para la elección de pareja.

Las señales químicas se utilizan para muchas funciones biológicas diferentes: atracción de pareja, atracción de polinizadores, defensa, agregación. Los experimentos de comportamiento son la herramienta ideal para determinar la función de un compuesto o conjunto de compuestos. También utilizamos técnicas estadísticas para evaluar qué compuestos probablemente tienen una importancia biológica.

¿Qué contribuye a la variación en los perfiles químicos?

Filogenia de las mariposas Heliconius que ilustra sus relaciones evolutivas y una figura que muestra su perfil químico donde los puntos que están más cercas tienen un perfil químico más similar. ¡Diferentes especies se agrupan mostrando que las especies tienen diferentes perfiles químicos!

Estamos interesados ​​en lo que contribuye a la variación entre individuos de la misma especie o entre especies. Por ejemplo, ¿afecta la dieta a la producción de compuestos químicos? ¿Cuánta variación se debe a la deriva genética y a la selección? ¿Hay variación geográfica o temporal dentro de una especie? Cuantificamos perfiles químicos, genotipamos individuos y llevamos a cabo experimentos controlados que nos permitan responder a este tipo de preguntas.

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