Al integrar los avances en crio-microscopía electrónica (crio-ME) con la inteligencia artificial (IA), estamos visualizando procesos biológicos a escala atómica, descubriendo detalles moleculares nunca antes vistos y diseñando proteínas artificiales completamente nuevas con posibles aplicaciones en la investigación del cáncer.
Óscar Llorca
Muchos de los avances que benefician hoy en día a los pacientes se derivan de descubrimientos fundamentales sobre los mecanismos biológicos subyacentes al cáncer. El Programa de Biología Estructural (SBP) se dedica a profundizar nuestra comprensión de los procesos biológicos que impulsan la iniciación y la progresión del cáncer. Para lograrlo, utilizamos los últimos avances en biología estructural, con especial atención a la crio-microscopía electrónica de alta resolución (crio-ME), una técnica revolucionaria que está transformando la investigación biomédica al permitir la caracterización estructural detallada de macromoléculas individuales. Comprender el funcionamiento de las macromoléculas y descubrir sus estructuras tridimensionales proporciona información crucial que guía el desarrollo de nuevas estrategias para combatir el cáncer.
El Programa de Biología Estructural (SBP) está compuesto actualmente por un Grupo Sénior, cuatro Grupos Júnior y cuatro Unidades. Los grupos del SBP liderados por Rafael Fernández-Leiro, Iván Plaza y Óscar Llorca se centran actualmente en elucidar la estructura y función de proteínas quinasas y de complejos multiproteicos implicados en el mantenimiento del genoma, la respuesta al daño del ADN y en otras vías celulares relevantes en cáncer. Además, el SBP ha incorporado recientemente dos nuevos Grupos Júnior. Lucas Tafur, de la Universidad de Ginebra, se incorporó en octubre de 2024 como líder del Grupo de Mecanismos Estructurales del Crecimiento Celular. Lucas utilizará crio-ME, bioquímica y biología celular para investigar los mecanismos moleculares mediante los cuales nutrientes específicos, factores de crecimiento y otras señales regulan el crecimiento y el metabolismo celular.
En 2024, el CNIO recibió financiación del programa europeo NextGeneration EU para incorporar científicos especializados en Big Data e Inteligencia Artificial (IA). Como parte de este proyecto institucional, SBP incorporó a Roger Castells-Graells en 2025 para dirigir el Grupo de Diseño Biomolecular y Nanomedicina Estructural. Roger Castells-Graells combina IA y crio-ME para diseñar nuevas proteínas que sirvan de herramientas en la investigación y el descubrimiento de fármacos. Estas incorporaciones estratégicas han consolidado la masa crítica del SBP, permitiéndonos abordar retos complejos en la investigación del cáncer e integrar el diseño de proteínas basado en IA en nuestra misión científica.
Además de los grupos de investigación, las cuatro Unidades del SBP proporcionan un apoyo esencial a los investigadores del CNIO, en muchos casos a aquellos externos al programa que pueden carecer de experiencia en técnicas de biología estructural. Estas unidades se especializan en criomicroscopía electrónica (crio-ME), resonancia magnética nuclear (RMN), métodos biofísicos, purificación de proteínas y cristalografía de proteínas. Juntas, garantizan que los científicos del CNIO tengan acceso a herramientas y experiencia en biología estructural y biofísica para avanzar en su investigación.