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NanoQuímica BioInspirada

BioNanoChem
NanoQuímica BioInspirada

BioNanoChem surge de la unión de los grupos de Química Biomimética de Membranas (BioMemChem) y Aplicaciones Biomédicas de la Nanotecnología (BioMedNano).

BioNanoChem refleja la visión compartida de Roberto J. Brea y Paco Fernández-Trillo de abordar los retos biológicos y médicos utilizando herramientas nanoquímicas. El objetivo del grupo es comprender y controlar las vías biológicas aunando conocimientos de química orgánica, síntesis de polímeros y péptidos, ciencia supramolecular y biología química. En última instancia, nuestra ambición es desarrollar nuevas herramientas para controlar la composición y organización molecular, generar nanomateriales funcionales autoensamblados y modular el comportamiento y los procesos biológicos.

Información de utilidad

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Línea de investigación 1 – Fabricación biomimética de nanomateriales

Nuestro grupo pretende abordar múltiples retos en el desarrollo de nanomateriales funcionales para aplicaciones biológicas, como la identificación de relaciones estructura-actividad, la imitación de la complejidad y compartimentación celular o la reconstitución direccional de biomoléculas. Para lograr este objetivo, nuestro equipo persigue estrategias biomiméticas novedosas que implican el cribado rápido de nanomateriales funcionales, la formación y remodelación de células artificiales y la preparación de nanorreactores bioinspirados.

Línea de investigación 2 – Herramientas químicas para la biología y la medicina

Nuestro grupo desarrolla nuevas herramientas químicas mediante la combinación de la síntesis molecular, la ciencia de los polímeros y la química supramolecular. Este potente conjunto de herramientas nos permite arrojar nueva luz sobre procesos biológicos como la lipidación de proteínas o la expresión fenotípica. En última instancia, nuestro objetivo es controlar fenómenos biológicos complejos, como la generación y organización de membranas o la activación de múltiples vías de señalización celular, para obtener nuevos conocimientos sobre importantes cuestiones biomédicas: cómo surgió la vida en la Tierra o cómo los patógenos desencadenan la infección.

Línea de investigación 3 – Enfoques nanoquímicos para administrar biomoléculas funcionales

Nuestro objetivo es desarrollar nuevos nanotransportadores capaces de administrar con eficacia la próxima generación de terapias biomoleculares. Mediante la fabricación y modificación de nanomateriales biomiméticos y el desarrollo de nuevas herramientas químicas, podemos programar nanotransportadores con propiedades como la mejora de la estabilidad, la focalización de biomarcadores celulares y la liberación controlada de cargas terapéuticas. Todo ello contribuirá a un suministro eficaz de péptidos activos de membrana y ácidos nucleicos funcionales a los lugares de destino.

PATENTES:

  • “Método y producción”. GB2005605.7. Fecha de Registro: 17/04/2020. Titular de los derechos: University of Birmingham. Reg. De explotación: Reino Unido. IP: Francisco Fernandez Trillo; Timothy Overton; Pavan Adoni.
  • “Método de perfilado epigenético”. GB1913594.6. Fecha de Registro: 20/09/2019. Titular de los derechos: University of Birmingham. Reg. De explotación: Reino Unido. IP: Francisco Fernandez Trillo; Rob Neely; Jack Kennefick.
  • “Marcaje de biomoléculas”. GB1913598.7. Fecha de Registro: 20/09/2019. Titular de los derechos: University of Birmingham. Reg. De explotación: Reino Unido. IP: Francisco Fernandez Trillo, Rob Neely y Andrew Wilkinson.
  • “Síntesis acuosa y cribado rápido in situ de polímeros anfifílicos”. EP2016081085W. Fecha de Registro: 14/12/2016. Fecha de concesión: 22/06/2017. Reg. De explotación: España. IP: Francisco Fernandez Trillo y Javier Montenegro García.
  • “Amphiphilic thiol compounds and uses thereof”. WO 2019/178166. Fecha de concesión: 19/09/2019. Titular de los derechos: University of California, San Diego. Reg. de explotación: United States of America. Usada comercialmente por Palm Therapeutics (USA). IP: Roberto Javier Brea Fernández; Andrew Rudd; Neal Krishna Devaraj.
  • “Self-assembling lipopeptide nanocarriers for targeted cellular uptake”. SD2020-110. Fecha de concesión: 06/09/2019. Titular de los derechos: University of California, San Diego. Reg. de explotación: United States of America. IP: Neal Krishna Devaraj; Christy Jihyun Cho; Roberto Javier Brea Fernández.
  • “HRas selective depalmitoylating compositions and the use thereof”. US 62/887195. Fecha de concesión: 15/08/2019. Titular de los derechos: University of California, San Diego. Reg. De explotación: United States of America. Usada comercialmente por Palm Therapeutics (USA). IP: Neal Krishna Devaraj; Andrew Rudd; Roberto Javier Brea Fernández.
  • “Prodrug strategy for in vivo depalmitoylation of proteins”. US 62/740256. Fecha de concesión: 02/10/2018. Titular de los derechos: University of California, San Diego. Reg. De explotación: United States of America. Usada comercialmente por Palm

Proyectos vigentes:

  • Polímeros helicoidales para la liberación de genes en células madre mesenquimales (PID2021-128461OB-I00), Cantidad: 350,00 €, Entidades financiadoras: Ministerio de Ciencia e Innovación.
  • Helical polymers to treat ocular neuropathies; Cantidad: 000,00€; Entidades financiadoras: Fundación La Caixa
  • Keratin smart materials from feather waste – KARATE (2022-0437); Cantidad: 000 €; Entidades financiadoras: Fondazione Cariplo. Circular Economy: Promoting research for a sustainable future, 2022 call.
  • Orgánulos sintéticos para la organización espacial programable de biomoléculas (SYNORG) (PID2021-128113NA-100); Cantidad: 900,00€
  • Entidades financiadoras: Ministerio de Ciencia e Innovación
  • In situ lipid and peptide synthesis: biomimetic construction of functional self-assembled systems and chemoselective modification of proteins (RYC2020-030065-I); Cantidad: 000,00 €; Entidades financiadoras: Ministerio de Ciencia e Innovación.
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Colaboraciones relevantes

  • Neal K. Devaraj (University of California, San Diego).
  • Sunil K. Sinha (University of California, San Diego).
  • Roger K. Sunahara (University of California, San Diego).
  • Christian Freund (Freie Universität) Berlin.
  • Maria Antonietta De Matteis (TIGEM)
  • Palm Therapeutics USA.
  • Tim Overton (University of Birmingham)
  • Richard Blanch (University of Birmingham)

Premios

  • Roberto J. Brea
    • 2021 Ramón y Cajal Contract Aid, Spanish Ministry of Science and Education (MICINN)
    • 2021 Research Talent Attraction Programme, Xunta de Galicia
    • 2021 Research Talent Recruitment Programme “EMERGIA”, Junta de Andalucia
    • 2018 Finalist Career Awards at the Scientific Interface, Burroughs Wellcome Fund
    • 2018 Hijos de Rivera Award to the best professional trajectory at “IX International Young Investigator Meeting”
    • 2018 Nanoscale Horizons [Royal Society of Chemistry (RSC)] Prize to the best poster communication presented at the meeting “Nanoscale Horizons Symposium”
    • 2016 Extraordinary Doctorate Award (PhD in Chemistry, Academic year 2012-2013), University of Santiago de Compostela
    • 2014 Cross-Disciplinary Fellowship, Human Frontier Science Program (HFSP)
    • 2013 Postdoctoral Fellow, Xunta de Galicia
    • 2008 Medichem Prize to the best oral communication presented at the meeting “Conference on Supramolecular Approaches to Catalysis”
    • 2008 Special Mention in the European Young Chemist Award
    • 2007 V Lilly Prize of Investigation for PhD students
    • 2003 Predoctoral Scholar-Fellow (FPU), Spanish Ministry of Science and Education (MEC)
    • 2001 Predoctoral Scholar-Fellow, Xunta de Galicia
    • 2000 Undergraduate Research Fellow, Spanish Ministry of Science and Education (MEC)
  • Paco Fernández Trillo
    • Beatriz Galindo Award, 2021

Miembros del grupo

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Artículos

Leaflet-specific phospholipid imaging using genetically encoded proximity sensors

  • Autores: William M Moore , Roberto J Brea , Caroline H Knittel , Ellen Wrightsman , Brandon Hui , Jinchao Lou , Christelle F Ancajas , Michael D Best , Christopher J Obara , Neal K Devaraj, Itay Budin
  • Revista: Nature Chemical Biology, 2026, 22
  • URL: https://www.nature.com/articles/s41589-025-02021-z
  • Cuartil: D1 (Wos/Scopus)
  • CiteScore: 26
  • Factor de impacto: 16
  • DOI: 10.1038/s41589-025-02021-z

1-deoxysphingolipids dysregulate membrane properties and cargo trafficking in the early secretory pathway

  • Autores: Yi-Ting Tsai, Nicolas-Frédéric Lipp, Olivia Seidel , Riya Varma, Aurelie Laguerre , Kristina Solorio-Kirpichyan , Adrian M Wong , Roberto J Brea , Grace H McGregor , Thekla Cordes , Neal K Devaraj , Lars Kuerschner , Sonya Neal , Christian M Metallo , Itay Budin
  • Revista: Cell Chemical Biology, 2026, 33
  • URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S245194562500399X?via%3Dihub
  • Cuartil: D1 (Wos/Scopus)
  • CiteScore: 12.6
  • Factor de impacto: 7.2
  • DOI: 10.1016/j.chembiol.2025.12.006
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