Comprender cómo nuestro cerebro produce diferentes comportamientos para responder adecuadamente a miles de estímulos sociales es una pregunta crucial en la neurociencia moderna. En general, los comportamientos están mediados por cambios en la actividad neuronal en el cerebro. Cuando se percibe un estímulo externo, se desencadenan rápidos cambios en la expresión de cientos de genes (la respuesta neuro genómica), que generan actividad neuronal.

Nuestro programa de investigación tiene como objetivo comprender la respuesta neuro genómica subyacente al comportamiento social y los trastornos del comportamiento social. Estudiamos cómo se activan y desactivan los genes en diferentes partes del cerebro en respuesta a diferentes estímulos sociales y de apareamiento, y cómo las diferencias individuales en capacidades cognitivas pueden afectar el procesamiento de los estímulos sociales en el cerebro. Realizamos nuestra investigación en el guppy (Poecilia reticulata), un pez de agua dulce muy social, y por ende un modelo experimental ideal para el estudio del comportamiento social.

Nuestra investigación tiene como objetivo generar un modelo coherente e integrativo de los mecanismos moleculares detrás del comportamiento social y los trastornos del comportamiento social, ayudándonos a descubrir cómo nuestro cerebro es capaz de producir diferentes comportamientos en respuesta a estímulos sociales siempre cambiantes.

 

peces
Guppys

Genética comportamental

Al centrarnos en las diferencias en la respuesta neurogenómica asociada con estímulos sociales y de apareamiento precisos en guppies, hemos identificado vías genéticas que cambian a través de contextos sociales en diferentes componentes del cerebro (1,2). Continuaremos investigando estas redes de genes en detalle para comprender su dinámica espacio-temporal específica del contexto y sus principales reguladores de genes.


genomica de apareamiento

1. De: Bloch et al. 2018. Prueba de comportamiento que expone a los guppies a diferentes contextos sociales.


red genica

2. De: Bloch et al. 2018. La red de expresión cerebral guppy solía comprender las conexiones entre genes en diferentes contextos sociales.

Edición génica

Para ir más allá de la caracterización y evaluar la función precisa de los genes identificados como reguladores prometedores del comportamiento social, confiamos en los avances recientes en la edición del gen CRISPR-Cas9. Estos métodos permiten interrogar la función de genes en el cerebro adulto, proporcionando una oportunidad sin precedentes para aventurarse en la edición de genes en un modelo pertinente y original para el estudio del comportamiento social. Estamos adaptando los protocolos de microinyección y CRISPR-Cas9 para eliminar genes cuidadosamente seleccionados en el cerebro guppy.

 


Evolución del comportamiento de apareamiento, cognición y rasgos sexuales

Investigamos la relación entre la cognición del comportamiento de apareamiento y la neuroanatomía, como mecanismos fundamentales que subyacen al comportamiento social. Hacerlo nos ayudará a comprender el papel que tienen estos factores en la evolución de la conducta social y los mecanismos precisos que median esta relación. ¿Las personas más inteligentes se comportan de manera diferente con respecto a sus conespecíficos? ¿Eligen compañeros de una manera diferente? Combinamos estudios de campo y pruebas de comportamiento de laboratorio para evaluar cómo el tamaño del cerebro y la neuroanatomía varían en relación con los comportamientos sociales, en diversas poblaciones de guppy en Colombia.

Evaluación de terapias de Parkinson basadas en CRISPR / Cas9

Los tratamientos farmacológicos actuales para la enfermedad de Parkinson solo han logrado controlar algunos de los síntomas y tienen una gran cantidad de efectos secundarios negativos, incluida la discinesia. La terapia génica ha surgido como un tratamiento con el potencial de atenuar permanentemente los síntomas de la enfermedad de Parkinson. Hemos desarrollado un vehículo de entrega CRISPR-Cas9 eficiente para evaluar el potencial de la edición de genes para corregir las patologías asociadas con la enfermedad de Parkinson. Estamos apuntando a los genes en las vías biológicas de las células afectadas por la enfermedad de Parkinson, con el fin de evaluar el efecto de modificar su expresión en líneas celulares neurales y el potencial de estos genes como objetivos para futuras terapias génicas de la enfermedad de Parkinson. Este proyecto es una colaboración con los profesores C. Muñoz, JC. Cruz y LH. Reyes en la Universidad de Los Andes y el profesor J. Sutachán y S. Albarracín en la Universidad Javeriana.

Referencias:

1. Bloch NI, Corral Lopez A, Buechel SD, Kotrschal A, Kolm N, Mank JE. Extensive rewiring of female brain coexpression networks in different behavioral states. 2018; in review.

2. Bloch NI, Corral Lopez A, Buechel SD, Kotrschal A, Kolm N, Mank JE. Early neurogenomic response associated with variation in guppy female mate preference. Nature Ecology & Evolution. 2018;2:1772-1781. doi:10.1038/s41559-018-0682-4.

natasha bloch


Natasha I Bloch, PhD

Directora del Grupo de Investigación

angie sofia reyes


Angie Sofía Reyes, BSc

Estudiante de Maestría

angie henriquez


Angie Henríquez, BSc

Estudiante de Maestría

david arango


David Arango, BSc

Estudiante de Maestría

julian martinez


Julián Martínez, BSc

Estudiante de Maestría

natalia esmeral


Natalia Esmeral

Estudiante de Pregrado

laura catalina avila


Laura Catalina Ávila

Estudiante de Pregrado

natalia valderrama


Natalia Valderrama

Estudiante de Pregrado
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2020

publicaciones

Rapid evolution of coordinated and collective movement in response to artificial selection. A Kotrschal, A Szorkovszky, JH Read, N Bloch, M Romenskyy, SD Buechel, A Fontrodona, L Sanchez, H Zeng, A LeFoll, G Braux, K Pelckmans, JE Mank, D Sumpter, N Kolm. bioRxiv (pdf)

 

2019

publicaciones

Darolti I, Wright AE, Sandkam BA, Morris J, Bloch NI, Farré M, Fuller RC, Bourne GR, Larkin DM, Breden F, Mank JE. 2019. Extreme heterogeneity in sex chromosome differentiation and dosage compensation in livebearers. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 116(38), 19031. doi: 10.1073/pnas.1905298116 (pdf)

publicaciones

Höglund J, Mitkus M, Olsson P, Lind O, Drews A, Bloch NI, Kelber A, Strandh M. 2019. Owls lack UV-sensitive cone opsin and red oil droplets, but see UV light at night: retinal transcriptomes and ocular media transmittance. Vision Research 7 (158), 109-119. doi: 10.1016/j.visres.2019.02.005. (pdf)

publicaciones

Price TD, Stoddard MC, Shevell SK, Bloch NI. 2019. Understanding how neural responses contribute to the diversity of avian colour vision. Animal Behavior, 155, 297-305. doi: 10.1016/j.anbehav.2019.05.009. (pdf)

publicaciones

Wright AE, Darolti I, Bloch NI, Oostra V, Sandkam B, Buechel SD, Kolm N, Breden F, Vicoso B, Mank JE. 2019. On the power to detect rare recombination events. Proceedings of the National Academy of Sciences 116 (26), 12607-12608. (pdf)

 

2018

publicaciones

Bloch NI, Corral-López A, Buechel SD, Kotrschal A, Kolm N, Mank JE. 2018. Early neurogenomic responses in the sensory-processing and decision-making brain components associated with variation in guppy female mate preferences. Nature Ecol. Evol, 2 (11), 1772. doi: 10.1038/s41559-018-0682-4. (pdf)

publicaciones

Morris J, Darolti I, Bloch NI, Wright AE, Mank JE. 2018. Y chromosome degeneration and male-specific sequence in two guppy species. Genes, 9 (5), 238. (pdf)

publicaciones

Wright AE, Fumagalli M, Cooney CR, Bloch NI, Vieira FG, Buechel SD, Kolm N, Mank JE. 2018. Male-biased gene expression resolves sexual conflict through the evolution of sex-specific genetic architecture. Evolution Letters, doi:10.1002/evl3.39. (pdf)

 

2017

publicaciones

Corral-López A, Bloch NI, Kotrschal A, van der Bijl W, Buechel SD, Mank JE, Kolm N. 2017. Female brain size affects the assessment of male attractiveness during mate choice. Science Advances 3 (3), e1601990. (pdf)

publicaciones

Wright AE, Darolti I, Bloch NI, Oostra V, Sandkam B, Buechel SD, Kolm N, Breden F, Vicoso B, Mank JE. 2017. Convergent recombination suppression suggests role of sexual selection in guppy sex chromosome formation. Nature Communications 8, 14251. (pdf)

 

2016

publicaciones

Bloch NI. 2016. The evolution of opsins and color vision: connecting genotype to a complex phenotype. Acta Biologica Colombiana. 21(3), 481-484. (pdf)

 

2015

publicaciones

Klomp J, Athy D, Kwan CW, Bloch NI, Sandmann T, Lemke S, Schmidt-Ott U. 2015. A novel cysteine-clamp gene establishes head-to-tail polarity in the midge Chironomus riparius. Science 348(6238), 1040-1042. Faculty of 1000Prime recommended. (pdf)

publicaciones

Bloch NI, Morrow J, Chang BSW & Price T. 2015. SWS2 visual pigment evolution as a test of historically contingent patterns of plumage color evolution in warblers. Evolution, 69(2), 341-356. (pdf)

publicaciones

Bloch NI, Price T & Chang BSW. Evolutionary dynamics of RH2 opsins in birds demonstrate an episode of accelerated evolution in the New World warblers (Setophaga). 2015. Molecular Ecology 24 (10), 2449-2462. (pdf)

publicaciones

Bloch NI. 2015. Evolution of Opsin Expression in Birds Driven by Sexual Selection and Habitat. Proceedings of the Royal Society B 282(1798), 20142321. (pdf)

 

2006

publicaciones

Bloch NI. & Irschick, D. 2006. An analysis of inter-population divergence in visual display behavior in the green anole. Ethology 112, 370-378. (pdf)

publicaciones

Irschick DJ, Ramos M, Buckley C, Elstrott J, Carlisle E, Lailvaux S, Bloch NI, Herrel A, Vanhooydonck B. 2006. Are morphology performance relationships invariant across different seasons? A test with the green anole lizard (Anolis carolinensis). Oikos 114, 49-59. (pdf)

 

2005

publicaciones

Bloch NI. & Irschick, D. 2005. Toe-clipping dramatically reduces clinging performance in a pad-bearing lizard (Anolis carolinensis). Journal of Herpetology 39(2), 288-293. (pdf)