Academic Summary
Dr. Armando Hernández García (Mexico City, 1981) is an expert in the design and engineering of proteins and DNA in order to assemble nanostructures and artificial virus-like nanoparticles. He has pioneered the development of self-assembling modular proteins that mimic the physicochemical and biological properties of viral capsid proteins, a line of research that has been recognized as exceptional and that enables the creation of advanced nanomaterials with multiple applications in biotechnology, biomedicine, among others.
His work is highly interdisciplinary since it combines chemistry, biochemistry, biophysics, molecular biology, physicochemistry, materials science, polymer science, among other disciplines. He has published his results in the journals with the greatest impact and international reputation, such as Nature Nanotechnology, Proceedings of the National Academy of Sciences, Small, ACS Nano, Nucleic Acids Research, Nanoletters, Nanoscale, among others. His work has been featured in magazines such as Small and Chemistry, a European Journal. He has been invited to give lectures in various national and international scientific forums and has been awarded prestigious scholarships and recognitions such as a doctoral scholarship from the Dutch Polymer Institute, a PEW postdoctoral fellowship for Latin Americans, among the members of the selection committee are two Nobel laureates (Prof. Craig Mello and Prof. Torsten Wiesel) and CONAHCyT. He has conducted scientific research at prestigious universities and on three different continents, such as Lund University in Sweden, Wageningen University and University of Groningen in the Netherlands, Northwestern University in the US, and the National University of Singapore.
He has more than 27 published articles of which he is a corresponding author in 14 of them and which have been cited more than 570 times. He has graduated 6 undergraduate students in Mexico, 3 master’s and one doctorate. He participates every semester teaching Bionanotechnology classes in the postgraduate programs in Chemical, Biomedical and/or Biochemical Sciences. He has received funding from PAPIIT projects from UNAM, from the PEW Foundation, from the CONAHCyT program – University of Texas, University of California-CONAHCyT and from the Ministry of Foreign Affairs with which he keeps the Biomolecular Engineering laboratory operating, expanding and consolidating. Bionanotechnology, for which he has been responsible at the UNAM Institute of Chemistry since 2016.
El laboratorio de Ingeniería Biomolecular y Bionanotecnología (BioNano) desarrolla versiones mejoradas, programables y estructuralmente sencillas y estandarizadas de proteínas y péptidos que puedan ser usadas, solas o en combinación con ácidos nucleicos, para construir (nano)materiales supramoleculares con propiedades físicas controladas y capacidades aumentadas para aplicaciones innovadoras en asuntos apremiantes en salud, alimentación, energía, entre otros. Buscamos conectar investigación básica en biomoléculas con su aplicación y desarrollo de innovaciones tecnológicas. Usamos una combinación de metodologías provenientes de la biología molecular y estructural, biofísica, bioquímica, fisicoquímica, síntesis orgánica, física de materia suave condensada, ciencia de materiales, ciencia de polímeros, biomedicina, entre otras para lograr nuestros objetivos. Como consecuencia nuestra investigación es altamente multi- e inter-disciplinaria, por lo que químicos, biólogos, físicos, ingenieros y especialistas en salud pueden encontrar cabida para combinar curiosidad científica con desarrollo tecnológico.
Nuestra investigación tiene los siguientes objetivos:
Usando el principio “Si lo puedo diseñar, entonces lo entiendo” buscamos entender las fuerzas químicas y físicas que dictan la función, estructura y auto-ensamblado de proteínas y péptidos a través del diseño de versiones nuevas, optimizadas, responsivas y/o programables.
Establecer reglas que ayuden a diseñar proteínas y péptidos que se auto-ensamblen en nanoestructuras supramoleculares con tamaño, forma y arquitectura controlada y definida, ya sea solos o en combinación con ácidos nucleicos o polímeros.
Estudiar la interacción de biomoléculas y/o sus nanoestructuras con ambientes biológicos a nivel celular o sistémico.
Líneas de Investigación
Diseño de proteínas miméticas de cápsides virales.
Sistemas de entrega de ácidos nucleicos a varios tipos de células (tumorales, parásitos, etc.)
Diseño y desarrollo de biosensores genéticos basados en CRISPR-Cas para detección de patógenos (virus, bacterias, parásitos, etc) y secuencias de interés (cáncer).
Curso de Bionanotecnología para programas de Posgrado de Ciencias Bioquímicas, Químicas y/o Biomédicas.
Se buscan estudiantes interesados en realizar proyectos en la interface de la bioquímica, biología sintética y nanotecnología. Se tiene disponibilidad de becas a través de proyectos de investigación vigentes para estudios de licenciatura, maestría y doctorado.
Sistema Nacional de Investigadores Nivel 2 (México), 2023.
PEW Latin American Fellow (EEUU), 2014.
Dutch Polymer Institute Fellowship (Holanda), 2009.
Becario CONAHCyT estudios de posgrado en el extranjero (México), 2009.
Ganador Concurso “leamos la ciencia para todos” FCE, 2008.
Becario FUNED para estudios de posgrado en el extranjero (México), 2007.
Proyecto PAPIIT IN210121. UNAM. México. “Desarrollo de bionanoestructuras mediante el plegamiento de DNA con proteínas CRISPR-Cas”.
Ciencia de Frontera 2019. CONAHCyT. México. “Mejoramiento de las estrategias de tratamientos contra enfermedades producidas por parásitos cinetoplástidos con importancia médica (Enfermedad de Chagas y Leishmaniasis) uso de nanopartículas cargadas con drogas novedosas y oligonucleótidos anti sentido y el estudio de los mecanismos de muerte celular provocados por estos”.
Secretaría de Relaciones Exteriores-AMEXCID. México. “Biosensores genéticos de nueva generación usando CRISPR-Cas”.
Proyecto PAPIIT COVID IV200820. UNAM, México. “Nuevos sistemas diagnósticos para la detección eficaz y oportuna de SARS-CoV-2 y COVID-19”.
Alejo Hernández, M.A.; Villavicencio- Sánchez, K.P.; Sánchez-Morales, R.; Hernández-Magro Gil, K.G.; Moreno-Gutiérrez, D.S.; Sánchez-Rueda, E.G.; Teresa-Cruz, Y.; Choi, B.; Hernández-García, A.; Romero-Rodríguez, A.; Juárez, O.; Martínez-Caballero, S.; Figueroa, M.; Ceapă, C.D.* Discovery of antimicrobial peptides clostrisin and cellulosin from Clostridium: insights into their structures, co-localized biosynthetic gene clusters, and antibiotic activity. Beilstein J. Org. Chem. 2024, 20, 1800-1816. https://doi.org/10.3762/bjoc.20.159.
Melissa D. Morales-Moreno, Erick G. Valdés-Galindo, Mariana M. Reza, Tatiana Fiordelisio, Jorge Peon, Armando Hernandez-Garcia*. Multiplex gRNAs Synergically Enhance Detection of SARS-CoV-2 by CRISPR-Cas12a. The CRISPR Journal, 6, 2, 116-126 (2023).
David S Moreno-Gutierrez, Ximena del Toro-Ríos, Natalia J Martinez-Sulvaran, Mayra B Perez-Altamirano, Armando Hernandez-Garcia*. Programming the Cellular Uptake of Protein-Based Viromimetic Nanoparticles for Enhanced Delivery. Biomacomolecules, 24, 4, 1563-1573 (2023).
René de Bruijn, Pieta Cornelia Martha Wielstra, Carlos Calcines-Cruz, Tom van Waveren, Armando Hernandez-Garcia, Paul van der Schoot. A kinetic model for the impact of packaging signal mimics on genome encapsulation. Biophysical Journal, 121(13), 2583-2599 (2022).
Armando Hernandez-Garcia*, Melissa Morales, Gustavo Valdés, Pavel Jiménez, Andrea Quezada. Diagnostics of COVID–19 Based on CRISPR–Cas Coupled to Isothermal Amplification: A Comparative Analysis and Update. Diagnostics, 12(6), 1434 (2022).
Armando Hernandez-Garcia*. Strategies to Build Hybrid Protein–DNA Nanostructures. Nanomaterials, 11(5), 1332 (2021).
Carlos Calcines-Cruz, Ilya J. Finkelstein, Armando Hernandez-Garcia*. CRISPR-guided programmable self-assembly of artificial virus-like nucleocapsids. Nano Letters, 21(7), 2752-2757 (2021).
Rosa E Cárdenas-Guerra, David S Moreno-Gutierrez, Oscar de J Vargas-Dorantes, Bertha Espinoza, Armando Hernandez-Garcia*. Delivery of Antisense DNA into Pathogenic Parasite Trypanosoma cruzi Using Virus-Like Protein-Based Nanoparticles. Nucleic Acid Therapeutics, 30(6), 392-401 (2020).
Eddie G. Sanchez-Rueda, Estefani Rodriguez-Cristobal, Claudia L. Moctezuma González, Armando Hernandez-Garcia* Protein-coated dsDNA nanostars with high structural rigidity and high enzymatic and thermal stability. Nanoscale. 11, 18604-18611 (2019).
Margherita Marchetti, Douwe Kamsma, Ernesto Cazares Vargas, Armando Hernandez-Garcia, Paul van der Schoot, Renko de Vries, Gijs JL Wuite, Wouter H Roos. Real-Time Assembly of Viruslike Nucleocapsids Elucidated at the Single-Particle Level. Nano letters 19(8), 5746-5753 (2019).
Ernesto Cazares Vargas, Martien Cohen Stuart, Renko de Vries, Armando Hernandez-Garcia*. Template‐free self‐assembly of artificial de novo viral coat proteins into nanorods: effects of sequence, concentration, and temperature. Chemistry–A European Journal. 25(47), 11058-11065 (2019).
A. Hernandez-Garcia*, D.J. Kraft, A.F.J. Janssen, P.H.H. Bomans, N.A.J.M. Sommerdijk, D.M.E. Thies-Weesie, M.E. Favretto, R. Brock, F.A. de Wolf, M.W.T. Werten, P. van der Schoot, M.C. Stuart, R. de Vries. Supramolecular Design of a Minimal Coat-Protein for an Artificial Virus. Nature Nanotechnology, 9, 698–702 (2014).
S. Lindman, A. Hernandez-Garcia, O. Szczepankiewicz, B. Frohm, S. Linse. In Vivo Protein Stabilization Based on Fragment Complementation and a Split GFP System. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 107, 19826-31 (2010).
Investigador Titular A
Correo: armandohg@iquimica.unam.mx
Tel. (+52) 55 56 22 45 48
Cubículo 17
Edificio B, primer piso.