Responsável
 |
Nadia Monesi Professora Associada – MS-5.1 Tel.: (16) 3315-4211 Email: namonesi@fcfrp.usp.br |
Linhas gerais
Estudos genômicos em Diptera. Expressão e amplificação gênica reguladas no desenvolvimento. Mecanismos reguladores da transcrição em eucariotos superiores, com ênfase em regulação por hormônios esteróides. Caracterização do padrão de expressão dos genes Hox no desenvolvimento inicial de Bradysia hygida. Bioprospecção de glicosil hidrolases no díptero B. hygida.
Linhas de pesquisa
Em nosso laboratório utilizamos como modelo o díptero basal Bradysia hygida, um sciarídeo que foi isolado no campus de Ribeirão Preto em 1965 e que é desde então continuamente mantido em cultura no laboratório. Na filogenia de Diptera, a infraordem Biobionomorpha, que inclui os sciarídeos, ocupa uma posição intermediária entre as infraordens Culicomorpha (inclui os mosquitos vetores de doenças) e Brachycera (inclui os gêneros Musca e Drosophila), o que torna o estudo de sciarídeos relevante no contexto de evolução de Diptera. Sciarídeos são utilizados como modelos tanto para a investigação de mecanismos moleculares que ocorrem apenas na família Sciaridae (amplificação gênica em regiões formadoras de pufes de DNA, eliminação de cromossomos no processo de determinação sexual), como também na caracterização processos de ocorrência geral em metazoários (morte celular programada, organização nucleolar, estrutura de telômeros, dentre outros). A família Sciaridae compreende cerca de 20000 espécies das quais apenas 2000 foram descritas, sendo que no Brasil foram descritas 201 espécies distribuídas em 29 gêneros. A filogenia mais recente da família Sciaridae revelou a história evolutiva dos habitats larvais dos sciarídeos, que incluem desde matéria orgânica em decomposição até fungos e plantas vivas. Além disso, como inúmeras espécies de sciarídeos causam danos à agricultura, o estudo de sciarídeos também tem o potencial de contribuir para o estabelecimento de estratégias de controle de espécies de sciarídeos que são pragas agrícolas.
O genoma de B. hygida foi sequenciado recentemente e encontra-se na fase final de anotação. A disponibilidade de dados genômicos de qualidade, como os obtidos pelo nosso laboratório, nos permitem investigar diferentes questões neste modelo. Os dados genômicos associados aos dados de transcriptomas de glândulas salivares estão sendo
utilizados para a caracterização de regiões formadoras de pufes de DNA. Esta linha de investigação nos permitirá ampliar a caracterização molecular dos domínios amplificados em pufes de DNA e deverá contribuir para o entendimento dos mecanismos que promovem a replicação adicional destas regiões do genoma.
Outra linha de investigação do laboratório visa caracterizar a via de transdução induzida pelo hormônio ecdisona na entrada na metamorfose. Diferentemente do que ocorre em diferentes organismos modelos (ex. D. melanogaster, A. mellífera, B. germanica, B. mori), onde o papel da ecdisona como regulador da metamorfose foi amplamente caracterizado, em sciarídeos a ecdisona também atua como um fator que promove a transcrição e a amplificação dos genes de pufes de DNA no final do quarto estádio larval. Os dados genômicos estão sendo utilizados como ponto de partida para a anotação de genes que fazem parte da via de transdução regulada por ecdisona e desenho de experimentos que permitirão investigar os padrões temporais e teciduais de expressão destes genes em B. hygida. Em conjunto, os dados obtidos ampliarão a caracterização .do papel desempenhado pela ecdisona no sciarídeo.
B. hygida também constitui um modelo relevante para realização de estudos na área de biologia evolutiva do desenvolvimento. A descrição do desenvolvimento embrionário, que dura 9 dias, a 22 °C, associada aos dados genômicos e do transcriptoma dos primeiros seis dias do desenvolvimento embrionário estão sendo utilizados como ponto de partida para a caracterização dos genes Hox, cujos produtos são fatores de transcrição que determinam a identidade dos segmentos em insetos e que ocupam posições apicais em redes reguladoras de expressão gênica que promovem o desenvolvimento de metazoários. Os dados preliminares sugerem que a organização dos genes Hox em B. hygida é distinta daquela encontrada em outros Diptera. Por outro lado, experimentos iniciais de imunolocalização indicam que o padrão de expressão dos genes do Complexo bithorax durante o desenvolvimento embrionário encontra-se conservado no sciarídeo. Os dados da caracterização dos genes Hox em B. hygida contribuirão com novas informações acerca da evolução da organização genômica e dos padrões de expressão de Hox em insetos, um tema que permanece atual e relevante na área de biologia evolutiva do desenvolvimento.
A bioprospecção é uma estratégia que permite a descoberta de enzimas hidrolíticas em amostras ambientais que podem ser utilizadas para melhorar a eficiência e diminuir os custos em diferentes processos de interesse, incluindo a produção de etanol de segunda geração. Na natureza, B. hygida atua como um decompositor e durante todo
o desenvolvimento larval, as larvas de B. hygida alimentam-se de matéria orgânica parcialmente decomposta. Assim, a última linha de pesquisa em andamento no laboratório visa a bioprospecção de enzimas hidrolíticas em larvas de B. hygida. Ensaios bioquímicos usando como substratos tanto compostos sintéticos, como polissacarídeos
purificados, revelaram a presença de um conjunto de atividades catalíticas nas larvas de B. hygida. Esta caracterização está sendo ampliada com vistas a identificar quais tecidos larvais apresentam as atividades inicialmente identificadas e numa etapa subsequente os dados obtidos serão correlacionados com análises desenhadas para identificar sequências codificadoras de enzimas hidrolíticas no genoma de B. hygida. O
desenvolvimento deste projeto tem portanto o potencial de contribuir com a identificação e caracterização de novas enzimas hidrolíticas capazes de realizar a conversão de material lignocelulósico em açúcares redutores de forma mais eficiente a serem utilizadas em diferentes aplicações.