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Explorando compostos antimicrobianos, anti-cancerígenos e antiparasitários a partir de bactérias simbiontes de formigas do gênero Acromyrmex, coletadas no Estado de São Paulo, Brasil

Processo:16/20154-0
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
Vigência: 01 de março de 2017 - 30 de novembro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
Pesquisador responsável:Mônica Tallarico Pupo
Beneficiário:
Supervisor no Exterior: Timothy S. Bugni
Instituição-sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto, SP, Brasil
Local de pesquisa: University of Wisconsin-Madison (UW) (Estados Unidos)
Assunto(s):Produtos naturais
Resumo
As formigas agricultoras (tribo Attini) compreendem mais de 230 espécies. Elas dependem do cultivo de fungos para a sua alimentação. Elas podem ser divididas atualmente em cinco diferentes sistemas agricultoras: agricultura inferior; agricultura de fungo coral; agricultura de levedura; agricultura maior generalizada; e formigas cortadeiras que evoluiu mais recentemente para se tornarem os herbívoros dominantes dos trópicos do Novo Mundo. As formigas cotadeiras envolve diferentes espécies de dois grandes gêneros; Atta e Acromyrmex, com a capacidade de cortar e processar vegetação fresca como um substrato nutritivo para a sua cultura fúngica. Vários compostos têm sido publicados de simbiontes de formigas agricultoras, com um amplo espectro de actividades biológicas. O melhor exemplo, na descoberta de produtos naturais bioativos a partir deste sistema simbiótico, é a descrição de um novo depsipéptido cíclico, dentigerumicina, produzida pela bacteria simbionte, Pseudonocardia, isolada do exoesqueleto da formiga Apterostigma dentigerum. Este composto tem uma inibição selectiva contra o fungo patogénico Escovopsis sp., E também tem uma actividade inibidora potente contra várias cepas de Cândida albicans. Neste projecto de doutorado em curso, descobrimos que as colônias das formigas cortadeiras Acromyrmex subterraneus brunneus e Acromyrmex rugosus rugosus têm bactérias simbiontes que produzem metabolitos secundários capazes de inibir o crescimento do fungo patogênico Escovopsis sp, e as parasitas Trypanosoma cruzi e Leishmania donovani. Vários compostos antibióticos e citotóxicos conhecidos, em conjunto com novos análogos têm sido identificados. Os principais objectivos do doutorado sanduíche no laboratório de Timothy S. Bugni da Escola de Farmácia da Universidade de Wisconsin será: estudos químicos de bactérias simbiontes envolvidas em ecossistemas de formigas agricultoras para a descoberta de novos compostos antimicrobianos, citotóxicos e antiparasitários, usando diferentes técnicas de cultura, modernos estudos em espectrometria de massa e de RMN e fracionamento bio-guiado. Este estágio está em concordância com o projeto de doutorado direto da FAPESP. (AU)

Análise genômica de Pseudonocardia e diversidade de actinobactérias produtoras de antibióticos associadas com formigas cultivadoras de fungo

Processo:16/17614-0
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência: 01 de dezembro de 2016 - 30 de novembro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
Pesquisador responsável:Mônica Tallarico Pupo
Beneficiário:
Supervisor no Exterior: Cameron Robert Currie
Instituição-sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto, SP, Brasil
Local de pesquisa: University of Wisconsin-Madison (UW) (Estados Unidos)
Assunto(s):Produtos naturaisActinobactéria
Resumo
As formigas Attini cultivam fungos Basidiomicetos, com os quais mantêm uma associação simbiótica permanente e obrigatória. Para ajudar a prevenir infecções nos ninhos por parasitas, as formigas têm adotado vários mecanismos, incluindo uma associação com Actinobactérias simbióticas do gênero Pseudonocardia que produzem metabólitos secundários e que suprimem especificamente o parasita Escovopsis. Estudos sobre a associação entre Actinobactérias produtoras de antibióticos e formigas cultivadoras de fungo tem levado ao isolamento e à identificação de diversos compostos antimicrobianos. Recentes desenvolvimentos no sequenciamento do genoma e biologia molecular tem facilitado a descoberta de compostos antimicrobianos, permitindo colocar os produtos naturais em um contexto ecológico, em que conclusões mais gerais podem ser tiradas sobre as origens biossintéticas, a ecologia e evolução das associações simbióticas. Este projeto objetiva determinar, através de sequenciamento genômico o potencial metabólico secundário, bem como o contexto ecológico e evolutivo relacionado com a capacidade de Actinobactérias produtoras de antibióticos para produzir produtos naturais. Além disso, pretende-se explorar a diversidade de Actinobactérias produtoras de antibióticos associadas com formigas cultivadoras de fungo de três biomas - Mata Atlântica, Amazônia e Cerrado - através de análises filogenéticas. Nesta proposta pretendemos realizar a montagem e análises de dados utilizando softwares específicos que serão conduzidos no laboratório do Prof. Cameron Currie (Universidade de Wisconsin-Madison, EUA), o qual tem experiência em estudos sobre ecologia e evolução da associação entre formigas Attini e micro-organismos.Palavras-chave: Sequenciamento genômico, ecológico, evolutivo, produtos naturais, Actinobactérias. (AU)

Uso de nuclídeos cosmogênicos produzidos in situ na reconstrução de mudanças no sistema fluvial da Amazônia durante o Cenozóico tardio (<5 Ma)

Processo:16/09293-9
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência: 01 de outubro de 2016 - 30 de setembro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geologia
Pesquisador responsável:André Oliveira Sawakuchi
Beneficiário:
Supervisor no Exterior: Dylan Hunter Rood
Instituição-sede: Instituto de Geociências (IGC). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo, SP, Brasil
Local de pesquisa: Imperial College London (Inglaterra)
Assunto(s):GeocronologiaBacia hidrográficaBacia amazônicaRiqueza de espéciesAmazônia
Resumo
A bacia hidrográfica formada pelo Rio Amazonas e seus tributários abriga um dos ecossistemas de maior biodiversidade da Terra. Estudos biogeográficos têm sugerido que a evolução do sistema fluvial amazônico desempenhou um papel fundamental para a diversificação das espécies. As principais hipóteses sugerem que o sistema fluvial amazônico adquiriu sua configuração transcontinental W-E durante o Neógeno Superior, como resposta às mudanças na tectônica do Andes. No entanto, não há consenso quanto ao período de formação das terras baixas da Amazônia, com propostas evolutivas entre 11 e 2,5 Ma. Essa lacuna de conhecimento resulta da falta de idades absolutas para os sedimentos fluviais depositados no Cenozoico superior, e a ausência de proxies adequados para comparações entre os sistemas fluviais pretéritos e modernos. Assim, este projeto de estágio tem como objetivo utilizar nuclídeos cosmogênicos (26Al e 10BE) para determinar idades de deposição e taxas de paleo-erosão dos sedimentos fluviais da Amazônia desde o Neógeno Superior (<5Ma). Esses dados contribuirão para a reconstituição da evolução dos principais rios amazônicos no espaço e no tempo, assim como para ampliar o conhecimento sobre as respostas dos rios amazônicos as mudanças climáticas, no nível do mar, e tectônicas na escala de tempo de milhares até alguns milhões de anos. Além disso, modelos geológicos mais detalhados e precisos são de suma importância na resolução de problemas a respeito da grande biodiversidade e distribuição das províncias biogeográficas da Amazônia; também no fornecimento de dados para abastecer modelos utilizados na previsão de cenários futuros nos ecossistemas regionais frente as mudanças ambientais. O estágio será desenvolvido no Imperial College London (UK), sob supervisão do Prof. Dr. Dylan Rood. Além da motivação científica já apresentada, este estágio tem como intuito dar continuidade na formação do proponente em procedimentos laboratoriais, análise e interpretação de dados de nuclídeos cosmogênicos aplicados à datação de depósitos sedimentares e quantificação de taxas de erosão. (AU)

Uso de plantações mistas para restaurar florestas tropicais nativas: de uma compreensão da dinâmica de crescimento baseada em processos ao desenvolvimento de ferramentas e sua aplicação e implementação

Processo:16/07498-2
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência: 01 de setembro de 2016 - 30 de abril de 2017
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Recursos Florestais e Engenharia Florestal - Silvicultura
Pesquisador responsável:Pedro Henrique Santin Brancalion
Beneficiário:
Supervisor no Exterior: David Forrester
Instituição-sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba, SP, Brasil
Local de pesquisa: University of Freiburg (Alemanha)
Assunto(s):Restauração florestalCompetição entre plantasÁrvores florestaisCrescimento vegetalManejo florestal
Resumo
O alto custo da restauração de florestas tropicais é, atualmente, o maior obstáculo para se alcançar a restauração em larga escala. A fim de superar essa barreira, nós desenvolvemos e implementamos plantios de restauração que incluem o Eucalipto intercalado com árvores nativas das etapas intermediárias e finais da sucessão. O objetivo é a criação de condições favoráveis para a regeneração das espécies nativas e, simultaneamente, gerar renda por meio da exploração do Eucalipto como espécie pioneira comercial, que deve ser substituída por espécies nativas após sua colheita. O objetivo desse projeto no exterior é trazer novas abordagens e análises para o projeto de pesquisa original, assim como preencher lacunas identificadas na proposta inicial. Para a melhor avaliação dos nossos experimentos, nós utilizaremos abordagens de análise na escala de árvores individuais e índices de vizinhança, permitindo entender melhor a dinâmica na escala do talhão. Nós examinaremos as interações relacionadas a luz, água e nutrientes e, por último, nós iremos parametrizar e testar um modelo de crescimento florestal que foi desenvolvido especificamente pata plantações mistas e que será utilizado para testar os efeitos de fatores bióticos e abióticos (ex: combinações de espécies e eventos de seca) sobre o crescimento e funcionamento da floresta e que poderá ser utilizada por técnicos como ferramenta prática para manejo florestal. Ao final dessa pesquisa, nós teremos coberto os principais aspectos e abordagens dos efeitos da competição sobre o crescimento das árvores utilizando dados dos nossos experimentos de restauração e teremos desenvolvido uma ferramenta de manejo para aplicação prática. (AU)

Evolução da forma da cabeça em Amphisbaenia (Reptilia, Squamata) usando métodos de morfometria geométrica

Processo:16/06866-8
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência: 01 de agosto de 2016 - 31 de julho de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Zoologia - Taxonomia dos Grupos Recentes
Pesquisador responsável:Hussam El Dine Zaher
Beneficiário:
Supervisor no Exterior: Dennis Everette Slice
Instituição-sede: Museu de Zoologia (MZ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo, SP, Brasil
Local de pesquisa: Florida State University (Estados Unidos)
Assunto(s):GeomorfometriaSquamataAmphisbaenia
Resumo
A ordem Squamata é composta por répteis (Serpentes, "Lagartos", Anfisbaenas e Mosassauros) que apresentam uma grande diversidade de espécies e de formas. Dentre os Squamata, a subordem Amphisbaenia é composta por organismos que apresentam diversas modificações morfológicas adaptadas para hábitos fossoriais. Atualmente, Amphisbaenia possui 194 espécies descritas que são divididas em seis famílias (Amphisbaenidae, Blanidae, Bipedidae, Cadeidae, Rhineuridae e Trogonophidae) que possuem ampla distribuição, ocorrendo na região Neotropical, África subsaariana, partes da região do Mediterrâneo, Baixa Califórnia e Flórida. Apesar do progresso do conhecimento acerca do grupo, o posicionamento filogenético de Amphisbaenia dentro de Squamata, bem como as relações entre as famílias e gêneros ainda permanecem incertos. Muitos trabalhos atribuem as dificuldades para compreensão da origem e evolução das Amphisbaenia à convergência de diversos caracteres morfológicos, como as diferentes formas da cabeça presentes neste grupo. Sendo assim, este projeto visa investigar e contribuir para preencher algumas destas lacunas sobre o conhecimento do grupo. Este projeto tem como objetivo quantificar as diferenças e categorizar objetivamente as formas de cabeça dentro Amphisbaenia utilizando técnicas de morfometria geométrica. Para entender o processo evolutivo subjacente que moldou a forma da cabeça neste grupo, e para testar especificamente se essas formas apresentam correlação com a filogenia ou representar convergências morfológicas, vamos usar métodos filogenéticos comparativos. Além disso, também iremos avaliar os diferentes complexos morfofuncionais usando análise de componentes principais dos dados de métricos e geométricos. (AU)

Evolução dos aracnídeos da ordem Opiliones na Floresta Atlântica brasileira: uma abordagem em nível de populações até níveis taxonômicos elevados (Arachnida, Opiliones, Gonyleptidae)

Processo:15/25325-5
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Pesquisa
Vigência: 29 de junho de 2016 - 01 de março de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Zoologia - Taxonomia dos Grupos Recentes
Pesquisador responsável:Ricardo Pinto da Rocha
Beneficiário:
Anfitrião: Gonzalo Giribet
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo, SP, Brasil
Local de pesquisa: Harvard University (Estados Unidos)
Vinculado ao auxílio:13/50297-0 - Dimensions US-BIOTA São Paulo: integrando disciplinas para a predição da biodiversidade da Floresta Atlântica no Brasil, AP.BTA.TEM
Assunto(s):FilogeografiaAnálise cladísticaAracnídeos
Resumo
O sequenciamento de última geração (NGS) gera uma biblioteca enorme de sequências pequenas, ao invés de uma única sequência, que pode ter muitos pares de bases, como no método Sanger. Talvez, o maior impacto da NGS em biogeografia/filogeografia seja na sua capacidade para ajudar a identificar e localizar os condutores da divergência evolutiva das espécies, expansão populacional e persistência em determinados ambientes. A superfamília Gonyleptoidea ainda não foi estudada, tanto do ponto de vista do relacionamento entre grupos como de populações de uma mesma espécie (filogeografia), com o uso de NGS. O Museum of Comparative Zoology (MCZ) foi escolhido pela vanguarda no uso de diferentes técnicas de NGS e pelas bibliotecas genômicas de aracnídeos. A oportunidade de um estágio BPE no MCZ trará não só grandes benefícios para o bolsista, pelo aprendizado de novas técnicas que ainda são incipientes no Brasil, como para o projeto temático pela obtenção de grande quantidade de dados. O conhecimento entre os clados dentro de Gonyleptoidea ainda é incipiente. Os estudos com filogeografia de opiliões, publicados ou em andamento, tem mostrado que os dados mitocondriais tem sido muito mais informativos do que os nucleares estudados até o momento. No entanto, o esforço em tempo e dinheiro para obtenção de novos marcadores é muito grande. Portanto, o sequenciamento em NGS poderá superar estas dificuldades facilmente e trazer resultados muito mais consistentes que os baseados em poucos marcadores. (AU)

Filogeografia comparada de três complexos de espécies de aves restritas a ambientes de várzea: abordando novos padrões biogeográficos para a Amazônia

Processo:15/12551-7
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência: 20 de maio de 2016 - 19 de maio de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Animal
Pesquisador responsável:Cristina Yumi Miyaki
Beneficiário:
Supervisor no Exterior: Michael Hickerson
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo, SP, Brasil
Local de pesquisa: City University of New York (CUNY) (Estados Unidos)
Assunto(s):FilogeografiaBiodiversidadeFaunaAves
Resumo
Várias hipóteses biogeográficas foram propostas para explicar a elevada diversidade da fauna Amazônica. Contudo, a complexidade e similaridade entre os padrões genéticos esperados para cada cenário não permite que estas hipóteses sejam adequadamente testadas ou distinguidas a partir de métodos baseados em verossimilhança. A Computação Bayesiana Aproximada (ABC) associada a genética de populações tem se mostrado um método robusto no teste de hipóteses a priori em filogeografia estatística, podendo contribuir para um melhor entendimento dos padrões e processos que afetaram a biogeografia da Amazônia. Apesar do crescente numero de estudos filogeográficos utilizando vertebrados terrestres como modelos, a aplicação de métodos de ABC no teste explicito das hipóteses de diversificação ainda é inexistente. Este estágio de pesquisa no exterior tem como proposta analisar as sequencia de 2560 Elementos Ultra Conservados e de 98 introns com metodologias de ABC que possibilitem o teste de cenários de diversificação em três espécies de Aves restritas as várzeas de rios Amazônicos (Thamnophilus nigrocinereus/cryptoleucus, Myrmoborus lugubris e Myrmotherula assimilis). Os principais objetivos são: 1) Descrever em um contexto temporal e espacial, como foi formado o atual padrão genético dos três complexos de espécie selecionados; 2) testar modelos de diversificação alternativos para cada complexo de espécie; 3) comparar os padrões filogeográficos encontrados, propondo um modelo paleobiogeográfico para espécies de Aves de várzea que abranja o processo de diversificação de cada complexo de espécie selecionado. (AU)

Identificação de proteínas de membrana em cérebro de Apis mellifera submetidas ao ensaio de reflexo de extensão de probóscide

Processo:15/26025-5
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência: 01 de março de 2016 - 28 de fevereiro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
Pesquisador responsável:Mario Sergio Palma
Beneficiário:
Supervisor no Exterior: Gert Lubec
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro, SP, Brasil
Local de pesquisa: University of Vienna (Áustria)
Assunto(s):AbelhasProdutos naturais
Resumo
Estamos estudando o cérebro de abelhas como modelo de estudo para outros organismos, que possuem cérebros mais complexos, e apresentam doenças da psique cujos receptores nervosos associados ainda não foram identificados. Estamos estudando a resposta do cérebro de abelhas a estímulos que levam a execução de comportamentos não condicionados; a resposta dos neurônios a este tipo de estímulos é de natureza bioquímica/ neuroquímica, em que muitas das respostas fisiológicas são exercidas por receptores nervosos e/ou canais iônicos (e/ou seus análogos), que em sua grande maioria estão localizados em nível de membranas dos neurônios. A proteômica clássica identifica muito bem proteínas solúveis, que geralmente são de localização citoplasmática, e algumas vezes de proteínas não covalentemente ligadas a receptores nervosos (mas essa situação é minoritária entre as proteínas). Isso significa, que sob o ponto de vista biológico, os resultados que obtivemos até o presente momento explicam apenas parte das respostas adaptativas do cérebro de abelhas a estímulos não condicionados. No presente estudo o comportamento de Reflexo de extensão de probóscide (REP) será utilizado como input para o estudo de proteínas de membrana em neurônios de cérebro de abelha. Para isto as seguintes estratégias experimentais serão utilizadas: i)análise de complexos membranares proteicos (receptores nervosos) por eletroforese nativa (BN-PAGE)seguida de análise por espectrometria de massas utilizando um sistema LC-MS/IT-ToF de cérebros de abelhas submetidas ao ensaio de REP; ii)análise proteômica de complexos protéicos por estratégia gel-free seguida de análise shotgun utilizando um sistema LC-MS/IT-ToF de cérebros de abelhas submetidas ao ensaio de REP and iii) análise de PTMs utilizando um sistema LC-IT-ETD. Para desenvolver este tipo de análise proteômica é necessário o domínio de delicados protocolos de manipulação de membranas celulares, e principalmente treinamento de recursos humanos altamente qualificados, que não dispomos no Brasil. A identificação de receptores nervosos e canais iônicos em membranas neuronais, bem como o estudo de PTMs pode contribuir para o melhor entendimento das bases da cognição em abelhas. (AU)
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