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Resumo

O desenvolvimento de novas tecnologias de sequenciamento e de ferramentas de Bioinformática têm revolucionado os estudo de Biologia de Archaea. Nos últimos anos, aproximadamente dez novos filos de Archaea foram descobertos, incluindo o filo de Archaea oxidadoras de amônia (Thaumarchaeota) e o filo de potenciais metanogênicas (Bathyarchaeota). Em estudos prévios, usando um experimento de microcosmo, nós descobrimos que Thaumarchaeota é o filo de Archaea mais abundante em solos de floresta e de pastagem da Amazônia. As Thaumarchaeota são resistentes às perturbações de longo e curto prazo. Enquanto que as Bathyarchaeota estão associadas com o aumento de emissão de metano e alterações de uso do solo. Estes resultados reforçam a necessidade de um entendimento sobre às funções que modulam a estrutura, diversidade e evolução das comunidades de Archaea em solos amazônicos. No entanto, a complexidade e montante de informações biológicas geradas em grandes conjuntos de dados de estudos de metagenômica e metatranscritômica demandam uma equipe especializada em analisar e interpretar dados multi-ômicos. Neste projeto, nós propomos uma colaboração entre o Laboratório de Biologia Celular e Molecular da Universidade de São Paulo (USP) e a Divisão de Biologia e Ecogenômica de Archaea da Universidade de Viena (Aústria). Sob a supervisão da Prof. Tsai Siu Mui e da Prof. Christa Schleper, nós iremos determinar as características genômicas funcionais associadas ao ciclo do metano e do ciclo do nitrogênio em metagenomas de solos amazônicos (solos de floresta, pastagem, agricultura, desmatado e várzea). A proposta de estágio no exterior será dividida em dois estudos principais. O primeiro estudo irá ter como foco a anotação e identificação de características genômicas funcionais usando um catálogo de genes de referência e genomas reconstruídos por dados metagenômicos (MAGs). Com este catálogo de genes, nós iremos testar se as alterações de mudança de uso do solo resultam em mudanças nas abundâncias de funções gênicas de Bathyarchaeota, Euryarchaeota e Thaumarchaeota. O segundo estudo inclui análises evolutivas dos genomas de Archaea usando métodos filogenômicos. O laboratório da Profa. Dra. Schleper apresenta um banco de dados com genomas de Archaeas publicados e não-publicados que será utilizado em conjunto para a geração do catálogo de genes de referência e para as análises dos processos evolutivos dos genomas de Archaea da Amazônia. Nós iremos explorar as funções de Archaea usando conjuntos de dados multi-ômicos de um experimento de microcosmos de solos de floresta e pastagem, amostras ambientais de várzea e dados públicos. Todos os dados brutos que serão utilizados neste projeto já estão disponíveis no laboratório da Profa. Tsai Siu Mui. (AU)

Resumo

Solos amazônicos vem sendo convertidos através da história em pastagens e áreas agrícolas. As mudanças na cobertura do solo promovem modificações nos atributos químicos e físicos do solo que influenciam a estrutura da microbiota e seus papéis biológicos. Estudos da biologia dos gases de efeito estufa de solos tropicais não são conclusivos e a magnitude das mudanças na Amazônia podem consideravelmente impactar os ciclos biogeoquímicos. O projeto de doutorado sob auxílio 2015/12282-6 objetiva identificar a microbiota atuante no ciclo do metano para entender sua dinâmica ao longo das mudanças dos parâmetros do solo com abordagem multidimensional de microcosmos de atmosfera de metano para enriquecimento do solo em populações de metanotróficas a fim de aumentar o poder de sua visualização. O projeto é composto por dois estudos: ESTUDO I - Acessar a microbiota que metaboliza o metano em solos tropicais em transição de floresta através de análises avançadas em bioinformática e estatística de metadados gerados por metagenômica (metaG) e metatranscritômica (metaT) de incubações de 8 dias com 12CH4. Os ácidos nucléicos já foram enviados para sequenciamento shotgun e no momento estamos aguardando a geração dos metadados. ESTUDO II - Acessar a microbiota que consome derivados de 13C na cadeia trófica, proveniente do 13CH4, em que análises avançadas em bioinformática e estatística são necessárias, como também metadados gerados a partir de metagenômica (metaG) de incubações de 15 e 30 dias com 12CH4 e 13CH4 seguido das técnicas Stable Isotope Probing (SIP; Sonda de Isótopo Estável) e GC Fractionation (GCf; Fracionamento do conteúdo GC), as quais separam o DNA marcado e rico em GC, respectivamente, do restante da comunidade. No momento, o DNA está pronto para seguir com as técnicas subsequentes. PROPOSTA DO ESTÁGIO EM PESQUISA NO EXTERIOR - Desenvolvimento de técnicas de centrifugação por densidade isotópica que engloba SIP e GCf para metaG em 8 meses, técnicas sob escopo do Prof. Dr. Jorge L. M. Rodrigues, da University of California Davis (CA, USA). A impossibilidade de desenvolver análises estatísticas para correlação de metadados, a introdução formal a esta faculdade será possível em 2 meses juntamente ao Prof. Dr. Brendan J. M. Bohannan, da University of Oregon (OR, USA), o qual possui habilidade em modelagem matemática para estudos de direcionadores da biodiversidade de microrganismos. Além disso, ambas instituições proverão suporte ao desenvolvimento de pipelines padrão de bioinformática e estatística de metadados do trabalho iniciado no Brasil e dos metadados a serem gerados nos EUA. (AU)

Resumo

Este projeto tem como objetivo a reconstituição paleoclimática dos últimos períodos glaciais e interglaciais com o uso de uma assembleia de indicadores climáticos obtidos a partir do estudo de espeleotemas coletados em cavernas do Brasil. Para isso, serão utilizadas estalagmites previamente datadas com um registro isotópico de alta resolução que cobre os últimos 33 mil anos para a região centro oeste do Brasil, como também, novas amostras desta e de outras regiões do Brasil. Com base na construção de novos registros paleoclimáticos, pretendemos investigar a variabilidade climática regional e temporal e suas relações com a biodiversidade e biogeografia. Uma ênfase particular será dada, entre outras, a resposta da monção de verão a forçantes climáticas induzidas pela insolação de verão ligada ao ciclo de precessão (19 a 23 mil anos) e as mudanças na escala milenar da circulação oceânica (que tem duração média de um a três mil anos), que inclui os eventos: Dansgaard-Oeschers e Heinrichs. Essas forçantes podem mudar profundamente as condições climáticas sobre continentes e oceanos, em decorrência das mudanças de larga escala na circulação atmosférica da América do Sul e do mundo. (AU)

Resumo

Os microrganismos habitam diferentes regiões de corpos de animais e são conhecidos por participar de aspectos fundamentais da biologia do hospedeiro, como defesa contra patógenos e nutrição. Além disso, alguns estudos em mamíferos destacam que as bactérias alojadas em glândulas odoríferas podem produzir compostos volateis usados pelo hospedeiro para se comunicar. Nos anfíbios, o papel das bactérias associadas à pele foi examinado em relação à proteção contra um fungo patogênico, enquanto outras contribuições potenciais permanecem desconhecidas. A pele dos anfíbios também foi amplamente apreciada pela pesquisa em química orgânica e bioquímica, pois armazena uma grande diversidade de moléculas bioativas. Além disso, centenas de espécies de diferentes grupos taxonômicos segregam compostos voláteis, que na maioria dos casos são reconhecidos por seus cheiros característicos. Alguns estudos recentes fizeram os primeiros passos para a compreensão da diversidade química desses compostos. Estes estudos incluem os publicados pelo nosso grupo e pelo grupo do Prof. Miguel Vences. Em particular, os estudos do Prof. Vences foram os primeiros a demonstrar a presença de um feromônio volátil em anfíbios. Apesar destes avanços, a maioria dos aspectos dos compostos voláteis, principalmente a origem e a função biossintética, são quase completamente desconhecidos. O presente projeto tem como objetivo pesquisar a pele bactérias simbióticas como fonte potencial de compostos voláteis em anfíbios. Especificamente, será baseado na análise genômica de uma estirpe de bactéria que produz os mesmos voláteis do que o hospedeiro. O sistema de estudo pode fornecer uma forte evidência da influência da microbiota associada em secreções odoríferas de anfíbios e também pode contribuir para entender o papel potencial das interações simbióticas entre anfíbios e micróbios para outros metabólitos secundários. (AU)

Resumo

Piper é um gênero de distribuição Pantropical com importância econômica e ecológica dentro da família Piperaceae. Durante ontogenia de espécies de Piper foi observado grande variabilidade química, por exemplo, a variação de apiol e dilapiol entre plântulas e folhas de indivíduos adultos de Piper gaudichaudianum. Além disso, foi verificada a presença de neolignanas di-hidrobenzofurânicas e lignanas tetraidrofurânicas em folhas de indivíduos P. regnellii e P. solmsianum. Tais compostos em plântulas podem estar envolvidos em interações plantas-inseto-parasitoide, entretanto ainda há grande lacuna no entendimento da diversidade de interações tróficas mediadas quimicamente. Uma das propostas do projeto temático é a descrição dos fenômenos envolvidos na ontogenia através da análise química bem como do estudo do transcriptoma para algumas espécies de Piper. Assim, pretende caracterizar os genes e as vias metabólicas diferencialmente envolvidos no processo de ontogenia através de RNA-seq. Nesta técnica um imenso volume de dados são gerados e a prospecção dos transcritos requer ferramentas computacionais robustas, de alta performance e que preferencialmente sejam processadas em paralelo. A análise estatística coerente dos dados e a eficiência dos algoritmos desenvolvidos para execução dessas análises são críticos para a interpretação apropriada. Será desenvolvido um banco de dados local para armazenar os resultados a serem utilizados em estudos posteriores. (AU)

Resumo

As enzimas proteolíticas e as fosfolipases são componentes-chave nos venenos de serpentes, especialmente nos venenos de viperídeos. Elas estão envolvidas na captura e digestão de presas atuando em vários alvos importantes para o controle da hemostasia e também contribuem para a digestão dos tecidos. Neste projeto, avaliaremos as atividades de fosfolipases, serinoproteinases e metaloproteinases nas amostras de veneno de todos os indivíduos coletados nas 120 espécies incluídas no projeto, correlacionando estes dados com as análises filogenéticas em curso pelos demais grupos. Os venenos com alta expressão dessas enzimas serão selecionados e testados para suas propriedades digestivas dos tecidos de presas de mamíferos, lagartos e artrópodes e serão usados para abordagens farmacológicas para identificar os distúrbios do sistema hemostático que eles induzem e seus principais mecanismos de ação. Esses dados serão fundamentais para um melhor entendimento sobre a relevância das características funcionais dos componentes dos venenos para o processo de especiação e evolução das serpentes. (AU)

Resumo

Em 2011 o solicitante teve aprovado um projeto no qual se propunha a avaliar a diversidade dos patógenos moleculares presentes no Brasil. Para desenvolver este trabalho procurou manter um programa de levantamento de vírus e viróides em diferentes regiões do país, incluindo o Estado de São Paulo, iniciada nos anos 1970. Paralelamente, a avaliação desta diversidade foi feita através de um levantamento bibliográfico da produção científica sobre vírus de plantas, desde que se iniciaram as pesquisas a respeito. A pesquisa bibliográfica listou a produção científica sobre vírus de plantas no país e resultou em uma listagem comentada destes patógenos até 2014, revelando uma grande variedade de espécies de plantas hospedeiras (369 espécies de 72 famílias) que se infectaram na natureza por diferentes vírus e viróides, em uma enorme gama taxonômica [241 espécies de vírus em 55 gêneros, além de 92 espécies não homologadas; 6 espécies de viróides]. Revelou-se assim uma notável diversidade destes patógenos, a maioria dos quais seriam exóticos, mas por outro lado, vários deles são autóctones. Nesta 2ª fase, o solicitante propõe-se a dar seguimento ao projeto anterior, procurando recensear mais casos de infecção de plantas por vírus e viróides, em diferentes locais do país, em especial as menos exploradas, procedendo sua identificação e caracterização, e quando possível, desenvolvendo medidas de controle. Para isto deverá contar com uma rede de colaboradores para se ter apoio logístico local nestes levantamentos. No que tange à catalogação dos vírus e viróides na Lista Comentada e das publicações, pretende-se adicionar mais uma ferramenta à comunidade de virologistas, que seria a de montar um banco das publicações, em pdf, que incluiria resumos de trabalhos apresentados em congressos, artigos (científicos, revisão, divulgação, boletins) além de teses e dissertações. Por sugestão do prof. C. Joly, coordenador do Programa Biota, será produzida uma versão em inglês desta Lista Comentada, para divulgá-la na comunidade internacional, utilizando-se do canal da Biota Neotropica. A coordenação geral dos trabalhos caberá ao solicitante (E. W. Kitajima) contando novamente com a colaboração do Prof. Jorge A. M. Rezende (LFN/Esalq), tendo como sede dos trabalhos o Dept. Fitopatologia e Nematologia da ESALQ/USP. Estima-se o custo do projeto em torno de R$ 150.000, incluindo material de consumo importado, reserva técnica, benefício complementar e uma bolsa TT-1, para 2 anos. As despesas previstas seriam para aquisição de material de consumo no país e no exterior, serviços de terceiros no país, despesas de viagens e diárias, e um bolsista TT-1, para um período de dois anos. O bolsista auxiliaria na coleta de dados bibliográficos e na produção do banco de pdf. (AU)

Resumo

A sinalização química é a mais amplamente distribuída e primitiva forma de comunicação e reconhece-se que desempenha um papel essencial em vários comportamentos sociais de Squamata (lagartos e cobras). Os dados sobre comunicação química em Squamata são basicamente de dois tipos: caracterização química das secreções e respostas comportamentais aos estímulos químicos. As glândulas femorais e pré-anais são a principal fonte de feromônios em lagartos e a composição química destas secreções já foi estudada para algumas espécies de poucas famílias e sabe-se que é composta por proteínas e lipídios. Dados sobre comunicação química para lagartos brasileiros são raros. Até onde se sabe, os únicos dados de um lagarto que ocorre no Brasil são os de Salvator merianae. A diversidade taxonômica, a ocorrência em todos os domínios morfoclimáticos brasileiros e a disponibilidade de uma filogenia recente tornam os lagartos da família Teiidae ideais para o início do estudo da comunicação química em lagartos brasileiros. O objetivo principal deste projeto é analisar amostras químicas de Teiidae e aprender a realizar experimentos comportamentais com o pesquisador Dr. Jose Martín. (AU)

Resumo

A filogenia de Polychaeta vem sendo discutida e revista nas últimas décadas, e com o advento da biologia molecular ficou demonstrado que o grupo é inválido e polifilético. Situações semelhantes acontecem em clados inferiores como é o caso de membros da família Nereididae, sendo que o gênero Laeonereis merece especial atenção dado os conflitos de informações na literatura sobre o seu real número de espécies e distribuição geográfica. Oficialmente consideram-se válidas quatro espécies deste gênero, sendo Laeonereis culveri a de distribuição mais ampla e que compreende duas linhagens distintas, tropical e temperada. O advento da biologia molecular e do DNA barcode traz novas possibilidades na solução de divergências desta ordem, como já demonstrados para outros grupos de metazoários. Sendo assim, a presente proposta tem como objetivos revisar a ocorrência de L. culveri na costa atlântica americana, comparativamente com outra espécie do gênero de ocorrência restrita ao mar mediterrâneo, Laeonereis glauca, bem como revisar a taxonomia, a filogeografia e a filogenia do gênero, buscando atualizar seu status taxonômico e sistemático. (AU)

Resumo

Este projeto está associado à linha de pesquisa de ecologia molecular atualmente desenvolvida por nosso grupo, tendo formigas como nosso objeto de estudo focal. Esta linha foi estabelecida e ampliada através de colaborações ativas com grupos de pesquisa da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) e da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (Rio Claro e São Vicente-SP). Os estudos a serem desenvolvidos neste projeto estão divididos em dois subprojetos, dentre os quais está incluída uma tese de doutorado desenvolvida por uma aluna de nosso grupo junto ao Programa de Pós-Graduação em Ecologia da UNICAMP. Os subprojetos são os seguintes: Subprojeto A - Biodiversidade e ecologia molecular de formigas (Hymenoptera: Formicidae) ao longo de um gradiente latitudinal de Cerrado. Objetivos específicos: (1) Descrever como a diversidade genética de formigas do gênero Camponotus (o mais dominante na vegetação) se distribui ao longo de um gradiente latitudinal de cerrado; (2) Elucidar as relações entre a diversidade genética intraespecífica de formigas do gênero Camponotus e a diversidade de espécies de formigas arbóreas e de plantas; (3) Elucidar as relações da diversidade genética e da variação morfológica intraespecífica de formigas com a heterogeneidade ambiental. Subprojeto B - Efeito de borda sobre o sistema de cruzamento e estrutura genética de colônias de Odontomachus chelifer (Formicidae: Ponerinae) em Cerrado. Objetivos específicos: (1) descrever a estrutura genética de colônias e sistema de cruzamento de O. chelifer; (2) avaliar se a diversidade genética e poliginia funcional de O. chelifer estão relacionadas a localização dos ninhos (na borda ou interior de fragmentos de cerrado).Esta solicitação de Auxílio à Pesquisa objetiva melhorar as condições de nosso trabalho de investigação, tanto no laboratório quanto nas viagens ao campo, viabilizando assim o desenvolvimento adequado de nossas pesquisas. São solicitados recursos diversos para execução das pesquisas no campo e das análises genéticas em laboratório, tais como equipamentos, material de consumo, diárias, serviço de terceiros e transporte. (AU)

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