Diversificação metabólica de fungos do gênero Penicillium isolados dos biomas Mata Atlântica e Amazônia: uma perspectiva para a produção de biomoléculas

• Processo: 20/08270-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Lívia Soman de Medeiros
• Beneficiário: Lívia Soman de Medeiros
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas (ICAQF). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus Diadema. Diadema , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Edgar Julian Paredes-Gamero ; Gilvan Ferreira da Silva ; Hector Henrique Ferreira Koolen ; Heron Fernandes Vieira Torquato ; Rodrigo Cayô da Silva ; Thiago André Moura Veiga
• Assunto(s): Química de produtos naturais Penicillium Família multigênica Moléculas bioativas Genes biossintéticos Ativação transcricional Mineração de genoma
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ativação de genes biossintéticos | bactérias multirresistentes | biomoléculas | Leucemia | mineração genômica | Penicillium | Química dos Produtos Naturais

Resumo

O gênero Penicillium representa uma das maiores fontes de toda a quimiodiversidade fúngica conhecida. Atualmente, o gênero é elencado como o segundo maior produtor de metabólitos secundários descritos dentre os ascomicetos. No entanto, a ocorrência de clusters de genes biossintéticos crípticos e/ou silenciados em fungos, sugere que grande parte da diversidade química passível de ser produzida pelo gênero, ainda não foi acessada. Recentemente, por exemplo, após sequenciamento do genoma de apenas vinte e quatro espécies de Penicillium, foram detectados mais de mil clusters gênicos biossintéticos putativos. Adicionalmente, outro ponto relevante deve-se ao fato de que espécies fúngicas associadas a importantes hostspots globais em biodiversidade, são ainda pouco exploradas do ponto de vista químico e biológico. Este cenário caracteriza, portanto, uma interessante oportunidade para a manipulação do metabolismo secundário destes organismos, visando a obtenção de biomoléculas que possam auxiliar no desenvolvimento de possíveis agentes terapêuticos. Em especial, aqueles que possam ser empregados no combate às doenças mais desafiadoras da atualidade à saúde pública mundial: infecções causadas por bactérias multirresistentes e os cânceres. Buscando uma estratégia adequada e mais eficaz para o acesso a estas moléculas, o projeto explora a combinação de abordagens de prospecção genômica, química e biológica de produtos naturais produzidos por fungos do gênero Penicillium, isolados de Mata Atlântica e Amazonia. Com a mineração do genoma das espécies, nosso grupo tentará identificar clusters de genes biossintéticos e associá-los aos seus metabólitos secundários correspondentes. Serão investigados quais destes agrupamentos gênicos podem estar inativos em condições padrão de cultivo microbiano em laboratório, orientando a detecção de compostos bioativos ainda não reconhecidos. A implementação conjunta de abordagens top-down para ativação de genes e desbloqueio de rotas biossintéticas, será utilizada para revelar e permitir o acesso a diversidade química de compostos produzidos pelas espécies. A partir dos alvos moleculares encontrados e isolados, haverá a avaliação da atividade antimicrobiana contra bactérias multirresistentes e também dos efeitos de citotoxicidade frente linhagens de células de leucemia humana. Além da descoberta e caracterização de novos produtos naturais bioativos, esta pesquisa poderá contribuir para o delineamento e compreensão preliminares de rotas biossintéticas de biomoléculas fúngicas ainda inexploradas. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE CARVALHO, ANA CALHEIROS; LIMA, CAUE SANTOS; TORQUATO, HERON FERNANDES VIEIRA; DOMICIANO, ANDRE TARSIS; SILVA, SEBASTIAO DA CRUZ; DE ABREU, LUCAS MAGALHAES; UEMI, MIRIAM; PAREDES-GAMERO, EDGAR JULIAN; VIEIRA, PAULO CEZAR; VEIGA, THIAGO ANDRE MOURA; et al. Chemodiversity and Anti-Leukemia Effect of Metabolites from Penicillium setosum CMLD 18. METABOLITES, v. 13, n. 1, p. 19-pg., 2023-01-01. (18/04095-0, 20/08270-0)

PERES, ELDRINEI G.; SOUZA, MAYANE P.; SOUSA, THIAGO F.; SILVA, CARLOS V. A. DA; BARROS, ANDRE L.; SILVA, FELIPE M. A. DA; MEDEIROS, LIVIA S. DE; COSTA, EMMANOEL, V; FORIM, MOACIR R.; SOUZA, AFONSO D. L. DE; et al. Dereplication of Sclerotiorin-Like Azaphilones Produced by Penicillium meliponae Using LC-MS/MS Analysis and Molecular Networking. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 34, n. 8, p. 15-pg., 2023-02-28. (20/08270-0)

ASENATE A. X. ADRIÃO; CARLOS V. A. DA SILVA; MORGANA S. ARAUJO; WEIDER H. P. PAZ; LÍVIA S. DE MEDEIROS; FELIPE M. A. DA SILVA; DANIEL P BEZERRA; ZECA M. SALIMO; WUELTON M. MONTEIRO; GISELY C. DE MELO; et al. Annotation of Alkaloids of Fusaea longifolia and Evaluation of Anti-Plasmodium Activity in vitro and in silico. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 35, n. 7, 2024-02-12. (20/08270-0)

SOUSA, THIAGO F. F.; DE ARAUJO JUNIOR, MOYSES B.; PERES, ELDRINEI G. G.; SOUZA, MAYANE P. P.; DA SILVA, FELIPE M. A.; DE MEDEIROS, LIVIA S.; DE SOUZA, AFONSO D. L.; DE SOUZA, ANTONIA Q. L.; YAMAGISHI, MICHEL E. B.; DA SILVA, GILVAN F. F.; et al. Discovery of dual PKS involved in sclerotiorin biosynthesis in Penicillium meliponae using genome mining and gene knockout. Archives of Microbiology, v. 205, n. 2, p. 12-pg., 2023-02-01. (20/08270-0)