Uso de luciferases de ajuste de cores projetadas para análise de pH intracelular e detecção de temperatura em células de mamíferos

• Processo: 23/14881-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de fevereiro de 2024 - 31 de janeiro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Radiologia e Fotobiologia
• Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
• Pesquisador responsável: Vadim Viviani
• Beneficiário: Vadim Viviani
• Pesq. responsável no exterior: Aldo Roda
• Instituição no exterior: Università di Bologna, Itália
• Instituição Sede: Centro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade (CCTS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Sorocaba , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/04800-0 - Desenvolvimento de insumos bioluminescentes para imunoensaios, análises ambientais e bioimagem, AP.R
• Assunto(s): Bioimagem Técnicas biossensoriais Genes reporter
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioimagem | biossensores | genes reporter | pH-sensor | temperature indicator | Bioluminescência e Quimioluminescência

Resumo

As luciferases do vaga-lume catalisam a produção eficiente de luz amarelo-esverdeada em condições fisiológicasnormais, tendo sido amplamente utilizadas para fins bioanalíticos por mais de 5 décadas. No entanto, em condiçõesácidas, altas temperaturas e presença de metais pesados, elas produzem luz vermelha, uma propriedade chamada desensibilidade ao pH. Apesar da demanda por biossensores intracelulares fisiológicos para pH e temperatura, asensibilidade ao pH e a temperatura das luciferasse do vaga-lumes foram consideradas inconvenientes em ensaiosanalíticos. Nós demonstramos pela primeira vez que as luciferases do vaga-lume e suas sensibilidades ao pH podem seraproveitadas para estimar variações de pH intracelular por meio de análise raciométrica. Usando a luciferase dovaga-lume Macrolampis sp2, o pH intracelular pode ser estimado raciometricamente em bactérias e depois em células demamíferos. No entanto, esta luciferase, assim como muitas luciferases de vagalume, exibem espectros deslocados parao vermelho e são instáveis nas temperaturas elevadas de células de mamíferos, diminuindo a resolução da análiseraciométrica. Portanto, neste projeto selecionamos e estamos modificando uma nova luciferase do vaga-lume Amydetesviviani para monitorar mudanças de pH intracelular em diferentes células de mamíferose e condições, especialmentemacrófagos durante sua diferenciação, devido à sua maior estabilidade e espectro deslocado para o azul a 37°C. Nóstambém planejamos usar estas luciferases modificadas para monitorar mudanças de pH em mitocondrias. Além disso,considerando a existência de uma relação raciométrica entre a emissão de luz verde e vermelha e a temperatura nasluciferases do vaga-lume, também planejamos desenhar uma luciferase para gerar uma luciferase de detecção térmicapara monitorar as mudanças de temperatura mitocondrial durante a respiração ativa. (AU)