Pseudolycoriella hygida: enzimas e um microbioma para a vida no solo

• Processo: 24/23632-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2028
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Nadia Monesi
• Beneficiário: Nadia Monesi
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Expressão gênica Metagenômica Interferência de RNA
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biologia de Sciaridae | enzimas de insetos | expressão gênica | metagenômica | RNAi | Biologia Molecular de insetos

Resumo

Nosso laboratório utiliza como modelo de estudo Pseudolycoriella hygida, (Diptera: Sciaridae), que foi isolado no campus de Ribeirão Preto em 1965 e é mantido no laboratório desde então. Sciarídeos vivem no solo, onde atuam como decompositores de material vegetal parcialmente decomposto. Para o estudo de Psl. hygida dispomos de várias ferramentas, incluindo um mapa citogenético de qualidade e métodos de extração de ácidos nucleicos, dentre outros. Recentemente, nosso laboratório depositou no GenBank uma versão anotada do genoma deste sciarídeo. Os dados genômicos permitiram ampliar os estudos neste organismo modelo não convencional, o que trouxe novas informações acerca do desenvolvimento embrionário, padrões de expressão gênica na glândula salivar na época de formação dos pufes de DNA, função mitocondrial e as bases bioquímicas associadas ao papel de decompositor dos sciarídeos em cadeias tróficas de solo. O objetivo geral dessa proposta é ampliar o conhecimento acerca das bases moleculares associadas à vida dos sciarídeos no solo, com ênfase na caracterização de peptidases, do microbioma e da enzima mitocondrial oxidase alternativa (AOX) de Psl. hygida. O projeto apresenta três objetivos principais. A saliva de larvas de Psl. hygida é rica em peptidases e sua relevância para a vida dos sciarídeos no solo não foi determinada. Assim, o primeiro objetivo é a identificação e caracterização bioquímica das peptidases presentes na saliva de larvas de 12 dias de Psl. hygida (subprojeto 1). Especificamente, propomos: a) anotação manual e identificação das peptidases que participam da digestão larval; b) identificação das atividades de peptidases presentes no intestino, na saliva e na dieta utilizada pelas larvas de 12 dias e c) clonagem, expressão, purificação e caracterização de três peptidases de Psl. hygida. As funções desempenhadas pelo microbioma intestinal na vida das larvas de sciarídeos no solo constitui outra lacuna importante na área de biologia de sciarídeos. Assim, o segundo objetivo deste projeto é a caracterização do microbioma do intestino de larvas de 12 dias de Psl. hygida (subprojeto 2) que será realizado em duas etapas. Na etapa exploratória propomos sequenciar e analisar dados de sequenciamento de bibliotecas de amplicon do gene de RNA ribossomal 16S e ITS (Internal transcribed sequence). Para a segunda etapa, que constitui a caracterização do microbioma propriamente dito, propomos: a) sequenciar e analisar dados de metagenoma (biblioteca shotgun de DNA) e b) sequenciar e analisar dados de metatranscriptoma (RNAseq). O terceiro objetivo prevê ampliar a caracterização molecular e funcional da oxidase alternativa (AOX) de Psl. hygida (subprojeto 3). No sciarídeo, a AOX é ativada em situações de inibição dos complexos III ou IV e é possível que a AOX confira proteção a inibidores da cadeia respiratória encontrados no solo, tais como cianeto e antimicina A. Para ampliar a caracterização molecular e funcional da AOX de Psl. hygida propomos: a) expandir a caracterização da função mitocondrial e do padrão de expressão de AOX no desenvolvimento; b) investigar os efeitos do knockdown de AOX na função mitocondrial e no desenvolvimento; c) investigar a formação de supercomplexos na mitocôndria de Psl. hygida. O desenvolvimento desse projeto resultará na caracterização da atividade e funções desempenhadas pelas peptidases encontradas na saliva das larvas, fornecerá informações sobre as funções do microbioma intestinal e ampliará a caracterização funcional da AOX de Psl. hygida. Em conjunto, o desenvolvimento desses subprojetos cujos objetivos são aparentemente distantes resultará em dados que se interseccionam e que ampliarão o conhecimento acerca das bases moleculares associadas à vida dos sciarídeos no solo. (AU)