Aspectos da adaptação bioquímica ao estresse de poluentes em micro e macroalgas marinhas: modulação de antioxidantes celulares e expressão de proteínas de defesa

• Processo: 01/13482-6
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Vigência: 01 de maio de 2003 - 30 de abril de 2008
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Oceanografia - Oceanografia Biológica
• Pesquisador responsável: Pio Colepicolo Neto
• Beneficiário: Pio Colepicolo Neto
• Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Auxílios(s) vinculado(s): 06/52285-5 - Richard Savre | Ohio State University - Estados Unidos, AV.EXT
• Bolsa(s) vinculada(s): 06/58710-0 - Estudo dos efeitos toxicos de benzo(a)pireno sobre macroalgas vermelhas., BP.MS; 06/61325-0 - Avaliacao da resposta transcricional em gracilaria tenuistipitata: analise de microarrays de cdna, quando a alga e submetida a estresse como os metais cobre e cadmio., BP.IC; 04/09403-1 - Avaliação da expressão gênica por microarrays em Gracilaria tenuistipitata, submetida a estresse por metais pesados, BP.DR; 03/12116-1 - Estudo bioquimico monitorado pela atividade antioxidante de algas marinha e de agua doce., BP.DR
• Assunto(s): Algas marinhas Enzimas Poluição ambiental Microalgas Macroalgas Proteínas Filogenia Mecanismos de controle celular

Resumo

O objetivo em longo prazo deste projeto é elucidar, em algas marinhas, os mecanismos celulares, bioquímicos e moleculares frente à exposição a poluentes ambientais e industriais. Essencialmente, neste projeto, além de darmos continuidade ao nosso projeto anterior com a microalga Lingulodinium polyedrum, incorporamos outras espécies de fitoplâncton, como Minutocellus polymorphus (diatomácea) e Tetraselmis gracilis (Prasenophyceae), sendo a primeira indicada para testes toxicológicos por ser extremamente sensível a uma grande variedade de intoxicantes e a última, muito explorada comercialmente, no cultivo de organismos marinhos, por apresentar um alto conteúdo de ácidos graxos poli insaturados, necessários às fases larvais de peixes e invertebrados marinhos. Além disso, introduzimos as macroalgas vermelha Gracillaria tenuistipitata e Kappaphycus alvarezii que por produzir em grandes quantidades ágar e carragenana, respectivamente, têm uma importância econômica fundamental para a indústria de biotecnologia, cosmética e alimentícia. As algas marinhas são conhecidas como a base da cadeia alimentar no ambiente marinho e, portanto, importantes organismos no processo de transferência de nutrientes para crustáceos e peixes. Mostramos que a presença de metais como Hg, Cd, Pb e Cu induzem simultaneamente o encistamento de L. polyedrum e regulam a expressão de diversas proteínas. Portanto, parte deste projeto está relacionada ao estudo detalhado dos efeitos de poluentes metálicos e orgânicos sobre o comportamento destas algas, assim como, seus efeitos sobre a indução da expressão de proteínas. Seguindo o mesmo tipo de abordagem, a alga G. tenuisipitata será exposta a poluentes e analisaremos as suas respostas fisiológicas e bioquímicas. Nestes termos, dosaremos os parâmetros antioxidantes celulares tais como níveis de superóxido dismutase (SOD), ascorbato peroxidase, catalase, glutationa redutase e níveis de pigmentos fotoprotetores (carotenóides) e clorofilas a, b e c em cloroplastos. Analisaremos os efeitos e danos causados pela quantidade exacerbada das espécies reativas de oxigênio em proteínas, lipídeos e DNA. As bibliotecas de cDNA de L. polyedrum e de G. tenuistipitata serão construídas a partir de rnRNA purificados de células submetidas, ou não, a tratamento com poluentes. Genes de interesse serão isolados, seqüenciados, caracterizados e sua regulação avaliada como resposta ao tratamento imposto. Nesta categoria estaremos interessados nos genes que codificam para enzimas do sistema antioxidante, de reparo, metabolismo de carboidratos e de assimilação de nitrogênio, entre outros. Analisaremos a filogenia dos genes de interesse. Com relação à continuidade de nossos interesses voltados aos aspectos moleculares do relógio biológico, estaremos enfocando nossos estudos nas enzimas que têm sua expressão regulada pelo modulador circadiano. A SOD e as enzimas envolvidas no processo de assimilação de nitrogênio, como a nitrato e nitrito redutase (NR e NiR, respectivamente) e glutamina sintase, receberão nossa atenção. Resultados deste projeto revelarão os possíveis mecanismos de expressão das enzimas responsáveis pela proteção celular contra adversidades ambientais, e em especial a causada pela poluição e a adaptação fisiológica (morfologia funcionais ou bioquímicas) que favoreçam os processos vitais normais dos organismos. Ainda, o estudo da expressão da SOD e de NR poderá gerar informações sobre a estrutura e mecanismos de ação do relógio biológico. (AU)