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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 tóxicos de benzo(a)pireno sobre macroalgas vermelhas, BP.MS
06/61325-0 - Avaliação da resposta transcricional em Gracilaria tenuistipitata: análise de microarrays de cDNA, quando a alga e submetida a estresse como os metais cobre e cádmio, 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 bioquímico monitorado pela atividade antioxidante de algas marinha e de água 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)

Publicações científicas
(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)
CARDOZO, KARINA H. M.; VESSECCHI, RICARDO; GALEMBECK, SERGIO E.; GUARATINI, THAIS; GATES, PAUL J.; PINTO, ERNANI; LOPES, NORBERTO P.; COLEPICOLO, PIO. A Fragmentation Study of Di-Acidic Mycosporine-like Amino Acids in Electrospray and Nanospray Mass Spectrometry. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 20, n. 9, p. 1625-1631, 2009. Citações Web of Science: 12.

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