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Análise dos transcriptomas das laternas, corpo gorduroso e túbulos de Malpighi de coleópteros, e suas relações com as origens da bioluminescência em Coleoptera e Diptera

Processo: 13/09594-0
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2014 - 31 de julho de 2016
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
Pesquisador responsável:Vadim Viviani
Beneficiário:Vadim Viviani
Instituição Sede: Centro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade (CCTS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Sorocaba , SP, Brasil
Assunto(s):Coleoptera  Diptera  Bioluminescência  Tubulos de Malpighi  Transcriptoma 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Arachnocampa | bioluminescência | lanternas | Tubulos de Malpighi | Zophobas morio | Transcriptoma

Resumo

A bioluminescência em insetos é encontrada principalmente em coleópteros e dípteros. Nos coleópteros da superfamília Elateroidea, a bioluminescência envolve essencialmente o mesmo sistema bioquímico, com luciferina e luciferases bem caracterizadas. A luciferina de vagalumes consiste em um composto benzotiazólico, cuja origem biossintética permanece desconhecida. As lanternas de besouros possivelmente se originaram a partir de extensões do corpo gorduroso. Em dípteros keroplatídeos do gênero Arachnocampa, o sistema bioluminescente é bem menos conhecido, envolvendo lanternas oriundas de extensões dos túbulos de Malpighi, uma luciferina de natureza desconhecida, uma luciferase não-identificada e ATP. Apesar dos sistemas bioluminescentes de coleópteros e dípteros não serem evolutivamente relacionados, o envolvimento de ATP nos dois sistemas sugere a possibilidade de que a luciferase de Arachnocampa seja também uma AMP-ligase. Esta hipótese é apoiada pela recente identificação e clonagem de AMP-ligases com fraca atividade luciferásica em túbulos de Malpighi de larvas de besouros tenebrionídeos. Considerando que a via biossíntética da luciferina, a fisiologia molecular das lanternas e o controle da bioluminescência em coleópteros permanecem pouco conhecidos, planejamos investigar comparativamente os transcriptomas das lanternas da fase adulta, larval e do corpo gorduroso do vagalume Aspisoma lineatum, para identificar potenciais alvos enzimáticos envolvidos com os processos acima mencionados. Além disto, considerando que nenhum transcriptoma dos túbulos de Malpighi é conhecido em coleópteros, e a existência de enzimas tipo-luciferases de função desconhecida nestes órgãos sugerem a existência de um elo evolutivo entre túbulos de Malpighi e lanternas no díptero Arachnocampa, planejamos estudar o transcriptoma destes órgãos em larvas de Zophobas morio, e compara-los com o transcriptoma de lanternas de Arachnocampa. (AU)

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Publicações científicas (11)
(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)
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AMARAL, DANILO T.; MITANI, YASUO; OHMIYA, YOSHIHIRO; VIVIANI, VADIM R.. Organization and comparative analysis of the mitochondrial genomes of bioluminescent Elateroidea (Coleoptera: Polyphaga). Gene, v. 586, n. 2, p. 254-262, . (11/19427-9, 13/00574-7, 13/09594-0)
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AMARAL, DANILO T.; MITANI, YASUO; OLIVEIRA, GABRIELA; OHMIYA, YOSHIHIRO; VIVIANI, VADIM R.. Revisiting Coleoptera a plus T-rich region: structural conservation, phylogenetic and phylogeographic approaches in mitochondrial control region of bioluminescent Elateridae species (Coleoptera). MITOCHONDRIAL DNA PART A, v. 28, n. 4-5, p. 671-680, . (14/20176-9, 13/00574-7, 13/09594-0, 11/19427-9, 10/02868-0)
VIVIANI, VADIM R.; GABRIEL, GABRIELE V. M.; BEVILAQUA, VANESSA R.; SIMOES, A. F.; HIRANO, T.; LOPES-DE-OLIVEIRA, P. S.. The proton and metal binding sites responsible for the pH-dependent green-red bioluminescence color tuning in firefly luciferases. SCIENTIFIC REPORTS, v. 8, . (10/05426-8, 13/09594-0)
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LUCIFERASES DE VAGALUMES METAL E PH-SENSITIVAS MODIFICADAS E USO COMO REAGENTES E INDICADORES INTRACELULARES DE PH E METAIS PESADOS BR1020170238857 - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) . VADIM VIVIANI; GABRIELE VERÔNICA DE MELLO GABRIEL - 06 de novembro de 2017