Estudo do processo de emissão de luz em Chaetopterus variopedatus e em novos sistemas bioluminescentes marinhos.

• Processo: 17/26279-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Radiologia e Fotobiologia
• Pesquisador responsável: Anderson Garbuglio de Oliveira
• Beneficiário: Anderson Garbuglio de Oliveira
• Instituição Sede: Instituto Oceanográfico (IO). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Auxílio(s) vinculado(s): 18/22304-5 - Bioluminescência em poliquetas marinhas (Annelida): estudos moleculares e evolução, AP.R SPRINT
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/14644-3 - Cultivo e bioluminescência de dinoflagelados, BP.TT; 18/08959-9 - Cultivo e bioluminescência de dinoflagelados, BP.TT
• Assunto(s): Bioluminescência Luciferases Luciferina
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioluminescência marinha | Fotoproteina | luciferase | luciferina | Bioluminescência

Resumo

No oceano, a bioluminescência é encontrada em quase todos os táxons, de bactérias a peixes. Esse fenômeno de emissão de luz fria e visível por seres vivos é um processo biológico extremamente importante, e quimicamente, a reação envolve a oxidação de uma molécula emissora de luz (luciferina) catalisada por uma enzima (luciferase). Em alguns organismos ainda, o complexo enzima-substrato (luciferase-luciferina) é mais estável do que seus constituintes dissociados, sendo capaz de emitir luz proporcionalmente à quantidade da enzima presente. Esse complexo recebe a denominação de fotoproteína. No entanto, apenas algumas poucas fotoproteínas foram totalmente isoladas e caracterizadas. Entre os organismos bioluminescentes contendo fotoproteínas desconhecidas pode-se citar o anelídeo Chaetopterus variopedatus.Resultados obtidos recentemente por nosso grupo indicaram que a reação bioluminescente em C. variopedatus envolve uma fotoproteína dependente de Fe(II), possivelmente uma peroxidase. Ademais, preparações parcialmente purificadas por FPLC dessa enzima produziram luz azul intensa (máx. 450 nm) in vitro, apresentando um espectro de emissão bastante similar a bioluminescência exibida por C. variopedatus. Considerando a demanda por novos métodos de marcação celular e biossensores seria interessante caracterizar a fotoproteína envolvida na bioluminescência de C. variopedatus e determinar os genes responsáveis por sua expressão proteica. Dessa maneira, o presente projeto tem como objetivo caracterizar, clonar e expressar a fotoproteína desse organismo, bem como estudar seu mecanismo de emissão de luz. Além disso, a caracterização de novos sistemas luminescentes marinhos coletados durante nossas expedições também será realizada em paralelo. (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)

GALEAZZO, GABRIELA A.; MIRZA, JEREMY D.; DORR, FELIPE A.; PINTO, ERNANI; STEVANI, V, CASSIUS; LOHRMANN, KARIN B.; OLIVEIRA, ANDERSON G.. Characterizing the Bioluminescence of the Humboldt Squid, Dosidicus gigas (d'Orbigny, 1835): One of the Largest Luminescent Animals in the World. Photochemistry and Photobiology, v. 95, n. 5, p. 1179-1185, SEP 2019. (17/26279-2, 14/18541-0, 17/22501-2, 17/07677-7)

TESSLER, MICHAEL; GAFFNEY, JEAN P.; OLIVEIRA, ANDERSON G.; GUARNACCIA, ANDREW; DOBI, KRISTA C.; GUJARATI, NEHABEN A.; GALBRAITH, MOIRA; MIRZA, JEREMY D.; SPARKS, JOHN S.; PIERIBONE, VINCENT A.; et al. A putative chordate luciferase from a cosmopolitan tunicate indicates convergent bioluminescence evolution across phyla. SCIENTIFIC REPORTS, v. 10, n. 1, OCT 20 2020. (17/26279-2, 14/18541-0)

MIRZA, JEREMY D.; MIGOTTO, ALVARO E.; YAMPOLSKY, ILIA V.; DE MORAES, GABRIELA V.; TSARKOVA, ALEKSANDRA S.; OLIVEIRA, ANDERSON G.. Chaetopterus variopedatusBioluminescence: A Review of Light Emission within a Species Complex. Photochemistry and Photobiology, v. 96, n. 4, p. 768-778, JUL 2020. (17/26279-2, 14/18541-0, 18/17857-5, 17/22501-2)