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Uso de bases de dados de produtos naturais e traços foliares combinado a mineração de dados para modelagem das funções e evolução dos metabólitos secundários em angiospermas

Processo: 19/15889-0
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 30 de setembro de 2019
Vigência (Término): 29 de abril de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
Pesquisador responsável:Norberto Peporine Lopes
Beneficiário:Alan Cesar Pilon
Supervisor no Exterior: Jonathan James Lloyd
Instituição-sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Local de pesquisa : Imperial College London, Silwood Park, Inglaterra  
Vinculado à bolsa:16/13292-8 - Análise do conteúdo nitrogenado em áreas sob ação atrófica na Floresta Amazônica e atlântica utilizando de ferramentas metabolômicas, BP.PD
Assunto(s):Produtos naturais

Resumo

Os metabólitos secundários (MS) são constituintes de plantas e animais que desempenham importantes funções de adaptação e sobrevivência nos ecossistemas. Nas plantas, as MS são encontradas principalmente em angiospermas que desempenham papéis na defesa, fisiologia, comunicação química entre outros. A quimiossistemática é o ramo da química de produtos naturais responsáveis pela compreensão da função, evolução e sistemática destes metabólitos secundários. No último século, várias hipóteses foram propostas para os MS, incluindo a falta de sistema secretório nas plantas, co-evolução (planta-inseto), disponibilidade de nutrientes, promiscuidade enzimática e canalização diferencial das vias biossintéticas. Entretanto, não há consenso sobre a função e evolução dos MS na filogenia das angiospermas. Nesse sentido, o projeto pretende utilizar grandes bases de dados de produtos naturais combinados com traços funcionais (espectro econômico foliar) e mineração de dados para melhor entender o funcionamento das MPs no contexto ecológico e evolutivo.1. Mérito intelectual: tradicionalmente a química de produtos naturais tem usado classes específicas de produtos naturais para avaliar a função e evolução dos MS em angiospermas, negligenciando todo um conjunto de metabólitos fundamentais para a compreensão fisiológica e ecológica desses organismos. Bases de dados de produtos naturais aumentaram progressivamente o número de metabólitos como resultado de abordagens pós-genômicas (metabolômica de plantas). Além disso, os bancos de dados de traços funcionais de plantas (TRY databases) aumentaram sistematicamente os registros de traços (2100 caracteres) para mais 160.000 táxons de plantas. No entanto, essa quantidade de dados sem precedentes permanece inexplorada em termos da função e evolução ecológica dos MS. Assim, este projeto tem como objetivo combinar traços funcionais de plantas e bancos de dados de MS utilizando redes semânticas e abordagens estatísticas multivariadas para prever possíveis funcionalidades dos MS em angiospermas.2. Impacto: Considerando o paradigma de oferta de alimentos, perda de biodiversidade e mudança climática global, entender a função e a evolução da SM é essencial para estimar como esses compostos afetam as estratégias de sobrevivência das plantas e, consequentemente, apoiar pesquisas relacionadas à melhoria de cultivos e programas de conservação e uso sustentável da biodiversidade.3. Integração: a presente proposta envolve uma colaboração internacional de pesquisadores e universidades de diferentes áreas do conhecimento visando: correlacionar habilidades multidisciplinares (metabolômica vegetal, ecologia e bancos de dados); expandir a rede de colaboração em estudos ecológicos e consequentemente a qualidade das publicações científicas.