Expressão de luciferases em células de mamíferos para finalidades de bioensaios e efeito fototóxico de luciferinas e compostos fluorescentes de coleópteros e dípteros

• Processo: 21/03901-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de junho de 2021
• Vigência (Término): 31 de outubro de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Radiologia e Fotobiologia
• Pesquisador responsável: Vadim Viviani
• Beneficiário: Alessandra Freitas Serain
• Instituição Sede: Centro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade (CCTS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Sorocaba , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 10/05426-8 - Bioluminescência de artrópodes: diversidade biológica em biomas brasileiros; origem bioquímica; evolução estrutural/funcional de luciferases; diferenciação molecular das lanternas; aplicações biotecnológicas, ambientais e educacionais, AP.TEM
• Assunto(s): Bioluminescência Luciferases Mamíferos Fototoxicidade Luciferina Coleópteros Diptera Besouros Cultura de células Sobrevivência celular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioimagem | Fototoxicidade | luciferase | luciferina | pigmentos | Bioluminescência

Resumo

A bioluminescência, a emissão de luz em organismos vivos com objetivo de sinalização, possui diversas aplicações biotecnológicas e multidisciplinares. As luciferases são as enzimas responsáveis por catalisar a emissão de luz por meio da oxidação de substratos (luciferinas). Nos insetos, a bioluminescência é encontrada em apenas três ordens: Collembola, Diptera e Coleoptera. O sistema bioluminescente mais conhecido sob o aspecto bioquímico é o sistema dos vaga-lumes (Coleoptera). Em Diptera, a bioluminescência é encontrada exclusivamente nas larvas de mosquitos da família Keroplatidae, mas as estruturas das luciferinas e das luciferases ainda não são conhecidas. Os genes que codificam as luciferases de vagalumes, juntamente com sua luciferina, já são amplamente utilizados como genes repórter em bioimagem de processos biológicos e patológicos, e em biossensores. Entretanto, apesar do momento crítico de pandemia, que exige cada vez mais ensaios sensíveis em células de mamíferos, no Brasil ainda são muito poucos os estudos que empregam a bioluminescência. Nosso laboratório dispõe de um amplo repertório de luciferases de besouros clonadas e desenvolvidas, com diferentes aplicabilidades biotecnológicas. Assim, neste projeto, propõe-se implementar cultura de células de mamíferos bioluminescentes que possa ser utilizada para diferentes finalidades. Considerando a experiência anterior adquirida pela candidata com ensaios de fototoxicidade, e a falta de estudos fotobiológicos das luciferinas, propomos investigar o efeito fototóxico ou fotoprotetivo da luciferina e de outros compostos fluorescentes oriundos de artrópodes em bactérias e células de mamíferos, usando métodos convencionais e bioluminescência do ATP para avaliar viabilidade celular. Planejamos também realizar o fracionamento, purificação e caracterização da keroplatina (luciferina) de Neoditomiya e compostos fluorescentes de besouros. (AU)