Caracterização molecular de Eco-corona em nanopartícula de 65CuO em ambiente tropical: Avaliação dos impactos da matéria orgânica de latossolo, latossolo condicionado com biochar e de Terra Preta da Amazônia na simbiose entre rizóbio e raiz de soja

• Processo: 23/13881-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2024
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química
• Pesquisador responsável: Diego Stéfani Teodoro Martinez
• Beneficiário: Laís Gomes Fregolente
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/50906-9 - INCT 2014: em Materiais Complexos Funcionais (INOMAT), AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/18015-9 - Avaliação molecular da rizosfera: Composição e influência na formação da eco-corona em nanopartículas de CuO, BE.EP.PD
• Assunto(s): Rhizobium
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Amazonian Dark Earth | ecotoxicity | environmental corona | nanosafety | Rhizobium | Nanobiotecnologia, Nanotoxicologia, Ecotoxicologia, Materiais Nanoestruturados

Resumo

Nanopartículas de óxido de cobre (65CuONPs) são materiais promissores para inovação, particularmente nas ciências agrícolas e ambientais, onde podem ser utilizadas para o desenvolvimento de fertilizantes, pesticidas e fungicidas. Uma vez liberadas no meio ambiente, as nanopartículas sofrem alterações devido a processos químicos, físicos e biológicos, modificando suas propriedades e reatividade. A partir de sua interação com o ambiente, a superfície das nanopartículas adquire um revestimento molecular denominado "eco-corona". A composição, estrutura e dimensões da eco-corona modulam o comportamento das nanopartículas no meio, bem como seus efeitos biológicos e toxicidade. Diferentes tipos de solo conferem uma impressão digital às nanopartículas, uma vez que as eco-coronas geradas podem apresentar uma composição distinta ditada pela composição molecular do solo. Compreender os impactos da eco-corona nos efeitos biológicos e ecotoxicológicos das nanopartículas de óxido de cobre é, portanto, fundamental tanto para a inovação como para a segurança ambiental destes materiais. "Protein-corona" é um termo consolidado no que diz respeito à absorção de biopolímeros na superfície de nanopartículas. Por outro lado, matrizes mais complexas, e com maior diversidade de moléculas orgânicas, começaram a ser avaliadas do ponto de vista de formação de corona, como é o caso da matéria orgânica natural (MON). No entanto, a avaliação de solos na formação de corona, principalmente solos tropicais, ainda não foi reportada. Este projeto visa compreender não apenas a matéria orgânica do solo, mas também como a composição da rizosfera pode ditar o processo de formação da eco-coroa nas nanopartículas de 65CuO. Além disso, espera-se compreender como a eco-corona afeta a simbiose entre rizóbio e raiz utilizando Glycine max (soja) como planta modelo. Assim, a formação da eco-corona será avaliada em nanopartículas marcadas isotopicamente, de tamanho muito pequeno, permitindo a avaliação dos efeitos das nanopartículas em baixas doses de exposição para uma avaliação de risco ambientalmente mais relevante e realista. Para fazer isso, a matéria orgânica dissolvida (MOD) do solo e os ácidos húmicos de solos tropicais (latossolo e Terra Preta da Amazônia) e de latossolo condicionado com biochar, exsudato de raiz (soja) e proteína extraída de rizóbio, serão avaliados separadamente na formação de eco-corona. Além disso, misturas desses extratos também serão avaliadas de forma a avançar no entendimento de modulação de eco-corona. Serão avaliados, também, os efeitos de longo prazo da adição de biochar no solo sobre a diversidade microbiana e a MOD do solo, e o impacto da eco-corona na simbiose rizóbio-raiz através do desenvolvimento inicial e na nodulação radicular de soja. Este é um estudo novo que reúne solos tropicais, nanopartículas e a abordagem de eco-corona. Rumo ao uso mais seguro e sustentável de nanomateriais, esse projeto é estratégico para o cenário brasileiro visando o desenvolvimento de nanopartículas agroambientais e avançando na aplicação de biochar em ambiente tropical. Os dados gerados neste projeto serão registrados na plataforma NanoCommons para a harmonização internacional da nanotecnologia e nanossegurança, baseado em ferramentas de nanoinformática para geração de dados FAIR em uma colaboração estratégica com a Europa através do projeto CompSafeNano já em andamento.