Fungos Antárticos em mundo em transformação: Respostas do metaboloma ao estresse abiótico associado aos efeitos das mudanças climáticas

• Processo: 24/00341-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Ian Castro-Gamboa
• Beneficiário: Gustavo Souza dos Santos
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07600-3 - CIBFar - Centro de Inovação em Biodiversidade e Fármacos, AP.CEPID
• Assunto(s): Ecologia química Metabolômica Micotoxinas Mudança climática Química de produtos naturais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ecologia Química | Fungos Antárticos | Metabolomica | Micotoxinas | Mudanças Climáticas | Química de Produtos Naturais

Resumo

O continente Antártico representa uma das últimas fronteiras na Terra. Suas condições climáticas incluem baixas temperaturas, alta incidência de radiação ultravioleta durante o verão, falta de luz solar durante o inverno e fortes variações sazonais na cobertura de gelo. Apesar do clima extremo, o continente abriga uma biodiversidade única, dominada por espécies endêmicas e adaptadas ao frio. Para sobreviver à essas condições, microrganismos, como os fungos, evoluíram vias metabólicas diferenciadas, desencadeando a biossíntese de metabólitos especializados utilizados como estratégia de adaptação. Apesar do isolamento geográfico, a Antártica é particularmente sensível aos efeitos das mudanças climáticas. Nas últimas décadas, a região experimentou um aquecimento significativo, desencadeando o derretimento de geleiras, o aumento das temperaturas do ar e do oceano, e mudanças na biodiversidade. O conhecimento sobre o microbioma Antártico ainda é restrito, e o efeito de estresses abióticos derivados das mudanças climáticas (elevação da temperatura e mudanças na salinidade) no metaboloma de fungos Antárticos ainda não foi investigado. Não é sabido se esses efeitos podem desencadear a produção de micotoxinas que representem riscos à saúde humana, animal e a plantas de interesse econômico. Portanto, o objetivo deste projeto é investigar os efeitos do aumento de temperatura e das alterações na salinidade no metaboloma de fungos Antárticos isolados de permafrost, geleiras, neve e macroalgas marinhas. Para isso os fungos serão cultivados de modo axênico e em consórcio, em diferentes meios de cultivo e submetidos a variações de temperatura e salinidade. Abordagens tradicionais em ecologia química incluem o fracionamento bioguiado, não permitem a investigação de muitos organismos ao mesmo tempo e consistem em várias etapas. Para superar esse desafio, propomos um fluxo de trabalho baseado na combinação de cromatografia líquida de ultra-alta resolução acoplada à espectrometria de massas de alta resolução (UHPLC-HRMS), combinada com ferramentas computacionais de ponta, como redes moleculares (GNPS-MN), INVENTA , FERMO e MicrobeMASST. Essas ferramentas permitirão a visualização da diversidade química, as mudanças no metaboloma dos fungos em resposta ao estresse abiótico, e as condições de cultivo. RMN de 1H combinada com análise estatística multivariada (PCA, PLS-DA, OPLS-DA), dará suporte aos dados de HRMS. Através dos resultados que serão obtidos, forneceremos novas informações sobre a quimiossistemática e a quimiodinâmica dos fungos Antárticos no cenário das mudanças climáticas, especialmente os fungos endêmicos que ainda não foram descritos quimicamente. Nossas descobertas ajudarão a aprimorar nossa compreensão da diversidade química na Antártica. Diante da iminente perda de biodiversidade na Antártica, decorrente dos efeitos das mudanças climáticas, a prospecção de fungos antárticos surge como uma ferramenta crucial para a monitoramento e conservação desses ecossistemas.