Grupo de Pesquisas

  • Marcos Silveira Buckeridge
    Instituição
    Laboratório de Fisiologia Ecológica de Plantas, Departamento de Botânica, IB/USP
    Contato
    http://www.lafieco.com.br/ (11) 3091 7592 msbuck@usp.br http://lattes.cnpq.br/9650392075455314
    Projeto
    Graduação em ciências biológicas pela Universidade de Guarulhos, UNG, mestrado em biologia molecular pela Universidade Federal de São Paulo, UNIFESP, doutorado Doutorado em Biological And Molecular Sciences, University Of Stirling, Inglaterra, pós doutorado na Purdue University. Professor livre docente pela Universidade de São Paulo tem trabalhos na área de mobilização de polissacarídeos de reserva de parede celular, enzimologia, crescimento vegetal, estrutura fina de polissacarídeos. Muitos de seus trabalhos estão focados nas aplicações de polissacarídeos em processos importantes para as indústrias de papel, alimentos e cosméticos e mais recentemente tem desenvolvido estudos para compreender como a cana de açúcar irá responder às Mudanças Climáticas Globais. É editor de comunicação da revista científica Trees:Structure and Function e da Revista Bioenergy Research.
  • Adriane Maria Ferreira Milagres
    Instituição
    Laboratório de Microbiologia e Bioquímica, Escola de Engenharia de Lorena - USP
    http://www.eel.usp.br/cpg/bio/index.php
    Contato
    Departamento de Biotecnologia - Escola de Engenharia de Lorena - USP
    Estrada Municipal do Campinho S/N Lorena - SP CEP 12602810 Lorena - SP
    e-mail: adriane@debiq.eel.usp.br
    Fone: (12) 3159 5019
    http://lattes.cnpq.br/4550627569914128
    Projeto
    A hidrólise ácida de bagaço de cana tem sido amplamente investigada como método para conversão em biocombustíveis. No entanto, ainda não existem dados suficientes que permitam a implementação de projetos industriais particularmente aqui no Brasil. O trabalho do grupo de pesquisa da EEL é definir as condições ideais para o pré-tratamento com ácido diluído e com sulfito ácido visando a solubilização da hemicelulose e a redistribuição da lignina e avaliar estes efeitos na subseqüente hidrólise enzimática da celulose. Clones de cana-de-açúcar com teor de lignina reduzido tiveram sua composição de carboidratos e de lignina determinados de modo a escolher a melhor amostra para a produção de etanol. O pré-tratamento dos bagaços com ácido sulfúrico diluído foi avaliado através de um projeto experimental variando as condições de temperatura, tempo de residência, concentração de ácido sulfúrico e sulfito e seguiu-se com a hidrólise enzimática para obtenção de uma condição de produção de açúcares fermentáveis. De acordo com a condição de pré-tratamento empregada, o teor de hemicelulose nos bagaços pré-tratados variou consideravelmente. O bagaço com menor teor de hemicelulose foi aquele submetido à condição de pré-tratamento com 15% de sólidos, 2,0% de ácido sulfúrico (p/v), temperatura de 150 °C, durante 30 min (3,67%) e esta condição foi empregada para a hidrólise de todos os bagaços.



  • Anete Pereira de Souza
    Instituição
    Lab. Análises Genética e Molecular, Depto. de Genética, UNICAMP
    Contato
    (19) 3521 1132 anete@unicamp.br http://lattes.cnpq.br/7297737442136792
    Projeto
    Agrônoma, mestrado em melhoramento de Plantas, doutora em Biologia Molecular de Plantas, Pós Doutorado em mapeamento Genético no Centro de Estudos do Polimorfismo Humano. Geneticista com experiência na área de melhoramento ligado a marcadores moleculares, formação em genética molecular incluindo a construção de mapa físicos de genoma a partir de BACs. Desenvolveu recentemente um mapa funcional de um hibrido comercial de cana de açúcar.
  • Antonio Augusto Franco Garcia
    Instituição
    Laboratório de Genética Estatística, Departamento de Genética, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz.
    Contato
    http://statgen.esalq.usp.br/
    http://lattes.cnpq.br/7527179767450432
    Department of Genetics, "Luiz de Queiroz" College of Agriculture, University of São Paulo
    Av. Pádua Dias, 11. CP 83.
    13400-970 - Piracicaba, SP, Brazil
    Phone: 55 19 3429-4125
    Fax: 55 19 3433-
    Projeto
    Dr. Antonio Augusto Franco Garcia (coordinator)
    Dr. Rodrigo Gazaffi, Dr. Maria Marta Pastina, Dr. Luciano da Costa e Silva (postdocs)
    Marcelo Mollinari, Gabriel R A Margarido, Edjane G Freitas, Graciela R Sobierajski, Renato R Silva, João R B Feijó, Carina Anoni (graduated students)

    Desenvolvimento de modelos genético estatísticos para estudo da arquitetura genética de caracteres quantitativos em cana-de-açúcar

    O desenvolvimento de novas variedades melhoradas de cana (Saccharum spp.) visa obter genótipos com melhores características econômicas e agronômicas, tais como maior teor de açúcar e etanol, resistência a pragas, doenças e estresses abióticos. Normalmente, tal processo leva de 10 a 15 anos para obter novas variedades. No entanto, este tempo pode ser reduzido com o emprego dos chamados marcadores genéticos. Através do estudo da segregação destes marcadores, é possível construir mapas genéticos, para que em etapa posterior possam ser localizadas regiões genômicas relacionadas à variação em caracteres quantitativos. Isto é feito a partir do estabelecimento de associações entre genótipo (via marcadores) e fenótipo (avaliados em condições de campo). O principal objetivo das pesquisas do Laboratório consiste em desenvolver modelos genético-estatísticos permitindo que tais associações possam ser feitas. Isto é dificultado pelo fato da cana-de-açúcar ser uma espécie poliplóide de alta complexidade genética. Considerando os objetivos do INCT, acredita-se que os novos modelos estatísticos permitam obter uma melhor compreensão da arquitetura genética de caracteres quantitativos em cana-de-açúcar.
  • Carlos A. Labate
    Instituição
    Laboratório de Max Feffer de Proteômica, Esalq/USP
    Contato
    (19) 3429 4248/ 3435 4755 calabate@esalq.usp.br http://lattes.cnpq.br/8781151791813974
    Projeto
    Engenheiro agrônomo pela Universidade de São Paulo, mestrado em Agronomia, Genética e Melhoramento de Plantas, Universidade de São Paulo, USP. Doutor em Bioquímica e Fisiologia de Plantas pela Universidade de Sheffield. Professor associado da Universidade de São Paulo, revisor dos periódicos - Journal of Tropical Ecology , - Genetics and Molecular Biology e - Revista Brasileira de Zootecnia / Brazilian Journal of Animal Science Genética. Possui trabalhos com Genética Fisiológica e Biologia Molecular de Plantas, principalmente com eucalipto, formação da madeira, fotossíntese, genômica e biotecnologia, transcritômica e proteômica.
  • Donato Alexandre Gomes Aranda
    Instituição
    Laboratório Greentec, Dept. de Engenharia Química, Escola de Química - UFRJ
    Contato
    (21) 2562 7657
    donato@eq.ufrj.br http://lattes.cnpq.br/9833601447849479
    Projeto
    Engenheiro Químico, Mestre em Engenharia Química e doutor em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro. Pos-doutorado pelo Worcester Polytechnique Institute. Trabalhos na área de química com ênfase em Físico-Química, focado, principalmente em Nióbio, Smsi e desativação de catalisadores.
  • Edivaldo Ximenes Ferreira Filho
    Instituição
    Laboratório de Enzimologia, Departamento de Biologia Celular, Universidade de Brasília
    Contato
    http://e-groups.unb.br/ib/ (61) 3397 2152 eximenes@unb.br Laboratório de Enzimologia, Bl. K , Departamento de Biologia Celular, Universidade de Brasília, CEP 70910-900, Brasília DF, Brasil http://lattes.cnpq.br/9612272587252178
    Projeto
    Este estudo teve como objetivo avaliar a produção de enzimas hidrolíticas: celulases, hemicelulases e pectinases, do fungo mesofílico Aspergillus flavus crescido em meio líquido com macro e micronutrientes, tendo como fonte de carbono 1% (m/v) engaço de bananeira, da espécie nanicão (Musa cavandishii); bagaço de cana-de-açúcar, da variedade JAVA de Sacharrum officinarum; resíduo da indústria de rebeneficiamento de algodão (piolho-de-algodão-sujo) e celulose microcristalina (SigmaCell). O fungo mostrou ser um eficiente produtor de holocelulases quando cultivado em resíduos lignocelulósicos. Nesse caso, observa-se um resultado significativo para atividade de xilanase no cultivo com bagaço de cana-de-açúcar. A atividade de mananase mostrou resultados significativos em engaço de bananeira e bagaço de cana-de açúcar. Enquanto que a atividade de pectinase merece destaque para o cultivo nos três substratos. No grupo das celulases os meios com bagaço de cana e engaço de bananeira tiveram melhor desempenho no ensaio enzimático de endoglicanase. Para os ensaios de FPase e avicelase, o bagaço de cana e piolho-de-algodão-sujo foram mais significativos, respectivamente. A curva de indução de atividade para A. flavus em engaço de bananeira e bagaço de cana-de-açúcar, tanto pré-tratado como não-tratado, apresentou o terceiro dia de cultivo com melhores resultados para atividades de hemicelulases (xilanases e mananases), pectinase e CMCase. No entanto, a atividade de FPase mostrou melhores resultados no sexto dia de cultivo. A atividade de celulase, principalmente em engaço de bananeira, não sofreram variações significativas com o pré-tratamento do substrato, mantendo-se constante. A atividade de pectinase foi mais significativa na faixa de temperatura de 60-65°C para praticamente todas as amostras testadas, exceto para o extrato bruto de bagaço de cana-de-açúcar, que apresentou um valor mais expressivo a 50°C. A atividade de xilanase do engaço de bananeira manteve-se constante em um amplo intervalo de temperatura (40-70°C). A atividade de xilanase foi maior em tampões acetato de sódio e fosfato de sódio. Além disso, a atividade de xilanase teve rendimento significativo no intervalo de pH 3,5-7,5, principalmente no cultivo de A. flavus em engaço de bananeira. O ensaio de pH revelou que as pectinases de A. flavus crescido em engaço de bananeira e bagaço de cana são alcalinas, com um perfil crescente da faixa ácida até alcalina nos três tampões testados. No entanto, em tampão Tris-HCl, a ascensão da atividade de pectinase foi mais evidente na faixa de pH entre 8-9, para ambos substratos. A mananase do extrato bruto do engaço de bananeira apresentou um aumento considerável de atividade enzimática em tampões acetato de sódio e fosfato de sódio, pH 6. Enquanto que para o extrato bruto de bagaço de cana os melhores resultados foram obtidos em pH 7. A atividade de CMCase do extrato bruto de engaço de bananeira foi mais significativa na faixa mais ácida do tampão acetato de sódio, principalmente em pH 4.
    A purificação parcial das atividades enzimáticas descritas acima por ultrafiltração e cromatografia de filtração gel em coluna contendo resina do tipo Sephacryl S-400 apresentou dois picos protéicos contendo multiplicidade das atividades enzimáticas. Xilanase e CMCase apresentaram adsorção junto a estrutura da celulose microcristalina. Sugerindo a presença de módulo de ligação a carboidrato em suas estruturas. Tais enzimas apresentaram adsorção de 80 e 35 %, respectivamente. A hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado com autoclavagem e secagem apresentou melhores resultados de liberação de açúcares redutores do que o bagaço não tratado.
  • Eleni Gomes
    Instituição
    Laboratório de Bioquímica e Microbiologia Aplicada, Departamento de Biologia, Universidade Estadual Paulista - Unesp
    Contato
    (17) 3221 2393 eleni@ibilce.unesp.br http://lattes.cnpq.br/7091241742851920
    Projeto
    Biologa, mestre em Microbiologia Agrícola pela Esalq/Usp, doutora em Microbiologia Aplicada pela Unesp-Rio Claro, Livre docente em Microbiologia pela Unesp-SJ Rio Preto. Atua na graduação (Microbiologia) e em dois programas de pós-graduação (Microbiologia Aplicada, IB-Unesp, Rio Claro e Microbiologia Ibilce-Unesp, SJRio Preto).
  • Felipe S. Chambergo
    Instituição
    Laboratório de Bioquímica, Escola de Artes, Ciências e Humanidades, USP Zona Leste.
    Contato
    http://lattes.cnpq.br/4341858493092611
    E-mail: fscha@usp.br Phone: +55.11.3091-8922/-8164 Endereço: Laboratório de Bioquímica e Biotecnologia. Prédio A3. Av. Arlindo Bettio 1000, Ermelino Matarazzo. CEP: 03828-000 Escola de Artes, Ciências e Humanidades. Universidade de São Paulo. Sã
    Projeto
    Nosso grupo está interessado em obter cepas geneticamente alteradas de Trichoderma reesei com capacidade de produzir enzimas homologas e/ou heterologas que possam ser utilizadas em processos de biodegradação de biomassa. Neste contexto, nossa abordagem pretende obter cepas de T. reesei altamente eficientes na produção de enzimas de interesse industrial por meio da manipulação de promotores selecionados que possuam a capacidade de dirigir a produção das mesmas em condições específicas e bem determinadas. Considerando a cadeia produtora de etanol, a hidrólise enzimática de material lignocelulósico advindo do enorme volume de bagaço de cana-de-açúcar, gerado pelo grande número de usinas espalhadas pelo Brasil, requererá grande quantidade de enzimas a ser comprada e distribuída. Os atuais elevados custos de importação, e de logística de transporte das enzimas, inviabilizam a disseminação de sua utilização e dificultam o emprego da biomassa como fonte de produção de etanol. Assim, justifica-se nossa proposta de gerar no Brasil microorganismos produtores de enzimas de interesse industrial, destinadas por exemplo ao setor sucro-alcooleiro, com um ganho substancial no custo de utilização e, principalmente, na independência e excelência na área de Bioenergia. Clonagem e fusão do DNA do promotor da enzima piruvato descarboxilase (PDC) e do gene celobiohidrolase I (CBHI), foram concluídos. Transformação de esporos de T. reesei com o DNA da construção PDC-CBH por biobalistica está em andamento. Avaliação das melhores condições de cultura, expressão e purificação serão avaliadas em escala laboratorial.

    Pesquisadores
    Dr. Felipe Chambergo A.
    Blgo. Laura Villela Correia – TTIII/FAPESP
    Estudantes:
    Gabriel Stephani de Oliveira – IC/CNPq. EACH, USP.
    Mayara Livia Bernardes - IC/CNPq. EACH, USP.

  • Gláucia M. Souza
    Instituição
    Laboratório de Transdução de Sinal, Instituto de Química - USP
    Contato
    (11) 3091 8511 glmsouza@iq.usp.br http://lattes.cnpq.br/9035886932770957
    Projeto
    Universidade de São Paulo). Possui graduação em Biociências pela Universidade de São Paulo, Doutora em Bioquímica pelo Instituto de Quimica da USP, pós-doutora em genética molecular pelo La Jolla Cancer Research Foundation e em genética molecular pelo Baylor College of Medicine. Professora associada e líder do Laboratório de Transdução de Sinal. Seus trabalhos focam análise do Transcriptoma, geração de plantas transgênicas e estudos relacionados à investigação de redes regulatórias e de sinalização. Genes associados ao teor de sacarose, biomassa, tolerância à seca, deficiência em fosfato, herbivoria, interação com bactérias endofíticas, mudanças climáticas, açúcares e hormônios foram identificados Atualmente desenvolve pesquisa em colaboração com o setor privado para alterar o metabolismo energético da cana-de-açúcar e o seu potencial na produção de biocombustíveis.
  • Gustavo Henrique Goldman
    Instituição
    Laboratório de Biologia Molecular, Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto/ USP
    Contato
    (16) 3602 4280 ggoldman@usp.br http://lattes.cnpq.br/1595358007418855
    Projeto
    Biólogo pela Universidade Federal do Rio de Janeiro, Mestre em Microbiologia pela Universidade de São Paulo, doutor em Biologia Molecular - University of Gent, Bélgica e Pós-Doutorado em Biologia Celular pela University of Medicine and Dentistry of New Jersey, EUA. Professor Titular da Universidade de São Paulo. Possui trabalhos na área de Genética, com ênfase em Genetica Molecular e de Microorganismos, principalmente com respostas aos danos no DNA usando Aspergillus nidulans como sistema modelo, identificação de genes diferencialmente expressos em Paracoccidioides brasiliensis durante a transição dimórfica; e fatores de sobrevivência durante a infecção oportunista por Aspergillus fumigatus.
  • Helaine Carrer
    Instituição
    Depto de Ciências Biológicas, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo
    Contato
    http://www.lcb.esalq.usp.br/laborat.php?lab=CEBTEC/LGBMP
    http://lattes.cnpq.br/2254436025676785
    CEBTEC, Depto. Ciências BiológicasESALQ/Universidade de São Paulo
    Av. Pádua Dias, 11
    CEP: 13418-900 Piracicaba, SP
    Fone: +55-10-3429-4344
    Celular: +55-19-9788-7697
    Projeto
    O etanol produzido a partir da cana-de-açúcar desponta como uma fonte alternativa de energia. No cenário mundial, o Brasil, privilegiado pelas condições climáticas e sua dimensão, com terras agriculturáveis, destaca-se como o maior produtor da lavoura deste gênero. A cana-de-açúcar é a mais importante fonte de açúcar e de matérias-primas para a produção de etanol combustível, e o Brasil lidera a tecnologia de sua produção. Tecnologia de engenharia genética para a cana-de-açúcar é um método em potencial para superar limitações no desenvolvimento de novas variedades. O melhoramento genético da cana com o uso de cultivares elites é naturalmente limitado, principalmente pelo seu complexo genoma poliplóide-aneuploide, sua baixa fertilidade e pelo longo período, estimados de 12 a 15 anos necessários para o desenvolvimento de novos cultivares. A aplicação da biotecnologia amplia e aperfeiçoa as pesquisas na obtenção de cultivares produtivos em diferentes ecossistemas. A genômica associada à tecnologia de cultura de tecidos e transformação genética tem o potencial de trazer benefícios para a obtenção de plantas capazes de produzir mais biomassa, sacarose, apresentar resistência a patógenos, ao estresse hídrico e salino. A alteração genética para obtenção destas características pode ser alcançada por meio da expressão do gene de interesse, pela superexpressão ou por meio do silenciamento gênico, que pode ocorrer no nível transcricional ou pós-transcricional. Contudo, faz-se necessário estabelecer um protocolo prévio e eficiente de regeneração de plantas in vitro para otimizar a obtenção de plantas de cana-de-açúcar transgênicas. O foco da atividade em laboratório é desenvolver protocolos eficientes para obtenção de plantas geneticamente modificadas via organogênese e embriogênese in vitro, a partir de calos e folhas imaturas, seguido pela utilização da biolística e outros métodos de transformação genética viáveis, como por exemplo, o uso de agrobactéria (Agrobacterium tumefaciens) para a obtenção de plantas transgênicas que permitam o estudo funcional dos genes de interesse identificados no genoma desta espécie.

    Objetivos Específicos:

    1. Testar diferentes variedades elite de cana-de-açúcar para a cultura in vitro;
    2. Desenvolver e aplicar protocolos de regeneração vegetal eficientes nos cultivares de melhor resposta a regeneração de plantas in vitro;
    3. Desenvolvimento de vetores para transformação genética;
    4. Estabelecer metodologia de obtenção de plantas transgênicas com genes de interesse por biolística e Agrobacterium;
    5. Estudo funcional das plantas transgênicas por métodos bioquímicos e fisiológicos (análises bioquímica de açúcares, nitrato redutase, teor de fibras, etc)
    6. Auxiliar nos critérios de biossegurança para a regulamentação de cana-de-açúcar transgênica.

  • Igor Polikarpov
    Instituição
    Grupo de Biologia Estrutural e Cristalografia de proteínas, Departamento de Física e Informática, IFSC/USP, São Carlos, SP
    Contato
    http://www.ifsc.usp.br/
    http://lattes.cnpq.br/9669532724764871
    Instituto de Física de São Carlos
    Av. Trabalhador são-carlense, 400 - Pq. Arnold Schimidt
    CEP: 13566-590
    São Carlos - SP ? Brasil
    T: (16)3373-9874 F: (16)3373-9881
    Projeto
    Os objetivos do presente projeto são:

    (i) ampliar o número de estruturas de raios-X de endoglucanases, exoglucanases (celobiohidrolases) and a-glicosidases de fungos filamentosos com alta capacidade celulolítica e conduzir seus estudos biofísicos, enzimáticos e moleculares com o propósito de contribuir para o entendimento da ação sinergística de sistemas celulolíticos e seus componentes individuais no processo de hidrólise da parede celular;

    (ii) Conduzir simulações de dinâmica molecular e análises de acoplamento estatístico de enzimas de fungos celulolíticos envolvidos em hidrólise de celulose e hemicelulose objetivando compreender a fundo a base molecular de sua atvidade catalítica;

    (iii) Melhorar enzimas que degradam a parede celular das plantas utilizando modelagem baseada tanto no conhecimento de sua estrutura 3D e mecanismo catalítico como em técnicas de evolução dirigida e combinar enzimas para produzir misturas com amplificada propriedade celulolítica e otimizada capacidade de sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar.

    Biomassa lignocelulósica é a principal fonte sustentável de energia alternativa que pode, futuramente, substituir os combustíveis fósseis (Himmel et al., 2007). Celulose é o mais importante componente do bagaço de cana-de-açúcar e árvores de eucalipto disponível para bioconversão, as quis são as duas principais fontes renováveis de biomassa no Brasil. Um dos mais importantes e defíceis desafios a enfrentar nesse processo de produção de etanol de segunda geração é o tratamento de materiais lignocelulósicos, que devem ser enzimaticamente hidrolisados para produzir açúcar fermentável (Wyman, 1999; Himmel et al., 2007). O custo de enzimas celulolíticas representa uma fração significante do valor do etanol de segunda geração, com isso a atividade hidrolítica de enzimas individuais deveria ser melhorada e as misturas de celulases industriais devem ser balanceadas para garantir a eficiência da conversão da biomassa pré-tratada (Cherry & Fidantsef, 2003; Himmel, Ruth & Wyman, 1999). Hoje, a maioria das enzimas disponíveis idustrialmente é produzida pelos fungos filamentosos Trichoderma reesei (Hypocrea jecorina) e Aspergillus niger (Cherry & Fidantsef, 2003; Kirk, Borchert & Fuglsang, 2002). Nesse projeto nós propomos estudos sistemáticos das principais endoglicanases, exoglicanases e ?-glicosidases dos principais fungos celulolíticos (T. reesei, A. niger, H. grisea) utilizando uma técnica integrada que combina estrutura de raio-X, dinâmica computacional, análises de acoplamento estatístico, biologia molecular e biofísica com estudos enzimáticos e funcionais. Além disso, nós pretendemos modificar essas enzimas por mutagênese sítio-dirigida e técnicas de evolução dirigida procurando melhor compreender os mecanismos moleculares de sua ação enzimática e produzir enzimas com otimizada propriedade hidrolítica. Ainda, nós serviremos como um Centro de Estudos Moleculares e Estruturais para o programa e ajudaremos os grupos que não possuem experiência em estrutura 3D de macromoléculas e caracterização molecular e estrutural de enzimas relevantes. Por outro lado, nós planejamos conduzir estudos sistemáticos de parâmetros físico-químicos e de características estruturais do bagaço de cana-de-açúcar, em colaboração com os Professores Paulo Seleghim Jr. (EESC/USP) e Javier Ellena (IFSC/USP), sujeitos a diferentes tipos de pré-tratamento e hidrólise enzimática e sacarificação. O objetivo é promover o melhor entendimento estrutural de modificações bioquímicas causadas por esses tratamentos à biomassa. Finalmente, nós pretendemos desenvolver uma nova mistura de enzimas (coquetel) com aumentada digestibilidade da celulose e aplicá-las a sacarificação desse substrato, preferencialmente em escala piloto, como sendo de importância primária para a produção de etanol de segunda geração. “Scale-up” dos processos de pré-tratamento, fermentação e sacarificação serão feitos em colaboração com o Professor Paulo Seleghim Jr. (EESC/USP). Mais especificamente nós propomos identificar, caracterizar, subclonar com base nas sequências de nucleotídeos conhecidas, expressar em sistemas heterólogos de expressão e purificar a maior parte das enzimas que degradam a parede celular de fungos celulolíticos importantes industrialmente e avaliar sua atividade enzimática e suas propriedades bioquímicas, biofísicas e moleculares. Nós também faremos esforços sistemáticos para cristalizar e determinar a estrutura 3D de exoglicanases, endoglicanases e B-glicosidades usando difração de raio-X. Nós ainda pretendemos obter parâmetros biofísicos e determinar o estado oligomérico de enzimas usando espalhamento de raio-X a baixo ângulo (SAXS), fluorescência, dicroísmo circular (CD) espalhamento de luz dinâmico (DLS), ultracentrifugação analítica (AUC) e géis nativos e desnaturantes. Nós conduziremos simulações de dinâmica molecular para avaliar mobilidade das enzimas e compreender sua ação enzimática sobre celulose solúvel e insolúvel como substrato. Além disso nós planejamos realizar análises de acoplamento estatístico (SC) para identificar correlações estatísticas entre posições de aminoácidos alvos relacionados à função e atividade enzimática. Nossos resultados preliminares indicam que esta técnica pode ser aplicada a enzimas glicosil hidrolases das famílias 1,3 e 5. Nossa idéia é combinar resultados de análises de SC com técnicas de mutagênese sítio dirigida e evolução dirigida para obter melhor esclarecimento sobre a base molecular da atividade catalítica das enzimas.

    Nós também planejamos colaborar ativamente com os grupos que pesquisarão na biodiversidade brasileira por novos fungos com forte atividade celulolítica e ajudá-los com a caracterização molecular de enzimas ativas na hidrólise da parede celular, e a análise de misturas de celulases produzidas e secretadas pelos fungos crescidos em bagaço de cana-de-açúcar. Além disso, em colaboração com grupos da ciência dos materiais e grupos de engenharia nós pretendemos estudar sistmaticamente modificações causadas na estrutura do bagaço de cana-de-açúcar em resposta ao pré-tratamento e à hidrólise enzimática. Finalmente, nós combinaremos diferentes enzimas com alta capacidade hidrolítica para degradação do bagaço por produzir coquetéis enzimáticos com taxa de hidrólise otimizada e/ou mais alta digestibilidade da celulose e aplicá-las na sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar em escala piloto, preferencialmente.

    Cherry, J. R., & Fidantsef, A. L. (2003). Directed evolution of industrial enzymes: an update. Curr. Opin. Biotechnol., 14, pp. 438-443.

    Himmel, M., Ruth, M., & Wyman, C. (1999). Cellulase for commodity products from cellulosic biomass. Curr Opin Biotechnol., 10, pp. 358-364.

    Himmel, M. E., Ding, S.-Y., Johnson, D. K., Adney, W. S., Nimlos, M. R., Brady, J. W., Foust T.D. (2007). Biomass recalcitrance: Engineering plants and enzymes for biofuel production. Science, 315, pp. 804-807.

    Wyman, C. E. (1999). Biomass ethanol: Technical progress, opportunities and commecrial challenges. Annu. Rev. Enerry Environ., 24, pp. 189-226.


  • Lauricio Endres
    Instituição
    Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal de Alagoas - www.ufal.br
    Contato
    www.ufal.br Universidade Federal de Alagoas, Reitoria, Centro de Ciências Agrárias. BR 104 ? Norte, Cidade Universitária, 57072-970 - Maceio, AL ? Brasil, Skype: lauricio.endres (82) 3261 3470/3261 2967 lauricioendres@hotmail.com http://lattes.cnpq.br/5996213030952703
    Projeto
    Objetivos:

    - Uma análise diurna dos fluxos de CO2 e condutância do dossel das plantas; - Comportamento sazonal da evapotranspiração, assimilação de CO2 e condutância do dossel em relação ao índice de área foliar da cana irrigada.

    Objetivos:

    - Quantificar o consumo de água da cana em relação à área foliar e produtividade sob irrigação em quatro ciclos de cultivo.
    - Desenvolver modelos matemáticos dos parâmetros de clima e fenologia da planta para predizer a evapotranspiração da cana.
    - Ter uma clara correlação entre o seqüestro de carbono através da fotossíntese e exportação de carbono através da produção de cana.

    Pesquisadores:
    Lauricio Endres (coordenador local)
    José Leonaldo de Souza
    Geraldo Veríssimo de Souza Barbosa
    Vilma Marques Ferreira
    João Messias dos Santos
    Paulo Pedro da Silva
    Humberto Cristiano de Lins Wanderley Filho

  • Luciana Rossini Pinto
    Instituição
    IAC - Centro de Cana, Instituto Agronômico de Campinas, Ribeirão Preto -
    Contato
    http://iac.weblevel.com.br/areasdepesquisa/cana/centrocana.php?pg=inicialcana
    http://lattes.cnpq.br/0521632028869246
    Centro de Cana - Instituto Agronômico de Campinas
    Anel viário - contorno sul, Km 321
    CP 206, CEP 14001-970, Ribeirão Preto, SP
    Fone (16) 39195959
    Projeto
    Uma vez que a biomassa vem ganhando cada vez mais atenção para a produção de energia, os melhoristas de cana-de-açúcar estão sendo desafiados para desenvolver novas variedades de cana com alto conteúdo de biomassa e adaptadas às diferentes regiões de cultivo, principalmente, àquelas de condições mais adversas. O desenvolvimento de novas variedades com alta biomassa irá demandar germoplasma apropriado como fonte de genes para produção de biomassa e alto teor de fibra, em geral, encontrado, por exemplo, nos representantes de Saccharum spontaneum e dos gêneros Erianthus e Miscanthus. O laboratório associado IAC - Centro de Cana, Instituto Agronômico de Campinas, Ribeirão Preto, nos últimos anos, tem concentrado esforços em estabelecer, no Brasil, uma Coleção Pública de Germoplasma do Estado de São Paulo, representativa da variabilidade genética contida no Complexo Saccharum. O estabelecimento de uma coleção de germoplasma é um dos objetivos do projeto, juntamente com a caracterização agronômica, citogenética e molecular dos novos acessos. As ações desenvolvidas no projeto irão permitir iniciar um programa de ampliação da base genética para promover a introgressão de novos genes para aumentar o conteúdo de açúcar e biomassa. Para atingir os objetivos do projeto, o primeiro passo foi à adequação do Quarentenário do IAC "Emílio Bruno Germek? localizado em Campinas, SP, para quarentena dos acessos do Complexo Saccharum. Esta meta foi atingida, com financiamento do Projeto do INCT, pela construção de um novo compartimento de quarentena especialmente desenhado para atender os requerimentos de quarentena de cana-de-açúcar
  • Marcelo Ehlers Loureiro
    Instituição
    Laboratório de Fisiologia Molecular, Departamento de Biologia Vegetal, Universidade Federal de Viçosa
    Contato
    Av PH Rolfs sn, Predio CCBII, sala 428, Viçosa (MG) CEP 36570-000 Tel +55 38992576 Fax +55 38992580. (31) 3899 2576 mehlers@ufv.br http://lattes.cnpq.br/5331401908040273
    Projeto
    Os principais objetivos de nosso subprojeto dentro do INCT-Bioetanol é a caracterização dos mecanismos de controle da síntese e da parede celular e tolerância a seca na cana-de-açúcar, de forma a criar métodos rápidos que permitam auxiliar o melhoramento da Ridesa para obter bagaço com menor recalcitrância para a produção de etanol de segunda geração, e clones de cana de açúcar com maior eficiência do uso da água. Visto a ausência de qualquer literatura disponível sobre composição da parede e sua variação em cana, e a importância desta caracterização para avaliar a possibilidade de melhoramento para estas características, iniciamos este trabalho básico inicialmente. Primeiramente estudamos a variabilidade no teor de lignina Klason em caules de 20 clones, selecionados entre 286 clones, e classificados, na primeira colheita, como os 10 de maior teor de lignina e os 10 com menor teor de lignina. Observamos que no segundo ano, as mesmas 20 plantas com teores extremos no primeiro ano, não o forma no segundo ano. Estudando a herdabilidade genética entre os 286 clones, observamos que o coeficiente herdabilidade genético era em torno de 0,30, enquanto que o de variação ambiental era de 1,5%. Estes dados permitiram concluir que o ganho genético será muito baixo para a seleção de cana-de-açúcar com teores alterados de lignina. Procuramos também estudar a variação no teor de lignina e verificar sua recalcitrância. Utilizando 5 clones com alto teor de lignina e 5 com baixo teor (variando até 11% no teor de lignina) verificamos que somente, bem como entre S. spontaneum e RB86-7515, observamos que quando genótipos distintos eram comparados, que a correlação negativa entre o teor de lignina e a recalcitrância era de apenas 0,46. Estes dados indicaram que outros componentes da parede também influenciam a recalcitrância, mas fomos capazes de excluirmos os componentes da lignina solúvel, visto que a mesma não afetou a recalcitrância. Estudamos também a variação espacial e temporal da deposição de lignina comparando S. spontaneum e RB86-7515. Na primeira observamos deposição mais precoce da lignina, possuindo maior teor da mesma nos entrenós 1 e 5, mas não no entrenó 9. Espacialmente, enquanto no híbrido moderno a lignificação se concentra nos feixes vasculares e envoltos deles, a deposição de lignina em S. spontaneum ocorre em todas as células do parênquima fundamental do caule. A relação S/G de S. spontaneum é maior que a observada para a RB 867515, e esta relação aumenta com a idade do entrenó. Quando a recalcitrância é comparada entre os entrenós, observamos que para RB 7515, a recalcitrância é maior quando mais velho for o entrenó, sendo observado o mesmo apenas quando comparamos os entrenós 1 e 5 em S. spontaneum. Destes estudos concluímos que é melhor estudar a regulação da biossíntese estudando a diferença entre entrenós de uma mesma planta, do que entre clones contrastantes. Adicionalmente, seleção para características de membrana não é uma estratégia eficiente de seleção, sendo mais adequado utilizar uma avaliação em larga escala da recalcitrância a sacarificação.
    Em conjunto com o Prof. Lauricio Endres (UFAL) e Marcelo Menossi (UNICAMP), estamos estudando diferenças entre genótipos contrastantes em sua resposta a seca, detalhando mudanças proteômicas no cloroplasto e metabolismo do ABA associado a tolerância a este estresse. Observamos que sob estresse hídrico, a variedade 7515 foi mais tolerante a seca que a variedade 356, e que houve na última maior dano oxidativo. Adicionalmente, observamos que a atividade da SOD não foi correlacionada com a tolerância, ao contrario da atividade da catalase, a qual foi maior no cultivar tolerante. No momento estamos analisando o teor de ABA em folhas e raízes, bem como o perfil metabólico destes órgãos, ao mesmo tempo em que estamos analisando a expressão de genes possivelmente ligados a tolerância à seca. Já foi implantado o experimento de seca em casa de vegetação de forma a isolar os cloroplastos para estudar alterações no seu proteoma em resposta a seca.
  • Marcelo Menossi
    Instituição
    Departamento de Genética, UNICAMP
    Contato
    (19) 3521 6236/3521 5013 menossi@unicamp.br http://lattes.cnpq.br/9861339870761985
    Projeto
    Biólogo formado pela Unicamp com doutorado em genética vegetal pela Universitat de Barcelona. Professor Livre Docente do Departamento de Genética e Evolução da Unicamp e Diretor de Propriedade Intelectual da Agência de Inovação da Unicamp. Atua na área de genômica funcional de plantas, com ênfase na descoberta de genes associados a características agronômicas de interesse em cana e milho. Possui trabalhos com cana de açúcar que permitiram avaliar a expressão gênica associada à resposta ao frio, hormônios ABA e MeJA, desenvolvimento de plântulas de cana, acumulação de sacarose, bem como na área de desenvolvimento de software de análise de expressão gênica e localização subcelular de proteínas de cana.
  • Marcio de Castro
    Instituição
    Laboratório de Biologia Molecular de Plantas, Departamento de Genética, Esalq/USP
    Contato
    http://biomol.esalq.usp.br e http://bioinfo.esalq.usp.br Departamento de Genética, ESALQ, Universidade de São Paulo, Av. Pádua Dias, 11 - C.P. 83, CEP 13400-970 Piracicaba, SP, Brazil, (19) 3429 4442 mdcsilva@esalq.usp.br http://lattes.cnpq.br/8555278845050226
    Projeto
    Em nosso laboratório estamos interessados em duas áreas principais de pesquisa: 1) transporte intracellular de proteínas e, 2) estudo da interação planta-insetos herbívoros. Estes temas têm sido desenvolvidos com sucesso ao longo dos anos aos quais o grupo teve reconhecimento nacional e internacional. Nossa contribuição para estas áreas pode ser constatada pela publicação de artigos em revistas internacionais de impacto além da atuação como referee de importantes revistas científicas e também de Agências de Fomento nacionais e internacionais. Um Projeto Temático em andamento envolve projetos de pesquisa nestas duas áreas.

    A interação planta-insetos herbívoros é um sistema dinâmico, submetido a variações contínuas e alterações. As plantas desenvolveram diferentes mecanismos para reduzir o ataque de insetos, via ativação de respostas específicas que ativam cascatas metabólicas diferentes que alteram consideravelmente sua composição química e aspectos físicos. Por outro lado, os insetos desenvolveram várias estratégias para superar as barreiras produzidas pelas plantas, permitindo a sua alimentação, crescimento e reprodução nas plantas hospedeiras. Este projeto tem por objetivo responder importantes questões relacionadas à complexa interação entre a cana-de-açúcar e insetos herbívoros, utilizando-se de várias abordagens, que incluem: 1) caracterizar a resposta da cana às principais pragas da cultura, 2) entender os mecanismos adaptativos dos insetos praga às defesas das plantas, 3) analisar em larga escala a expressão de serino proteinases (SP) e inibidores de proteinases (IP) de cana em resposta à herbivoria causada pela broca da cana (Diatraea saccharalis) e efetuar estudos de genômica funcional.
  • Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli
    Instituição
    Laboratório de Microbiologia/Biologia Celular, Departamento de Biologia e Laboratório de Biofísica Molecular, Departamento de Química, FFCLRP, USP
    Contato
    www.ffclrp.usp.br Universidade de São Paulo ? Campus de Ribeirão Preto, FFCLRP-USP Departamento de Biologia, Av Bandeirantes, 3900 ? CEP 14040-901 Bairro Monte Alegre Ribeirão Preto-SP-Brasil (16) 3602 4680 polizeli@ffclrp.usp.br http://lattes.cnpq.br/0162059400153020
    Projeto
    O Laboratório de Microbiologia/Biologia Celular do Departamento de Biologia da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, USP tem quatro docentes responsáveis, sendo Dr. Héctor Francisco Terenzi (professor titular aposentado); Dr. João Atílio Jorge (professor titular); Dra. Maria de Lourdes T. M. Polizeli (professora associada); Dr. Luis Henrique Souza Guimarães (professor doutor). O Laboratório conta com dois Pós Doc, sob supervisão da Profª. Maria de Lourdes. Em nível de Pós-graduação há onze doutorandos e sete mestrandos. Os docentes são vinculados aos Programas de Pós-graduação em Bioquímica (FMRP-USP); Biologia Comparada (FFCLRP-USP) e Biotecnologia (IQ, UNESP, Araraquara). O Laboratório também recebe sete alunos de Iniciação científica do Departamento de Biologia e de diferentes Faculdades. No total, o laboratório tem vinte e sete alunos nos distintos graus acadêmicos e conta com apoio de três técnicos. O Laboratório conta com o apoio de Laboratórios da FFCLRP, FCFRP, FMRP-USP para desenvolvimento de técnicas específicas, assim como mantem contato com Laboratórios no exterior para expressão heteróloga de proteínas, imobilização enzimática e ampliação da produção enzimática em larga escala, utilizando fermentação de tanque agitado e air-lift.
    A linha de pesquisa do Laboratório é voltada para o estudo de enzimas produzidas por fungos filamentosos. As enzimas estudadas são pertencentes ao metabolismo de açúcar (trealase) e de fosfato (fosfatases ácidas e alcalinas), ou são enzimas de aplicação industrial, como tanases, invertases, fitases, lipases, pectinases, entre outras. Os alunos sob orientação da Profª. Maria de Lourdes vem realizando um rigoroso programa de prospecção de fungos biodegradadores de polímeros da parede celular de plantas. A proposta tem como alvo desenvolver um portfólio de biocatalisadores de origem fúngica, que podem ser combinados para formar um coquetel enzimático, capaz de sacarificação da biomassa, como bagaço e palhas de cana de açúcar visando a produção de açúcares fermentescíveis por leveduras produtoras de etanol de segunda geração.
    Em paralelo ao programa de prospecção de microrganismos, o grupo de pesquisa está interessado na produção e caracterização enzimática usando uma bateria de técnicas microbiológicas e bioquímicas, acopladas a abordagens de biologia estrutural e molecular. Fungos prospectados nestes últimos tempos, como o Aspergillus niveus, já tiveram um conjunto de xilanases e celulases clonadas e expressas de forma heteróloga em A. nidulans A773 e que apresentam potencial também no branqueamento de polpa de celulose, para a fabricação do papel. Desta forma, a proposta visa buscar na nossa biodiversidade, fungos com produção expressiva de enzimas com importância econômica no cenário industrial e contribuir para a diminuição da contaminação do meio ambiente desde que para a produção enzimática são priorizados resíduos agrícolas, agro-industriais ou florestais, submetidos ou não a diferentes estratégias de tratamentos físico-químicos.

    Imagem: Screening para seleção de fungos filamentosos que desenvolvem em altas temperaturas, denominados termofílicos. Seleção de Aspergillus niveus, com crescimento a 50ºC.
  • Michel Georges Albert Vincentz
    Instituição
    Departamento de Genética, Instituto de Biologia, UNICAMP http://www.cbmeg.unicamp.br/
    Contato
    http://www.cbmeg.unicamp.br/ http://www.cbmeg.unicamp.br/node/26 (19) 3521 1140 mgavince@unicamp.br http://lattes.cnpq.br/9342074717900720
    Projeto
    Variação alélica em cana de açúcar: quantificação do polimorfismo de seqüência
    Michel Georges Albert Vincentz

    O projeto visa contribuir para desvendar a complexidade do genoma da cana de açúcar e entender melhor a evolução de um genoma poliplóide. Para atingir este objetivo, seguimos duas vertentes principais: uma delas envolve o seqüenciamento, a anotação e a análise dos polimorfismos e evolução de três regiões homo/homeólogas do genoma da cana de açúcar (cultivar R570); a outra corresponde à análise dos polimorfismos de seqüência e da homeostase de expressão de 20 genes pequenos (até 1500pb) do genoma de cana de açúcar, os quais também estarão sob análise evolutiva.

    Seqüenciamento, anotação e análise polimórfica e evolutiva das regiões homo/homeólogas do genoma da cana de açúcar.

    O seqüenciamento e anotação das três regiões genômicas envolvendo os genes de dosagem aparentemente única Leafy (LFY), TOR quinase (TOR) e Fitocromo C (PHYC) será realizado em conjunto com o grupo GaTE (Dra. Marie Anne Van Sluys, ICB, USP São Paulo) através de pirosseqüenciamento no sistema 454 Genome Sequencer FLX (Roche) de clones de BACs selecionados da coleção R570.
    Baseando-se nos estudos genômicos sobre o número de alelos desta cultivar, esperávamos obter cerca de 10 BACs homo/homeólogos para cada região, num total aproximado de 30 BACs a serem seqüenciados, anotados e analisados.
    Para a seleção dos BACs adotamos a estratégia de triagem por PCR de pool 3D elaborado pelo grupo GaTE em colaboração com CNRGV (Toulouse-França, http://cnrgv.tolouse.inra.fr/en). Foram realizadas cerca de 2000 reações de PCR pelas quais pudemos identificar 27 clones de BACs positivos para as três regiões homo/homeólogas, sendo 10 clones para LFY, 10 para TOR e 7 para PHYC (Figura 1).


    Análise dos polimorfismos de seqüência e de expressão de 20 genes pequenos (até 1500pb) do genoma de cana de açúcar.

    Nesta parte do projeto, pretendemos avaliar quantitativa e qualitativamente a variação alélica de genes únicos de cana e a homeostasia de expressão dos alelos dentro de uma população segregante. Identificamos e selecionamos 20 genes pequenos de cana de açúcar que possuem ortologia 1 para 1 quando se compara cana e sorgo. Destes, 10 correspondem a genes pertencentes a famílias multigênicas e 10 são genes órfãos (não se encaixam em famílias multigênicas), sendo que para ambos 5 dos genes possuem íntrons e 5 não possuem. Os genes serão amplificados a partir do DNA genômico extraído dos dois parentais de uma população segregante do IAC (Instituto Agronômico de Campinas) e clonados em pGEM-T Easy (Promega) para seqüenciamento dos alelos. A Figura 2 apresenta o padrão de amplificação dos genes escolhidos.

    Figura 1: Triagem da biblioteca de BACs por PCR de pool 3D.

    Figura 2: Amplificações de 20 genes únicos de cana de açúcar.

  • Marcos Guimarães de Andrade Landell
    Instituição
    IAC - Centro de Cana, Instituto Agronômico de Campinas, Ribeirão Preto
    Contato
    Centro de Cana - Instituto Agronômico de Campinas, Anel viário - contorno sul, Km 321, CP 206, CEP 14001-970, Ribeirão Preto, SP, (16) 3919 5959 mlandell@iac.sp.gov.br http://lattes.cnpq.br/6553238469370344
    Projeto
    Uma vez que a biomassa vem ganhando cada vez mais atenção para a produção de energia, os melhoristas de cana-de-açúcar estão sendo desafiados para desenvolver novas variedades de cana com alto conteúdo de biomassa e adaptadas às diferentes regiões de cultivo, principalmente, àquelas de condições mais adversas. O desenvolvimento de novas variedades com alta biomassa irá demandar germoplasma apropriado como fonte de genes para produção de biomassa e alto teor de fibra, em geral, encontrado, por exemplo, nos representantes de Saccharum spontaneum e dos gêneros Erianthus e Miscanthus. O laboratório associado IAC - Centro de Cana, Instituto Agronômico de Campinas, Ribeirão Preto, nos últimos anos, tem concentrado esforços em estabelecer, no Brasil, uma Coleção Pública de Germoplasma do Estado de São Paulo, representativa da variabilidade genética contida no Complexo Saccharum. O estabelecimento de uma coleção de germoplasma é um dos objetivos do projeto, juntamente com a caracterização agronômica, citogenética e molecular dos novos acessos. As ações desenvolvidas no projeto irão permitir iniciar um programa de ampliação da base genética para promover a introgressão de novos genes para aumentar o conteúdo de açúcar e biomassa. Para atingir os objetivos do projeto, o primeiro passo foi à adequação do Quarentenário do IAC "Emílio Bruno Germek” localizado em Campinas, SP, para quarentena dos acessos do Complexo Saccharum. Esta meta foi atingida, com financiamento do Projeto do INCT, pela construção de um novo compartimento de quarentena especialmente desenhado para atender os requerimentos de quarentena de cana-de-açúcar
  • Monalisa Sampaio Carneiro
    Instituição
    IAC - Centro Ciências Agrárias Universidade Federal de São Carlos
    Contato
    (19) 3543 2612/3543 2644 monalisa@cca.ufscar.br http://lattes.cnpq.br/2696490871291334
    Projeto
    Agrônoma, mestrado em Ciências Agrárias pela Universidade Federal da Bahia (1997) e doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas na Escola Superior de Agricultura ‘Luiz de Queiroz’(ESALQ), Universidade de São Paulo (USP). Atualmente, é professora adjunta e faz pesquisa na área de biotecnologia no Programa de Melhoramento Genético de Cana-de-açúcar da RIDESA.
  • Munir Salomão Skaf
    Instituição
    Instituto de Química - UNICAMP
    Contato
    (19) 3521 3093 skaf@iqm.unicamp.br http://lattes.cnpq.br/8867390850809735
    Projeto
    Graduação em Física pela Universidade Estadual de Campinas, doutorado (PhD) - State University of New York at Stony Brook, pós-doutorado pela Colorado State University, EUA e Livre Docente pela Universidade Estadual de Campinas. Professor Associado do Departamento de Físico-Química do Instituto de Química da UNICAMP e coordenador do Grupo de Dinâmica Molecular. Possui trabalhos com química teórica e computacional desenvolvendo e aplicando métodos baseados em dinâmica atomística para investigar propriedades termodinâmicas, estrutura e dinâmica de uma ampla variedade de sistemas físico-químicos e biomoleculares, cobrindo desde sistemas líquidos, interfaces, sistemas nano estruturados, biomembranas, carbohidratos e proteínas.
  • Nei Pereira Junior
    Instituição
    Laboratórios de Desenvolvimento de Bioprocessos, Departamento de Engenharia Bioquímica, UFRJ
    Contato
    (21) 2562 7644/2562 7645 nei@eq.ufrj.br http://lattes.cnpq.br/7992694643607149
    Projeto
    Engenheiro Químico (EQ/UFRJ), Mestre em Tecnologia de Processos Bioquímicos (EQ/UFRJ) e Doutorado em Biotecnologia (The Victoria University of Manchester, UK). Professor Titular da Escola de Química da UFRJ. Coordena trabalhos de pesquisa acadêmica e tecnológica nos Laboratórios de Desenvolvimento de Bioprocessos e Bioprodutos do Departamento de Engenharia Bioquímica principalmente trabalhos focados na produção de biocombustíveis, enzimas, antibióticos, edulcorantes, ácidos orgânicos, biossurfactantes, incluindo também estudos voltados ao biotratamento de efluentes e resíduos recalcitrantes industriais. É também superintendente acadêmico da Pró-Reitoria de Pós-graduação e Pesquisa da UFRJ e coordenador nacional da Rede Temática em Bioprodutos da PETROBRAS.
  • Paulo Seleghim Junior
    Instituição
    Departamento de Engenharia Mecânica, USP-São Carlos
    Contato
    (16) 3373 9416 seleghim@sc.usp.br http://lattes.cnpq.br/7908775368079914
    Projeto
    Graduado em Engenharia Mecânica pela Universidade de São Paulo, mestre em Engenharia Mecânica São Carlos pela Universidade de São Paulo, DEA em Mecanique Des Fluides - Institut National Polytechnique de Grenoble e doutorado em Mecanique Des Fluides - Comissariat à L'energie Atomique. Professor Titular da Universidade de São Paulo, desenvolvendo projetos de pesquisa na área de Escoamentos Multifásicos Industriais e ocupa os cargos de Chefe do Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos e Presidente da Comissão de Pesquisa da EESC/USP.
  • Rejane Jurema Mansur Custódio Nogueira
    Instituição
    Laboratório de Fisiologia Vegetal, Departamento de Biologia, Universidade Federal Rural de Pernambuco
    Contato
    http://lfv-ufrpe.jimdo.com/equipe/
    Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE
    Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos - CEP: 52171-900 - Recife/PE
    Professora Associada II do Departamento de Biologia - UFRPE
    Laboratório de Fisiologia Vegetal - UFRPE
    (81)
    Projeto
    O trabalho da pesquisadora e da equipe do Laboratório de Fisiologia Vegetal da UFRPE sob sua coordenação, junto ao INCT do BIOETANOL está direcionado a avaliação dos mecanismos de respostas frente ao estresse hídrico, em variedades contrastantes quanto aos teores de fibra (alta e baixa); teores de sacarose (alta e baixa) e desenvolvimento do sistema radicular (raso e profundo). Para tanto, em experimentos com estresse hídrico induzido por supressão hídrica e indução com PEG 6000, são utilizados para melhor avaliação das respostas, parâmetros fisiológicos como: crescimento (altura da planta, diâmetro do colmo, número de folhas, número de perfilhos, área foliar, produção e alocação de biomassa seca para os diversos órgãos); relações hídricas (potencial hídrico foliar, teor relativo de água e pressão de turgescência foliar); trocas gasosas (fotossíntese, transpiração, condutância estomática, concentração interna de CO2, temperatura foliar, eficiência do uso da água intrínseca e instantânea, bem como a eficiência de carboxilação), pigmentos fotossintéticos (clorofilas, a, b, total e carotenóides, estimativa do índice de clorofila total – SPAD, eficiência quântica do PSII) e análises bioquímicas (teores de açúcares solúveis, prolina livre, aminoácidos, proteína, sacarose, trealose, nitrogênio aminossolúvel, glicinabetaína e ácido abscísico-ABA). Estas análises são realizadas no Laboratório de Fisiologia de Plantas sob Estresses Abióticos, excetuando-se as do ácido abscísico (ABA) e trealose.
    Até o momento, foram realizados experimentos com plantas jovens de cana-de-açúcar, variedades RB99395 e RB98710, precoces, ricas em sacarose, sendo o açúcar da primeira de coloração escura. Essas plantas foram obtidas a partir de micropropagação e limpeza clonal, procedentes da Estação Experimental de Cana-de-Açúcar do Carpina - EECAC/UFRPE. As mesmas foram cultivadas em casa-de-vegetação do Departamento de Biologia/UFRPE, por um período de 75 dias e como principais resultados, destacam-se:

    CRESCIMENTO

    Altura, diâmetro do colmo, número de folhas e número de perfilhos.

    De uma forma geral a seca provocou redução no crescimento das duas variedades, porém as mesmas não apresentaram diferenças significativas entre si quanto à altura das plantas em todos os tratamentos. Apenas o estresse severo (40% da CP) diferiu dos demais. Em termos percentuais, essas reduções foram de 45,6% para a variedade RB99395 e de 36,7% para a RB98710 no tratamento mais severo, quando comparado ao controle.
    Com relação ao diâmetro do colmo, reduções também foram verificadas para as duas variedades, sendo que, este variou significativamente em todos os tratamentos para a RB99395. Vale salientar que esta variedade possui um colmo mais fino que a RB 98710. Os menores valores foram observados para o tratamento mais estressado (40% da CP), em ambas as variedades. Em termos percentuais, estas reduções foram da ordem de 29,7% (RB98710) e de 23,1% (RB99395).
    O número de folhas também foi reduzido nas duas variedades com a imposição do estresse, sem diferença significativa entre elas apenas no tratamento mais severo.
    O número de perfilhos foi influenciado pelo estresse hídrico. Com menor disponibilidade de água a RB98710 perfilhou mais do que a RB99395, evidenciando que o estresse foi o estimulador dessa maior produção.

    RELAÇÕES HÍDRICAS

    O potencial hídrico foliar foi avaliado em intervalos de 4h, variando entre -0,2MPa a -1,5 MPa.
    Conforme esperado, o potencial foi mais negativo nas plantas submetidas a 40% da CP e no horário de maior demanda evaporativa. A variedade RB99395 apresentou os valores mais negativos do potencial (-1,5 MPa), às 12h. Ambas as variedades recuperaram a turgescência foliar às 20h.
    As plantas das duas variedades, submetidas ao estresse severo, sofreram redução no Teor Relativo de Água ao meio-dia, com posterior recuperação e manutenção nos demais horários.
    A pressão de turgescência oscilou entre os horários de avaliação. As 12h foram verificadas diferenças significativas entre as variedades e entre os tratamentos, sendo que a RB99395, no tratamento 40% da CP diferiu significativamente dos demais, os quais foram semelhantes entre si. A variedade RB98710 manteve-se mais estável, pois normalmente, nos horários de maior demanda evaporativa, as folhas apresentam sintomas de flacidez, com posterior recuperação no decorrer da tarde, o que não ocorreu com a variedade RB99395, a qual manteve a maior turgescência ao meio-dia.
    A fotossíntese das plantas foi maior no horário das 12h para as duas variedades. Neste horário foram observadas diferenças significativas entre as plantas da variedade RB98710 (maiores valores de fotossíntese) e RB99395 (menores valores de fotossíntese) no tratamento 100% da CP. Também foi observado que a variedade RB98710, no tratamento 40% da CP elevou a taxa fotossintética a partir das 12h, denotando que a fotossíntese não foi prejudicada com a imposição do estresse. No início da manhã, as 8h, não foram verificadas diferenças significativas na transpiração, para os tratamentos e nem para as variedades estudadas. Já ao meio-dia, horário de maior demanda evaporativa, houve aumento nos valores de transpiração, sendo mais evidenciado em RB 98710, no tratamento 100% da CP. Sob tratamento de estresse severo, RB 99395 restringiu mais as perdas de água, quando comparada com a RB98710. No final da tarde (16h), conforme esperado, foi verificada restrição na transpiração em todos os tratamentos para ambas as variedades, exceto para a RB99395 no tratamento 40% da CP.
    Com relação à condutância estomática, diferenças significativas foram observadas as 12 e 16h entre os tratamentos para as duas variedades estudadas. Comparando as variedades entre si, sob condições de mais baixa disponibilidade hídrica a variedade RB98710 mostrou-se com um grau de abertura estomática mais eficiente que a variedade RB99395.

    PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS

    Para os teores de clorofila a, b, total e carotenóides não foram observadas diferenças significativas nas folhas de cana-de-açúcar em nenhuma das duas variedades e nem entre os tratamentos impostos, no período de 60 dias.
    Diferenças significativas também não foram verificadas na fluorescência da clorofila a (Fv/Fm) às 4 h e 12h, para ambas as variedades em todos os tratamentos, denotando que esta variável não é indicadora fisiológica (quando analisada isoladamente) para detectar efeitos da deficiência hídrica, nas condições em que foram montadas o presente experimento.


  • Richard John Ward
    Instituição
    Laboratório de Microbiologia/Biologia Celular, Departamento de Biologia e Laboratório de Biofísica Molecular, Departamento de Química, FFCLRP, USP
    Contato
    (16) 3602 4384 rjward@fmrp.usp.br http://lattes.cnpq.br/3206924209579873
    Projeto
    Graduação em Fisiologia - University of Sheffield-UK e doutorado em Biofísica - The Oxford Research Unit Oxford-UK. Fez pós-doutorado em Biologia Estrutural no European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Heidelberg, Alemanha e Biologia Molecular no Institut fur Medizinische Mikrobiologie, Universitat Mainz, Alemanha. Professor associado do Deparmento de Biologia, FFCLRP, USP - Ribeirão Preto. Trabalha com técnicas de bioinformática, clonagem CDS e construção de bibliotecas. Aplicação de enzimas industriais em biobranqueamento de polpa de celulose e biorefinaria de biomassa. Análise proteômica de cepas com atividade celulolítica dos extratos intracelular e extracelular de fungos e bactéria.
  • Sandra Regina Ceccato Antonini
    Instituição
    Laboratório Microbiologia Agrícola e Molecular, Departamento de Tecnologia Agroindustrial e Sócio-Economia Rural, UFSCar-Campus de Araras
    Contato
    http://blog.cca.ufscar.br/lamam/
    Laboratório de Microbiologia Agrícola e Molecular, Via Anhanguera, km 174 ? C.P. 153 ? 13600-970 ? Araras ? SP
    Universidade Federal de São Carlos ? Centro de Ciências Agrárias
    (19) 3543 2676 antonini@cca.ufscar.br http://lattes.cnpq.br/760079
    Projeto
    O grupo consiste da profa. Sandra, coordenadora do sub-projeto, da aluna de doutorado Cristina Martini (UNESP-Rio Claro, bolsista Capes), da bolsista IC Maisa Helena Heluany (Fapesp), da bolsista IC Ana Ligia Buzolin (CNPq) e da bolsista DTI Carolina Brito Codato (CNPq). O grupo tem trabalhado com diferentes abordagens visando a seleção de linhagens de leveduras fermentadoras de pentoses e otimização de meio de cultura visando melhor rendimento. Estão sendo feitos isolamentos de caldo de cana, de bagaço de cana e de palha de milho em meios de cultura seletivos contendo xilose ou arabinose como única fonte de carbono e em seguida, os isolados estão sendo testados em meios de fermentação para seleção de linhagens fermentadoras de pentoses. Os testes de otimização do meio de cultura estão sendo realizados em escala de frascos em meios sintéticos, variando-se a agitação, pH e nutrientes. Paralelamente estão sendo realizados testes de evolução dirigida com uma linhagem de Pichia caribbica, fermentadora de arabinose e isolada de caldo de cana, visando a obtenção de células mais adaptadas à meios com concentração crescente de pentose. Linhagens de Dekkera bruxellensis, isoladas como contaminantes em processos fermentativos para produção de etanol combustível, também apresentaram potencial para produção de etanol a partir de xilose e arabinose.
  • Sandro Roberto Marana
    Instituição
    Depto. de Bioquímica, Instituto de Química ? USP
    Contato
    http://www2.iq.usp.br/docente/?id=srmarana Instituto de Química - USP - Depto. de Bioquímica, Av. Prof. Lineu Prestes, 748 - bloco 10 superior - sala 1054, (11) 3091 3810 srmarana@iq.usp.br http://lattes.cnpq.br/9398487439130303
    Projeto
    DESENVOLVIMENTO DE BETA-GLICOSIDASES DESENHADAS PARA AUMENTAR A EFICIÊNCIA DE SISTEMAS CELULÁSICOS NÃO-COMPLEXADOS

    A velocidade da hidrólise enzimática de celulose decresce ao longo do andamento da reação, o que leva a uma perda de produtividade neste processo. Uma das causas deste problema é a inibição das endoglucanases e celobiohidrolases por celobiose, produto de suas próprias ações combinadas (JØrgensen et al., 2007).
    A fim de superar esta limitação, será construída uma proteína quimérica resultante da fusão de uma beta-glicosidase e um “Módulo de ligação de celulose” (CBM; Carbohydrate Binding Module). A presença do CBM irá direcionar esta proteína quimérica para a superfície das fibras de celulose e nesta condição a beta-glicosidase poderá reduzir a concentração de celobiose diretamente no ambiente onde atuam as endoglucanases e celobiohidrolases.
    Este projeto também pretende selecionar beta-glicosidases que apresentem alta especificidade e atividade sobre celobiose através de “evolução dirigida”. Além disso, redes de conexão entre aminoácidos envolvidas na determinação da especificidade pelo substrato deverão ser identificadas através de mutagênese aleatória, análise de acoplamento estatístico e determinação de estruturas cristalográficas.
    Para atingir estes objetivos serão utilizadas a beta-glicosidase digestiva da lagarta Spodoptera frugiperda (Sfbgli) e o “Módulo de Ligação de Celulose” da endoglucanase EngXCA de Xhantomonas axonopodis pv citri (CBMXAC).
  • Marie-Anne Van Sluys
    Instituição
    Laboratório de Genômica e Elementos de Transposição, Departamento de Botânica, IB-USP
    Contato
    (11) 3091 7759 e-mail: mavsluys@gmail.com http://lattes.cnpq.br/5131787064674647
    Projeto
    Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (1983) e doutorado pela Universite de Paris XI (Paris-Sud). Professora Titular do Departamento de Botânica da Universidade de São Paulo, responsável pelo laboratório GaTE-LBMP que tem como foco central estudar o impacto de elementos de transposição na estrutura, função e diversificação de genomas bacterianos e de plantas. Possui trabalhos na área de Genética, com ênfase em Biologia Molecular de Plantas, atuando principalmente nos seguintes temas: genômica, reparo de DNA em plantas e elementos de transposição em bactérias e plantas.
  • Tercilio Calsa Junior
    Instituição
    Laboratório de Genética Molecular, Departamento de Genética,Universidade Federal de Pernambuco
    Contato
    http://www.ufpe.br/ccb e http://www.ufpe.br/ppgg (81) 2126 8520 terciliojr@yahoo.com.br http://lattes.cnpq.br/2775650529232362
    Projeto
    Dentre os objetivos inicias, amostras de casa-de-vegetação foram obtidas. Uma vez que o grupo iniciou proteômica por 2D-PAGE/MS e SAGE em projetos correlatos com cana-de-açúcar, estas plataformas de análise foram estabelecidas. Plantas cultivadas em solo argiloso ou arenoso foram coletadas de experimento colaborativo com grupo da Dra. Rejane Mansur (UFRPE), o qual mediu parãmetros fisiológicos relatives ao estresse por seca. Genótipos contrastantes para tolerancia à seca RB98710 (sensível) e RB99395 (tolerante), foram gentilmete cedidos pela RIDESA (Rede Interuniversitária para Desenvolvimento do Setor Sucroalcooleiro). O material vegetativo para propagação dos genótipos inicialmente propostos (RB92579 e RB867515 tolerantes, RB72454 e RB855536 sensíveis) foram obtidos junto à RIDESA e utilizados em outro experimento em casa-de-vegetação para tramento de seca na UFPE. Amostras de raízes foram submetidas à extração de RNA (método com LiCl) e de poteínas totais (método fenólico) e quantificadas com sucesso Os proteomas radiculares têm sido definidos por 2D-PAGE, resultando na identificação de diferentes perfis entre tipos de solo, variedades de cana-de-açúcar e regime hídrico (100% ou 40% da capacidade do vaso), diferindo também na distribuição dos spots nas faixas de pI e PM. Análise das imagens de géis 2D permitiu a seleção de peptídeos diferencialmente expressos (DEP), spots exclusivos ou comuns em amostras distintas. Spots/peptídeos selecionados estão sendo identificados via MS e anotação presumível.
    Os resultados diretamente ligados ao INCT do Bioetanol compreendem a condução do experimento, obtenção das amostras, extração de RNA e proteínas totais, obtenção dos perfis 2D-PAGE e análise via MS. Embora parciais, os dados sugerem fortemente a detecção de proteínas diferencialmente expressas (e muito provavelmente, transcritos) associados a mecanismos de resposta à seca na planta C4 cana-de-açúcar. Adicionalmente, foi observada tendência significativa de respostas distintas ao deficit hídrico dependendo do genótipo (como esperado, uma vez que se trata de abordagem de genômica/proteômica genética) e do tipo de solo (que também é esperado, se o tamanho da partícula do substrato e a capacidade de adsorção é influente na absorção de água pelas raízes). O isolamento e identificação dos DEPs de diferentes tratamentos ajudará a se obter interpretação biológica dos dados funcionalmente relevante, e ligação aos perfis transcricionais/fisiológicos das mesmas amostras.
    Nosso grupo também está desenvolvendo outras pesquisas em proteômica de cana-de-açúcar sobre: resposta ao estresse por seca e salinidade (GenoProt-Finep/CNPq); respostas a patógenos/endofíticos; proteômica de parede celular; e peptidômica através de MS shot-gun. Assim, 2D-PAGE/MS para análise de proteome tem se mostrado viável, assim como a análise transcricional através de SAGE. Os resultados recentes de proteômica mostraram que dezenas/centenas de DEPs serão identificados.
  • Wanderley Dantas dos Santos
    Instituição
    Laboratório de Bioquímica de Plantas, Bioplan do Departamento de Bioquímica da Universidade Estadual de Maringá
    Contato
    (44) 30114717 R: 4717 e-mail: wanderley.dantasdossantos@gmail.com http://lattes.cnpq.br/5557224649687028
    Projeto
    Graduação em Ciências Biológicas. Fundação Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Jandaia do Sul, mestrado e doutorado em Biologia Celular pela Universidade Estadual de Maringá e pós doutorado pelo Instituto de Biociências, USP. Trabalhou com alelopatia, digestão enzimática, parede celular de cana de açúcar, estudou um método para aumentar a digestibilidade do bagaço da cana-de-açúcar e atualmente é professor de Bioquímica na Universidade Estadual de Maringá, onde investiga mecanismos alelopáticos e desenvolve projetos para produção de bionergia e investiga a arquitetura da parede celular no Laboratório de Bioquímica de Plantas.
Apoio