Gabriel Padilla.

studos de Biotecnologia Marinha tem importância estratégica para o desenvolvimento do Brasil, país que tem a segunda maior costa contínua do mundo. Neste contexto, as tecnologias voltadas para o uso sustentável de serviços de ecossistemas marinhos envolvendo recursos biológicos, genéticos, químicos e ecofisiológicos, são essenciais para o cumprimento dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável e demais metas das Nações Unidas pactuadas para a Década do Oceano. Contudo, ainda temos lacunas de conhecimento básico e o uso sustentável desses recursos permanece um desafio de difícil equacionamento. A Rede ProspecMar - Prospecção de Recursos Naturais e Serviços Ecossistêmicos a partir da Biodiversidade Marinha -, com caráter essencialmente multidisciplinar, envolve pesquisadores de 3 instituições Paulistas (USP, UNIFESP, UNESP) e 10 instituições colaboradoras nacionais (UFU, UFRJ, UFF, UFSC, UFC, UFPI, UFS, UFDPar, UFRN e IFPA), vem atuando ao longo de mais de uma década em parceria com a Rede Nacional de Pesquisa em Biodiversidade Marinha (SISBIOTA-Mar) e o Programa Ecológico de Longa Duração - Ilhas Oceânicas (PELD-ILOC). Essa colaboração foi estruturada sobre três pilares fundamentais, incluindo o entendimento das relações ecológicas no ambiente marinho, a compreensão da conectividade, diversidade genética e aspectos evolutivos do ambiente marinho e a prospecção de produtos marinhos a partir do entendimento do seu papel nas relações ecológicas. O grupo de pesquisadores reunidos como equipe desse projeto temático atua principalmente no terceiro pilar que tem como objetivos principais: 1.Contribuição à caracterização biológica, genética e química da biodiversidade marinha brasileira, em especial de invertebrados e microrganismos.2.Bioprospecção de substâncias ativas: estudos guiados por atividade biológica (em especial aqueles voltados para atividade anticâncer e antimicrobiana) e estudos alvos direcionados utilizando diferentes proteínas (IAPs, TBX2, proteassoma, stathimina) com funções descritas na biologia do câncer.3.Estudo pré-clínico de substâncias ativas (seriniquinonas, prodigininas, cromomicinas, eponemicinas) incluindo descrição de mecanismos de ação, desenvolvimento de formulações nanoestruturadas e validação da atividade em modelos in vivo.4.Estudos das respostas de sistemas holobiontes para entender os padrões de respostas às mudanças ambientais, integrar as informações obtidas usando análise multiparamétrica.5.Contribuir para o desenvolvimento de processos e produtos para a Biorremediação de ambientes eutrofizados6.Desenvolvimento de atividades relacionadas à Divulgação Científica, e programas de promoção à Educação em BiodiversidadeComo principais resultados, pretendemos avançar no estudo das 4 classes de substâncias identificadas no nosso processo temático anterior (2015/17177-6: Abordagem integrada na prospecção sustentável de produtos naturais marinhos: da diversidade a substâncias anticâncer) como moduladoras das proteínas-alvo de interesse. Esses subprojetos encontram-se em diferentes fases de andamento, e nessa etapa focaremos no uso de metodologias in vivo assim como no desenvolvimento de formulações para avançar no desenvolvimento pré-clínico. Além disso, ampliaremos o banco de microrganismos MicroMarin, realizaremos o isolamento de substâncias bioativas com vistas ao desenvolvimento de protótipos de fármacos anticâncer e antimicrobianos, assim como otimizaremos a produção de preservantes de origem microbiana que possam ser utilizados na indústria de cosméticos. Paralelamente, vamos investir no desenvolvimento de indicadores de impacto ambiental utilizando o conhecimento de sistemas holobiontes coralíneos e suas respostas ecofisiológicas às alterações globais. Todas essas estratégias são passíveis de proteção intelectual, agregam valor à nossa biodiversidade, e contribuem para a promoção da conservação dos eco

O objetivo do projeto INCT Holobiontes é entender a diversidade química de produtos naturais em contextos ecológicos amplos, apoiando o uso sustentável e a conservação da biodiversidade brasileira, buscando responder às questões: (i) Quais conhecimentos sobre biodiversidade emergem da integração de dados biológicos, químicos e ambientais? (ii) Como esse conhecimento pode ser aplicado em inovações farmacêuticas, cosméticas, agrícolas, restauração de ecossistemas e sociais? (iii) Como novas abordagens baseadas em grandes conjuntos de dados valorizam a biodiversidade? (iv) Como podemos viabilizar a integração de startups e grandes empresas com universidades para promover a inovação? (v) Como atuar na redução da desigualdade econômica e social em biodiversidade? Este projeto visa interligar pesquisa, inovação e extensão, formando recursos humanos qualificados e preocupados com os ODS e a transferência de tecnologia e renda para a sociedade. Para tanto, participam desta proposta pesquisadores de instituições públicas, comunidades locais, assentamentos, ONGs, que vem atuando em demandas sociais. A interação dos parceiros possibilitará a transferência de conhecimento e tecnologia, em especial a comunidades locais, focando na produção de insumos e geração de renda, além de agregar valor à pesquisa realizada nas universidades, promovendo a Bioeconomia com o desenvolvimento de bioprodutos. Assim, o INCT Holobionte catalisará o desenvolvimento científico de excelência atrelado à formação de jovens empreendedores e à inovação tecnológica e social.

? Desenvolvimento piloto de Aptasensor colorimétrico para detecção de Streptococcus agalactiae (grupo B) .
 1- Seleção de aptâmeros específicos para S. agalactiae pela técnica Cell-Selex
 2- Sequenciamento de nova geração NGS da biblioteca de oligonucleotídeos de DNA selecionada no item anterior, bem como 2 bibliotecas de etapas intermediárias da seleção para se averiguar a evolução do processo. 3- Determinação de constante de dissociação dos aptâmeros mais representativos da biblioteca final sequenciada, buscando os candidatos de maior afinidade pela bactéria alvo. 4- Acoplamento de aptâmero(s) escolhido(s) nas etapas anteriores com sistema de detecção colorimétrico baseado em nanomateriais. Determinação de limite de detecção do biossensor e teste de especificidade realizados in vitro. 6- Teste de detecção em amostras clínicas.

Objetivo 2 ? Desenvolvimento piloto de Aptasensor colorimétrico para detecção de Vírus Oropouche (OROV) - 

1- Seleção de aptâmeros específicos para Oropouche orthobunyavirus 2- Sequenciamento de nova geração NGS da biblioteca de oligonucleotídeos de DNA selecionada no item anterior, bem como 2 bibliotecas de etapas intermediárias da seleção para se averiguar a evolução do processo. 3- Determinação de constante de dissociação dos aptâmeros mais representativos da biblioteca final sequenciada, buscando os candidatos de maior afinidade pelo vírus alvo. 4- Acoplamento de aptâmero(s) escolhido(s) nas etapas anteriores com sistema de detecção colorimétrico baseado em nanomateriais.5- Determinação de limite de detecção do biossensor e teste de especificidade realizados in vitro. 6- Teste de detecção em amostras de campo (soro de voluntários e mosquitos coletados).

Streptomyces é um gênero de bactérias pertencente ao filo Actinobacteria que possui elevado potencial metabólico, sendo responsável pela produção de diversas moléculas bioativas, inclusive de atividade antimicrobiana. Apesar de diversos metabólitos secundários de Streptomyces já terem sido descritos, ainda há necessidade de exploração de novos compostos - principalmente devido ao fenômeno de resistência a antibióticos e antitumorais - em especial, de classes menos exploradas, como os lantibióticos. Entretanto, um dos principais desafios na exploração da produtos de Streptomyces é a dificuldade de obter a expressão de metabólitos em condições laboratoriais, dado que, análises genômicas revelam um número de clusters biossintéticos maior do que era esperado pela quantidade de moléculas obtidas experimentalmente. Deste modo, o trabalho atual se focaliza em explorar dados genômicos da linhagem Streptomyces sp. NBS 14-10, para realizar a clonagem de clusters selecionados num hospedeiro heterólogo que permitira maior expressão das moléculas desejadas. Foi realizada uma nova montagem do genoma da bactéria, sendo esta utilizada para mineração genômica favorecendo a escolha de clusters de lantipeptídeos para a clonagem. Estes clusters estão sendo clonados utilizando a técnica de clonagem TAR, que permite a montagem de plasmídeos com insertos grandes devido ao uso do sistema de recombinação de DNA de Saccharomyces cerevisiae, o qual, até o presente momento, tem tido alta eficácia na obtenção dos mutantes necessários para a transformação do hospedeiro heterólogo.

Estudos comparativos da produção de toxinas em Cnidarios. O papel das toxinas na fisiologia do produtor e as implicações destas nos organismos alvo. Impacto das toxinas no meio ambiente

Desde o inicio da pandemia de Covid 19 variadas abordagens estão sendo usadas para o combate a doença. O maior sucesso tem sido o desenvolvimento de vacinas. Entretanto devido a biologia particular do agente causante SARS COV-2, é fundamental poder contar com medicamentos antivirais que complementem a vacinação para o controle da doença. O projeto objetiva realizar a triagem fenotípica de uma coleção de actinobactérias marinhas (>1000 linhagens) para obtenção de compostos bioativos com atividade antiviral. Também serão estudadas atividade antibacteriana contra cepas multirresistentes, já que esse é um problema aumentado em pacientes com covid.

Os ecossistemas marinhos brasileiros têm uma importância estratégica para o país, e estudos envolvendo a diversidade num sentido amplo são fundamentais termos a real dimensão da diversidade genética, biológica e química associada a esse ambiente e sua fragilidade. Contudo, ainda temos lacunas de conhecimento básico e o uso sustentável desses recursos permanece um desafio de difícil equacionamento. Neste contexto, este projeto de caráter multidisciplinar envolvendo cientistas de 9 instituições (USP, UNIFESP, UFC, UFPI, UFBA, UFRN, UFPB, UFF e UFSC) tem como objetivo o desenvolvimento de uma estratégia integrada de trabalho, buscando estabelecer um novo paradigma na bioprospecção em ambientes marinhos a partir do acesso a sistemas holobiontes dos Arquipélagos de São Pedro e São Paulo e de Fernando de Noronha como fonte de novos compostos bioativos com potencial anticâncer e antibiótico. I. Mérito intelectual: Esta proposta tem como objetivo o uso de uma abordagem integrada para o isolamento de substâncias com atividade anticâncer a partir de micro-organismos marinhos associados a ascídias, corais e ao sedimento dos Arquipélagos de São Pedro e São Paulo e de Fernando de Noronha. A premissa fundamental compreende que o uso de diferentes estratégias de prospecção, incluindo aquelas dependentes de cultivo (fracionamento guiado pela atividade biológica) e independentes de cultivo (metabolômica e metagenômica), permitirá um acesso amplo ao potencial biotecnológico abrigado nos organismos bem como, a partir da integração dos dados, permitirá ainda a descrição de padrões funcionais de organização da diversidade. II. Impacto: A abordagem aqui sugerida será utilizada para uma avaliação abrangente de padrões emergentes da diversidade em diferentes níveis, desde os genes até a expressão do metabolismo secundário, sob o paradigma de uso sustentável dos recursos naturais. III. Integração: A abordagem integrativa da presente proposta envolve pesquisadores de diferentes áreas do conhecimento em um objetivo comum, visando, sobremaneira, a promoção da conservação e valoração da biodiversidade. Vale destacar, especialmente, que esta proposta é essencialmente multidisciplinar e com grande potencial de inovação, pois está inserida numa área extremamente promissora que visa à prospecção sustentável de recursos do mar com a finalidade de identificar novos produtos biotecnológicos, bem como inferir quanto à inter-relação entre a diversidade biológica e química com fatores ambientais..

Realizar a prospecção de substâncias com potencial anticâncer em microrganismos associados a ascídias, corais e ao sedimento ao longo da costa brasileira e suas ilhas oceânicas utilizando abordagens dependentes e independentes de cultivo. Na primeira abordagem será realizada triagem de substâncias com potencial anticâncer contra alvos específicos e ensaios fenotípicos, enquanto que a abordagem independente de cultivo utilizará dados de metagenômica e metabolômica para identificar redes metabólicas presentes nestes nichos, permitindo aumentar o conhecimento nestes sistemas biológicos pouco estudados, bem como servindo de alicerce para a escolha de estratégias de estudo com organismos não cultiváveis.

Screening de microrganismos endofiticos visando o desenvolvimento de nanoparticulas com uso em medicina e meio ambiente

Realização de uma prospecção dirigida à identificação de genes de vias biossíntéticas de compostos bioativos do sistema PKS em microrganismos endofíticos utilizando sondas moleculares com posterior determinação da atividade biológica em ensaios in vitro.

Isolamento e identificação de genes biossintéticos de compostos bioativos, basicamente moléculas policetônicas, a partir de bibliotecas genômicas de solo da Mata Atlântica.

Padronização de meios de cultura e condições de crescimento e produção de antibióticos antitumorais em biorreatores.

Identificação de actinomicetos produtores de fârmacos da familia dos policetônicos, sistema enzimático PKS, através de PCR.

Identificação dos genes envolvidos na biossintese da antraciclina cosmomicina, manipulação destes por genética combinatória

Determinação de atividade biológica por ensaios in vivo e ein vitro