Marli de Fátima Fiore.

O cenário atual mundial em relação à disponibilidade e qualidade de água é preocupante. A crise da água no mundo alimentada pela explosão demográfica se agrava ao longo de numerosas ingerências antrópicas e perturbações dos processos ecológicos naturais. O grande aporte de nutrientes nos ambientes aquáticos resultante de descargas de esgotos domésticos, industriais e atividades agrícolas propicia a sua eutrofização e dentre os inúmeros fatores prejudiciais resultantes deste processo está a ocorrência de eventos de florações de cianobactérias. Essas florações danificam a dinâmica da cadeia alimentar e os fatores físico-químicos dentro de um ecossistema aquático. A maioria delas é formada por cianobactérias tóxicas, ocasionando um sério problema ambiental e econômico que ameaça a saúde de humanos e animais. Além disso, as cianobactérias também são capazes de produzir inúmeras moléculas com potencial de aplicação biotecnológica, tais como corantes, antioxidantes, exopolissacarídeos, antibióticos, antitumorais, inibidores de proteases, entre outras. Sendo assim, é emergencial conhecermos a diversidade genética e metabólica desse grupo microbiano e explorá-las no sentido de manejar sua densidade populacional, auxiliar no uso sustentável da água e viabilizar a descobertas de novas moléculas com aplicações biotecnológicas.
	O evento científico proposto tem como principal objetivo reunir pesquisadores nacionais e internacionais especialistas em estudos de produtos naturais sintetizados por cianobactérias, os quais apresentarão e discutirão as pesquisas e descobertas mais recentes sobre o assunto para um grupo selecionado de estudantes e profissionais interessados em desenvolver pesquisas nesta área. Espera-se com isso despertar a atenção de pesquisadores e aumentar o número de estudos sobre o assunto, proporcionando o intercâmbio de conhecimento entre estudantes e profissionais e traçando os próximos passos a serem seguidos dentro da temática. Serão abordadas as vias de produção dessas moléculas (genômica e caracterização química de moléculas conhecidas e de novas moléculas), aspectos ecológicos associados à ativação dessas vias, possíveis aplicações biotecnológicas e potencial tóxico destas moléculas em organismos modelo e seres humanos.

O aumento de nutrientes (eutrofização artificial) especialmente compostos fosfatados e nitrogenados nos ecossistemas aquáticos, sobretudo em sistemas lênticos, proporciona um ambiente favorável ao desenvolvimento excessivo de plantas aquáticas e fitoplâncton (algas, microalgas e cianobactérias). O excesso de fitoplâncton e de matéria vegetal nos corpos d'água, além de provocar uma reação em cadeia, causando desequilíbrio ecológico e alterações nos padrões físico-químicos da água, ao se decomporem, liberam quantidades significativas de gases na atmosfera, potencializando o efeito estufa. Somado a isso, algumas espécies de cianobactérias podem liberar compostos tóxicos em eventos de florações, ocasionando intoxicação ou/e a morte de organismos aquáticos, terrestres e inclusive de humanos. Pesquisas recentes apontam que mais de 40% das massas de água do planeta encontram- se eutrofizadas e preveem que as mudanças climáticas acelerarão ainda mais a eutrofização de rios e lagos no mundo. Por isso, é necessária e urgente a implementação de políticas e ações entre sociedade, poder público e privado que garantam a preservação e uso sustentável dos ecossistemas aquáticos. As estações de tratamento de água (ETAs) e usinas hidrelétricas (UHE) do Brasil, por exemplo, têm investido em recursos tecnológicos e tratamento químico para garantir a qualidade da água e evitar a proliferação de cianobactérias/microalgas. No entanto, as florações são frequentes e lidar com elas representa um enorme desafio para essas companhias, especialmente durante estações do ano onde há o aumento da temperatura, intensificação da radiação solar e alterações no regime de chuvas que favorecem o desenvolvimento e acúmulo desses microrganismos no corpo d'água. Sabendo desse desafio técnico e entendendo a dinâmica das florações de cianobactérias/microalgas, a CyanoChem Soluções Ambientais tem investido em tecnologia e inovação com vistas em práticas sustentáveis que minimizem os impactos causados pela eutrofização sob uma ótica de economia verde. Nossa solução consiste em coletar a biomassa microalgal no ambiente e empregar tecnologia para transformá-la em insumos agrícolas com valor agregado. A exploração dos subprodutos microalgais já é uma realidade no mercado internacional no ramo alimentício, farmacêutico e agroindustrial. Entretanto, o aproveitamento da biomassa desses microrganismos é praticamente desprezado no cenário brasileiro. A presente proposta visa demonstrar a viabilidade técnica/inovação apresentada por meio de pesquisa estratégica e aprimoramentos de métodos para: (i) coletar a biomassa microalgal de ambientes eutrofizados, (ii) identificar os compostos com potencial biotecnológico, (iii) aprimoramento de técnicas para seleção de substâncias bioativas de alto valor comercial (macro e micronutrientes) para solos, plantas e alimentação animal e avaliar qualidade e segurança da biomassa como matéria-prima para o desenvolvimento de bioprodutos. Nosso projeto de P&D está em harmonia com pelo menos 6 dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) no Brasil apoiados pela ONU, a saber, ODSs 3, 6, 7, 12, 13 e 14. Além disso, a biomassa microalgal captura carbono da atmosfera e, portanto, nossas atividades também estão relacionadas a energia limpa e possível utilização como crédito de carbono.

O Centro "Metrologia Forense e Rastreabilidade na Qualidade Agroambiental MRFor" concentra-se na realização de pesquisas básicas e aplicadas de forma inovadora e robusta em questões importantes de rastreabilidade científica em apoio à sustentabilidade da agricultura moderna e monitoramento florestal na Amazônia e na Mata Atlântica. O MRFor reúne uma equipe de trabalho com pesquisadores de reconhecida liderança na área no Brasil, nas áreas de ecologia isotópica, ecologia microbiana e molecular, georreferenciamento e modelagem espacial, e será complementada pela participação de pesquisadores associados. Com o contínuo desenvolvimento e aplicação de ferramentas consolidadas, o grupo buscará disseminar o conhecimento e a transferência de tecnologia para a sociedade. Terá uma atuação destacada em questões forenses com base na rastreabilidade por meio de identificadores únicos e inequívocos, buscando desenvolver protocolos específicos que atribuam selos de qualidade e origem agroambiental, como parte da estratégia de valorização de bens e produtos. Ao implementar sistemas de rastreabilidade centrados em metadados e nanotecnologia, os interessados poderão compartilhar de forma inteligente, cruzando informações com sistemas conectados em qualquer ponto da cadeia produtiva. Tecnologias como bioinformática e redes na forma de plataformas colaborativas permitem aumentar a eficácia dos sistemas de rastreabilidade, oferecendo relatórios detalhados sobre o estado e as inovações a serem obtidas pela equipe do MRFor, criando ligações diretas entre os atores ao longo da cadeia, desde os produtores até usuários finais. A equipe de pesquisa tem desenvolvido vínculos importantes com empresas agrícolas do setor agroindustrial para exportação de commodities agrícolas e, nos últimos anos, a necessidade de garantia de qualidade desde a produção agrícola sustentável da fazenda até os consumidores. Seis sub-projetos irão consolidar estratégias de rede para implementar sistemas de rastreabilidade centrados em metadados e inteligência artificial, as partes interessadas poderão compartilhar de forma inteligente, cruzando informações com sistemas conectados em qualquer ponto da cadeia produtiva desde a produção agrícola, conservação de florestas tropicais até dar suporte às políticas públicas do Governo Brasileiro para solucionar questões complexas para a agricultura sustentável e a preservação do meio ambiente. Os sub-projetos envolverão o desenvolvimento e aplicação de (a) técnicas analíticas isotópicas e nucleares, (b) nanofingerprinting para rastreabilidade e autenticidade na agricultura e cadeias de produção de madeira - do solo à produção agroalimentar e de madeira, (c) rastreabilidade de o destino da madeira derivada da extração ilegal de madeira em floresta tropical, aplicando métodos isotópicos forenses, (d) DNA barcoding na biodiversidade, rastreabilidade e estudos de conservação de florestas tropicais nativas, (e) rastreabilidadde da degradação dos ecossistemas terrestres e da biodiversidade associada como base para uma melhor conservação, restauração e remediação e (f) construção de um sistema de atribuição geográfica de amostras de vestígios criminais eficiente para o território brasileiro com base nessas premissas, e que possa ser utilizado efetivamente pelos órgãos de segurança nacionais e estaduais.

The effects of global warming influence the productivity of the world's main crops andcan trigger shortages of food and other products, causing social and economic damage. Severalstudies have been carried out to characterize the physiological and morphological changes ofcrops in response to environmental changes. More recently, the manipulation of the microbialcommunity associated with these cultures highlighted the potential of these relations to provideresistance to biotic and abiotic stresses. The association between host plants andmicroorganisms, resulting in thousands of years of evolution, made them share an intimatephysiological and genetic relationship. Thus, biofertilizers and plant biostimulants (PBs) arebeing developed from microbial consortia, seeking to generate greater resistance toenvironmental stresses such as high temperatures and water stress (drought). BPs improve theproductivity and quality of crops in general, increasing the availability and absorption ofnutrients, and promoting the degradation and solubilization of organic substances in the soil. Inthis sense, the rhizosphere is an initial reservoir of microbial diversity in the soil. Thisenvironment harbors a high species richness, which interacts not only with the host plant inresponse to its exudates but also with each other, creating a complex communication network.Recent studies have underlined the ability of plant-associated microbiomes to influence traitssuch as growth, drought tolerance, and disease resistance. Among the beneficialmicroorganisms for plants, cyanobacteria can fix atmospheric carbon and nitrogen and promotethe solubilization of phosphorus and iron. These organisms also produce a variety ofbiologically active molecules, such as plant hormones (auxins and gibberellins), antimicrobials,and exopolysaccharides (capable of acting in moisture retention). Consequently, they canpositively influence plant fitness and increase their tolerance to abiotic stresses. Thus, they area promising source for the development of new PBs. Despite this potential, this group oforganisms is still underexplored, especially concerning its role in association with microbiomesand crops under climatic stress conditions, such as drought or higher temperatures.Microorganisms from extreme environments naturally have a potential metabolic response toabiotic stress. Thus, the evaluation of cyanobacteria from environments such as Antarctica,desert soils (Brazilian Caatinga), and alkaline lakes of the Pantanal, may reveal this potentialresponse to low temperatures and freezing cycles, drought, and high pH, respectively. In thisscenario, this project aims to evaluate the biostimulant effect of cyanobacterial extracts on cropsof commercial and economic importance, such as wheat and corn, exposed to abiotic stress(drought). The information generated will allow the detection and characterization of moleculeswith biostimulant potential. In addition, the effect of extremophile cyanobacterial metaboliteson the microbial community of the rhizosphere will be evaluated.

A ação antrópica tem acelerado a eutrofização de ambientes aquáticos, aumentando a ocorrência de florações de cianobactérias que trazem preocupação quer a nível ambiental quer de saúde pública. As florações comprometem a qualidade da água dos reservatórios e causam transtornos nas estações de tratamento de água (ETA). No entanto, diversos estudos têm demonstrado o potencial das cianobactérias produzidas durante as florações. A investigação dos metabólitos produzidos, visando seu aproveitamento biotecnológico, pode garantir um destino diferente para esta biomassa que, atualmente, é considerada um grande problema nos reservatórios e um resíduo a mais a ser descartado pelas ETA ou acumulado no fundo dos mananciais após decantação. Nas últimas décadas, diversas espécies de cianobactérias foram identificadas como fonte promissora de compostos bioativos que podem ser empregados nos mais diferentes setores como: na nutrição humana e animal, na pesquisa de novas moléculas úteis às indústrias farmacêutica e de cosméticos, na extração de compostos de alto valor agregado como toxinas, ácidos graxos, pigmentos, dentre outros. Estes compostos podem apresentar diversas propriedades biológicas, como antibacteriana, antifúngica, anticâncer, imunossupressora, antioxidante, fotoprotetora, etc. Desta forma, em todo o mundo, diferentes metabólitos vêm sendo identificados e caracterizados. Porém, o conteúdo de nutrientes e cianopeptídeos de uma floração dependem das características do ambiente em que ocorrem. Sendo assim, esse projeto visa investigar o potencial biotecnológico de florações perenes, em alguns reservatórios do estado de São Paulo, visando o uso da biomassa como matéria-prima em processos biotecnológicos e extração de compostos de alto valor agregado e com utilidades diversas.

Tratar água para abastecimento é tecnicamente desafiador e caro. Esta proposta visa desenvolver um método de medição rápida e precisa da qualidade de água em mananciais. Dados físico-químicos serão adquiridos on-site em tempo real e as amostras coletadas serão analisadas off-site por cromatografia líquida e gasosa acoplada em espectrometria de massas (LC e GC-MS). Os dados permitirão monitorar a qualidade da água em mananciais, identificar a presença de cianobactérias e otimizar o uso de insumos para tratamento.

A preocupação com o aumento crescente dos níveis de gases de efeito estufa, como o metano, na atmosfera exige uma constante reavaliação das fontes desses gases. O metano biogênico tem sido amplamente considerado um produto da metanogênese das arquéias, um processo anaeróbico que é inibido ou desfavorecido pela presença de oxigênio e sulfato. Uma nova e pouco estudada rota de produção aeróbia de metano é a desmetilação do metilfosfonato (MPn), uma substância de fósforo reduzido de um carbono simples com uma ligação C-P (fosfonato) quimicamente estável. Diversas bactérias heterotróficas e cianobactérias codificam em seus genomas a via liase C-P, um complexo multienzimático que media a degradação de fosfonatos. Sob estresse de fósforo, esses microrganismos usam a via liase C-P para clivar a ligação C-P do metilfosfonato (MPn), liberando metano e sequestrando o fósforo na forma de fosfato. Considerando que algumas cianobactérias são formadoras de florações nos mais diversos ambientes aquáticos e um aumento deste fenômeno tem sido observado devido ao aquecimento global, avaliar a produção de metano por estes microrganismos torna-se fundamental para conhecer esta fonte de metano tão pouco explorada. Dessa forma, o objetivo geral deste projeto é gerar conhecimento sobre a contribuição das cianobactérias formadoras de florações na emissão de metano para a atmosfera usando abordagens moleculares e químicas. Para isto, o projeto foi estruturado em quatro eixos de pesquisa: (1) sequenciamento gênomico de isolados brasileiros de cianobactérias formadoras de florações; (2) identificação e caracterização de genes envolvidos na degradação de fosfonatos em genomas cianobacterianos; (3) medição da emissão de metano por isolados cianobacterianos formadores de florações em bioensaios in vitro com diferentes fontes de P; (4) medição da emissão de metano in situ em florações cianobacterianas. A tecnologia de sequenciamento de nova geração (Next Generation Sequencing-NGS), ou seja, a plataforma Illumina HiSeq do Centro de Genômica Funcional Aplicada à Agropecuária e à Agroenergia, da ESALQ/USP, em Piracicaba-SP, será usada para gerar os genomas cianobacterianos. As abordagens de bioinformática nos genomas sequenciados permitirá acessar o potencial de processos metanogênicos aeróbios realizados pelas cianobactérias. As análises químicas para a medição da concentração de metano produzida pelas cianobactérias será determinada por cromatografia gasosa no laboratório de Ecologia Isotópica do CENA/USP, em Piracicaba-SP.

This project is a global initiative to sequence the genomes of type genera and species of cyanobacteria. Genome sequences are the most detailed record of living organisms, which can be used to infer evolutionary relationships for classification and functional potential. Genome sequencing has never been more accessible, and less than 10% (30/368) of cyanobacterial type species have been sequenced to date. The aspirational goal is establish a roadmap to systematize cyanobacterial nomenclature using genome type material and phylogeny. One of Genomic Encyclopedia of Bacteria and Archaea (GEBA) projects at DOE-JGI seeks to expand our understanding of life by sequencing the genomes of the type strains of diverse prokaryotes. Recently, these projects were extended to GEBA VI to include functional genomics. The proposed studies will systematically investigate genome function by a combination of genomics to determine gene content, transcriptomics to elucidate gene expression, exometabolomics to examine metabolite profiles, and pangenomics to identify the core genome and evolutionary processes of individual species.

As áreas alagadas (wetlands) têm papel fundamental no controle de fatores que podem influenciar ou serem influenciados por mudanças climáticas e ambientais O projeto apresentado será desenvolvido na Nhecolândia (MS), região caracterizada por um sistema de lagoas cujas águas variam de doce a hipersalina. Trata-se de uma pesquisa multi e interdisciplinar cujo desafio científico é elucidar o funcionamento geoquímico e biogeoquímico dessa região, transferir os conhecimentos adquiridos para a elaboração de balanços regionais dos fluxos de gases de efeito estufa (GEE), e compreender os processos de disponibilização do arsênio (As) para as águas, considerando a influência de fatores ambientais, em particular, das mudanças climáticas. O projeto está estruturado em quatro ações cujos objetivos específicos são : (i) identificar os processos que controlam os funcionamentos biogeoquímicos das lagoas e avaliar suas consequências nos ciclos do C e do N, nas emissões de GEE e na distribuição e especiação do As na paisagem ; (ii) verificar a evolução dos solos ao redor das lagoas, para compreender o funcionamento do sistema solo-água; (iii) desenvolver um modelo numérico do funcionamento hidrológico e hidroquímico das lagoas, para predizer a evolução do sistema face aos estresses ambientais ; (iv) verificar o potencial de utilização dos dados de sensoriamento remoto para identificar feições espectrais e topográficas que permitam associar as variáveis que poderiam estar relacionadas as emissões de GEE e sua extrapolação para a escala regional. Os resultados obtidos poderão fornecer subsídios científicos para elaboração de políticas públicas para o gerenciamento sustentável do Pantanal.

Cyanobacteria are interesting ancient diverse organisms with a great future in biotechnology. They produce a large number of biomedically interesting bioactive compounds as well as have good prospects in bioenergy field. In this project, we will investigate molecular and cultivable cyanobacterial biodiversity from diverse habitats in Brazil. We will isolate strains to form a biobank and utilize cyanobacterial strains to screen and identify new bioactive compounds, their biosynthetic genes and enzymes. The Brazilian and Finnish teams have complementary expertise and will join forces to reveal cyanobacterial, bioactive compound and biosynthetic gene diversity in the state of São Paulo. The outcomes of the project will be taxonomically new cyanobacteria, information on the biodiversity of cyanobacteria from diverse environments, novel bioactive compounds for drug leads and cell reagents, new biosynthetic pathways and novel enzymes, database products of LC-MS fragmentation patters of the compounds, which can be used to exclude the known compounds and focus novelty in the future research. The biobank of cyanobacteria is a natural resource which could be utilized for the benefit of the country for years to come. One of the major ecosystem services provided by the cyanobacteria is the production of new bioactive compounds, drug leads for combatting serious human diseases. We will map the environments likely to yield to highest diversity of cyanobacteria and their metabolites for benefit of future targeted searches for novel natural products.

O Pantanal brasileiro caracteriza-se por ser a maior área alagada do planeta, ocupando aproximadamente 2 x 105 km². A sub-região da Nhecolândia (Pantanal da Nhecolânida) se estende por 24.000 km², sendo caracterizada pela ocorrência de doze mil (12.000) a dezessete mil e quinhentas (17.500) lagoas rasas, as quais coexistem em proximidade. Destas, aproximadamente quinhentas apresentam altos valores de salinidade e de pH, sendo conhecidas como salinas. Nestas lagoas a salinidade aumenta drasticamente durante a estação de seca e nesse período frequentemente se observam florações de cianobactérias e microalgas. As cianobactérias são micro-organismos fotossintéticos oxigênicos, as quais pertencem ao domínio Bacteria e com ampla distribuição em diversos biomas. Estudos realizados no Setor de Ecologia Molecular de Cianobactérias ? Lab. Biologia Celular e Molecular (CENA/USP), com linhagens isoladas de vários ecossistemas brasileiros, têm demostrado a grande diversidade taxonômica deste grupo, inclusive com a descrição de novos taxa. Além disso, as cianobactérias isoladas apresentam amplo potencial metabólico no que tange a produção de toxinas e outras moléculas bioativas. Por fim, alguns grupos de cianobactérias são capazes de realizar o processo de fixação biológica do nitrogênio (FBN), tornando-os alvo para estudos de biogeoquímica e bioprocessos. No entanto, não há registro na literatura de estudos que contemplem a caracterização filogenética e análise do potencial biotecnológico de linhagens isoladas de salinas do Pantanal sul mato-grossense, bem como o acesso à diversidade deste grupo e de genes envolvidos no metabolismo de nitrogênio utilizando técnicas moleculares independentes de cultivo. Neste contexto, esse projeto tem como objetivos (i) estudar a comunidade de cianobactérias na sub-região do Pantanal da Nhecolândia, por meio de isolamento em meios específicos, caracterizando as linhagens isoladas quanto a sua morfologia e filogenia; (ii) avaliar o potencial antimicrobiano de extratos orgânicos obtidos a partir das linhagens isoladas; (iii) acessar a diversidade de cianobactérias por meio de técnicas independentes de cultivo, utilizando sequenciamento massivo (pirosequenciamento) e PCR quantitativo (qPCR) do gene rDNA 16S; e (iv) analisar a presença de genes envolvidos no metabolismo do nitrogênio, em especial, relacionados à FBN.

O impacto antrópico nos ecossistemas aquáticos tem sido um grande fator de risco para a saúde humana. A conseqüência disso é a ocorrência do processo de eutrofização, o qual causa enriquecimento desses ecossistemas pelo aumento das concentrações de nutrientes na água, provenientes de descargas de esgotos domésticos e industriais dos centros urbanos e de agricultura. Essas mudanças na qualidade da água ocasionam florações de microalgas e cianobactérias. A principal preocupação com o aumento da ocorrência de florações de cianobactérias em mananciais de abastecimento de água é a capacidade desses micro-organismos produzirem e liberarem para o meio líquido toxinas (cianotoxinas) que podem afetar a saúde humana, tanto pela ingestão de água como por contato em atividades de recreação no ambiente, ou ainda pelo consumo de pescado contaminado. Entretanto, a principal via de intoxicação é pelo consumo oral da água sem um tratamento adequado para remoção dessas toxinas. As cianotoxinas podem ser classificadas em categorias de acordo com seu efeito biológico em sistemas e órgãos que são mais afetados. O monitoramento de cianobactérias em águas usadas para o abastecimento público foi considerado uma das áreas prioritárias pela Organização Mundial da Saúde, a qual estipulou que a concentração máxima tolerável de microcistinas em água potável é de 1,0 g L-1. No Brasil, esse mesmo valor em água potável foi estabelecido através da Portaria 518/2004 (substituiu a 1469/2000) do Ministério da Saúde. Valores toleráveis para as outras cianotoxinas ainda estão sendo discutidos. Existe, portanto, uma necessidade urgente por parte dos órgãos responsáveis pelo gerenciamento da qualidade de água destinada ao consumo humano de predizer a formação de florações tóxicas e monitorar seu desenvolvimento. Neste estudo, pretende-se monitorar a ocorrências destas florações em vários reservatórios de provisão de água e avaliar a presença de microcistinas e outros cianopeptídeos. Para isso, ser

As cianobactérias são micro-organismos fotossintéticos oxigênicos pertencentes ao domínio Bacteria com distribuição cosmopolita na Terra. Estudos preliminares realizados no Laboratório de Ecologia Molecular de Cianobactérias (CENA/USP), com espécies isoladas de regiões brasileiras, demonstraram a grande diversidade metabólica das cianobactérias para produção de cianopeptídeos sintetizados pela via não ribossômica. A biossíntese microbiana de peptídeos não-ribossômicos é catalisada por enzimas denominadas policetídeo sintase (PKS) e peptídeo sintetase não-ribossômica (NRPS), cujas seqüências gênicas são conhecidas. O objetivo desse estudo é a bioprospecção de cianopeptídeos, tendo como alvo a aplicação biotecnológica. Para isso, propõe-se detectar, purificar e identificar os metabólitos secundários produzidos pelas cianobactérias e estudar suas atividades biológicas. Será utilizada a técnica da PCR e sequenciamento para detectar e identificar genes envolvidos na biossíntese de NRPSs e PKSs, a qual indicará linhagens potencialmente produtoras de toxinas ou drogas úteis. Considerando que há poucos estudos sobre o potencial citotóxico e genotóxico dos cianopeptídeos, serão conduzidos experimentos complementares para avaliar seus possíveis efeitos biológicos, tais como ação anti-mutagênica, indução de apoptose e inibição de proteases. Os cianopeptídeos serão purificados e identificados usando-se técnicas avançadas, tais como LC-MS, Q-TOF e FTICR-MS. Cianopeptídeos ainda não descritos na literatura serão elucidados pela análise de dados espectroscópicos.

Em trabalhos anteriores desenvolvidos em nosso laboratório foi observado que diferentes espécies vegetais selecionam comunidades bacterianas distintas, e que cada espécie vegetal pode abrigar um número apreciável de espécies bacterianas desconhecidas na filosfera. Nossa estimativa é de que a Mata Atlântica possa conter entre 2 e 13 milhões de novas espécies bacterianas somente na filosfera. Em outro trabalho desenvolvido em uma parcela permanente de 10 ha no Parque Estadual de Carlos Botelho foi observado que as estruturas das comunidades bacterianas da filosfera de plantas mais próximas filogeneticamente são mais similares entre si do que as estruturas das comunidades de plantas mais distantes filogeneticamente. Outro dado interessante é que, mesmo considerando‐se a variabilidade espacial da estrutura das comunidades de bactérias da filosfera de plantas da mesma espécie localizadas em diferentes posições geográficas na parcela permanente, essa variação é menor do que aquela observada entre indivíduos de espécies diferentes. Esses dados sugerem que as populações bacterianas na filosfera são selecionadas pela espécie vegetal, e que cada espécie vegetal possui uma comunidade bacteriana única na filosfera. A análise das comunidades bacterianas associadas à casca das mesmas espécies arbóreas revelou menor riqueza de espécies, com dominância de poucos gêneros, quando comparado à filosfera, e uma estrutura de comunidade igualmente determinada pela espécie vegetal. Já, o solo sob a copa das árvores amostradas apresentou comunidades bacterianas com maior riqueza de espécies, em relação à filosfera e casca, mas menor variabilidade espacial na floresta e menor dependência em relação à espécie vegetal sob a copa da qual a amostra foi coletada. No geral, esses dados apontam para um novo paradigma na ecologia microbiana: a diversidade microbiana associada às superfícies das plantas pode ser tão elevada quanto aquela observada no solo, considerado o ambiente com maior diver

Métodos rápidos e sensíveis para a detecção das cianobactérias e suas toxinas em estações de abastecimento de água e em programas de monitoramento de mananciais são de fundamental interesse para a prevenção dos efeitos adversos causados por estas toxinas na saúde humana e animal. Atualmente, a identificação e contagem de células de cianobactérias por microscopia ótica e análises químicas ou imunológicas das toxinas são usadas em monitoramentos. Entretanto, recentemente, métodos moleculares estão sendo desenvolvidos e propostos para o diagnóstico rápido e sensível da presença de cianobactérias tóxicas. Este projeto objetiva detectar e quantificar cianobactérias e a produção de microcistinas por suas células usando a técnica de PCR Quantitativo em Tempo Real (qRT-PCR). Para isso, serão desenvolvidos oligonucleotídeos específicos tendo como alvo a região cpcBA-IGS do operon da ficocianina e os genes mcyA, mcyD ou mcyE, os quais encontram-se envolvidos na biossíntese de microcistinas. A padronização da metodologia será feita usando cianobactérias isoladas, mantidas na coleção de culturas do CENA/USP e a especificidade dos iniciadores será verificada após análise BLAST, usando seqüências previamente depositadas em banco de dados público. Os resultados da quantificação das cianobactérias serão confirmados a partir da contagem de suas células, seguindo a técnica de contagem de Utermöhl. Posteriormente, essa metodologia será aplicada em amostras ambientais de água que serão coletadas no reservatório de Salto Grande, Americana, SP, conhecido por apresentar florações tóxicas de cianobactérias. A detecção das microcistinas será feita por meio de ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) e Q-TOF (Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry).

Este projeto tem como proposta, desenvolver estudos dos processos microbiológicos e bioquímicos envolvidos na ciclagem dos nutrientes nos solos tropicais, tendo como modelo a Terra Preta Antropogênica, e doentendimento das ações antropogênicas que minimizam o efeito dos fatores ambientais e bióticos. A determinação, por exemplo, da ação do carvão pirogênico utilizado pelo ameríndio para produção agrícola seria um aspecto importante nestes estudos. Essas ações, ainda não totalmente elucidadas, poderiam ser essenciais tanto para a definição de estratégias para preservação de biomassa vegetal quanto para o desenvolvimento de indicadores das alterações ambientais associadas a distúrbios, como a presença de poluentes ou a utilização não sustentável de solos agrícolas. Além disso, o conhecimento dos recursos genéticos da vegetação local e da microbiota dos solos pode contribuir para o entendimento e monitoramento de fatores abióticos e bióticos que influenciam a sustentabilidade da produção agrícola nesses ambientes. Ao mesmo tempo, estudos visando ao desenvolvimento agrícola nessas regiões (AM e MT), através da geração de tecnologia que permita o uso sustentado desses solos tropicais para fins agrícolas, deverá também proporcionar diretrizes para a condução adequada da produção agrícola sob as limitações prevalentes das regiões. Assim, essa proposta tem como objetivo enfocar o solo como componente do sistema de produção e da sociedade, manejando-o de forma integrada e harmônica com os demais fatores de produção. As pesquisas são realizadas predominantemente em solos tropicais ácidos da Amazônia (terra firme e várzea) e do cerrado (MT), desenvolvendo-se trabalhos nas áreas de microbiologia, bioquímica, fertilidade dos solos e nutrição de plantas, de forma a permitir um melhor planejamento e aptidão agrícola das terras, sob cultivo de culturas anuais e bianuais, e sob os sistemas agro-florestais. As atividades de cooperação científica serão através de treinamento formal de

RESUMO. Este projeto de pesquisa tem como objetivo isolar e caracterizar molecularmente linhagens de cianobactérias de regiões de manguezais por meio do sequenciamento do gene de RNAr 16S, o qual tem sido utilizado para diferenciar geneticamente os microrganismos pertencentes ao domínio Bacteria. As seqüências obtidas serão comparadas pela análise BLAST (NCBI) e a distância evolutiva entre os nucleotídeos das linhagens sequenciadas serão analisadas por meio da construção de árvore filogenética. Por meio da amplificação por PCR de seqüências gênicas das enzimas sintetase de peptídeo não-ribossômico (NRPS) e sintase de policetídeo (PKS) espera-se identificar entre as linhagens caracterizadas molecularmente àquelas potencialmente produtoras de compostos naturais bioquimicamente ativos (cianopeptídeos). Essas enzimas são conhecidas por estarem envolvidas na biossíntese de toxinas e antibióticos. A detecção desses genes de peptídeos não ribossômicos será realizada utilizando oligonucleotídeos iniciadores degenerados tendo como alvo seqüências conservadas das enzimas NRPS e PKS. Os produtos de PCR obtidos para essas enzimas deverão ser sequenciados. Essas seqüências também serão comparadas pela análise BLAST e suas relações evolutivas verificadas pela construção de árvore filogenética. Os cianopeptídeos produzidos pelas linhagens que apresentarem genes de NRPS e PKS serão extraídos utilizando vários solventes. Os constituintes químicos dos extratos celulares obtidos serão analisados por Q-TOF-MS (Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry) e HPLC (High Performance Liquid Chromatography). A atividade inibitória desses compostos químicos será testada contra bactérias e fungos.

São os seguintes os objetivos do presente projeto: a)Estudo químicos das cianotoxinas de cepas selecionadas. c) Estudos toxicológicos das cepas de cianobactérias. d) Identificação morfológica e molecular de cepas tóxicas de cianobactérias. e) Determinação das melhores condições de cultivo de cepas tóxicas, para fins biotecnológicos. f) Produção de padrões de cianotoxinas.

Estudar a microbiota da Região da Antártica marinha e em alguns casos do continente, com vistas a ampliar o conhecimento sobre a diversidade microbiana endêmica e sua biogeografia para: - estabelecer novos grupos de procariontes e eucariontes de regiões polares / ambientes extremos; - propor modelos e processos ecológicos temporais mediados por procariontes e relacionados ou não a impactos ambientais; - analisar grupos procariontes (diversidade funcional) responsáveis por mecanismos de transformação de compostos; - caracterizar grupos procariontes com estreita interação simbiôntica com organismos superiores; - caracterizar novos grupos de vírus relacionados com organismos superiores de importância Zoonótica; -identificar grupos procariontes e eucariontes com potencial valor para inovação de processos em Biotecnologia e Bioprospeção

Este projeto de pesquisa tem como objetivo caracterizar molecularmente linhagens de cianobactérias isoladas de regiões brasileiras por meio do sequenciamento de uma região do operon da ficocianina a qual tem sido utilizada para diferenciar esses organismos ao nível de linhagens. As seqüências obtidas serão comparadas pela análise BLAST (NCBI) e a distância evolutiva entre as linhagens sequenciadas serão analisadas por meio da construção de árvore filogenética. No mínimo 50 linhagens de cianobactérias deverão ser caracterizadas. Por meio da amplificação por PCR de seqüências gênicas das enzimas sintetase de peptídeo não-ribossômico (NRPS), sintase de policetônico (PKS) e sistemas híbridos de NRPS/PKS espera-se identificar entre as linhagens caracterizadas molecularmente àquelas potencialmente produtoras de compostos naturais bioquimicamente ativos. Essas enzimas são conhecidas por estarem envolvidas na biossíntese de toxinas e antibióticos. A detecção desses genes de peptídeos não ribossômicos será realizada utilizando oligonucleotídeos iniciadores degenerados tendo como alvo seqüências conservadas das enzimas NRPS, PKS e híbridos NRPS/PKS. Os produtos de PCR obtidos para essas enzimas deverão ser sequenciados. Essas seqüências também serão comparadas pela análise BLAST e suas relações evolutivas verificadas pela construção de árvore filogenética. Metabólitos produzidos pelas linhagens que apresentarem genes dessas enzimas serão extraídos utilizando vários solventes. Os constituintes químicos dos extratos celulares obtidos serão analisados por TLC (Thin Layer Chromatography), HPLC (High Performance Liquid Chromatography) e Q-TOF-MS (Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry). A atividade inibitória desses compostos químicos será testada contra bactérias e fungos.

Este projeto propõe avaliar a biodiversidade e composição de comunidades de bactérias, arquéias, fungos e cianobactérias de sedimentos e da rizosfera de manguezais da costa oceânica do Estado de São Paulo. A biodiversidade de grupos funcionais desses organismos envolvidos na fixação de nitrogênio, solubilização de fosfatos, degradação de lignocelulose, produção de antibióticos e toxinas serão também avaliados.

Este projeto propõe a fabricação e o estudo da estrutura e das forças envolvidas nos processos de auto-organização de estruturas supramoleculares e nanoestruturas em meio líquido, por microscopia de força atômica (AFM-atomic force microscope) e microscopia de varredura ótica de campo-próximo (NSOM-near-field scanning optical microscope). Pretende-se, ao final deste estudo, obter uma melhor compreeensão dos fenômenos físicos envolvidos nos processos de auto-organização de nanoestruturas e das possibilidades de aplicações destes sistemas. Serão investigadas as seguintes áreas:
a) processos de auto-organização de fosfolipídeos em estruturas de bi-camadas e em membranas sintéticas (lipossomas) e os processos de reconhecimento molecular de membranas naturais e, também,
b) processos de auto-organização na biomineralização induzida por fragmentos de DNA