Amanda Gonçalves Bendia.

No Antropoceno, as mudanças climáticas estão afetando a maior parte da vida na Terra. As evidências do aquecimento global são incontestáveis, com regiões como a Península Antártica já experimentando mudanças significativas em seus ecossistemas devido a intensificação de eventos extremos. Esses eventos podem influenciar a dispersão de células microbianas, transportando bioaerossóis de regiões costeiras ao interior do continente Antártico. Os microrganismos lançados da superfície oceânica em bioaerossóis podem formar núcleos de condensação de nuvens, contribuindo para a forçante climática regional. Há evidências de um aumento na presença de aerossóis marinhos que alcançam o Continente Antártico, sugerindo uma interação complexa entre aerossóis, clima e microrganismos. O projeto é motivado por resultados pretéritos que identificaram a presença de microrganismos de origem marinha depositados na neve do módulo Criosfera1 (interior do continente Antártico), levantando a hipótese de que tais microrganismos poderiam ser transportados através de bioaerossóis da Península Antártica para o interior do continente. O projeto pretende responder a esta hipótese analisando o microbioma de amostras de ar na atmosfera antártica, procurando entender a distribuição, viabilidade e mecanismos de sobrevivência dos microrganismos transportados via troposfera em bioaerossóis marinhos, a fim de determinar se os mecanismos de seleção pré e pós-deposicionais são estocásticos ou determinísticos. Este estudo contará com uma abordagem aerobiológica multidisciplinar ao comparar a diversidade microbiana com as mudanças de trajetória de ar devido a eventos extremos como os ciclones bomba. O projeto vai investigar a função dos microrganismos como nucleadores gelo e seu impacto nas mudanças climáticas. Além disso, ele examinará a disseminação de microrganismos patogênicos e genes resistentes a antibióticos perto de estações de pesquisa e áreas turísticas. Os resultados ajudarão a criar programas futuros de monitoramento.

We will use environmental DNA, metagenomics, and geochemistry on Brazilian terrestrial and marine subsurface samples to test whether uncultivated extremophilic archaea are underrepresented and can help to shed light on the origin of complex life on Earth, on the adaptability of life under extremes, and if they can be proposed as models for the search for life in subsurface ocean worlds of our Solar System. In addition, we will compare Archaea between terrestrial and marine subsurfaces to answer whether they share taxa and functionalities that have practical implications for understanding lifes habitability on Earth and beyond. Studying life in extreme environments offers insights into fundamental biological processes providing a unique window into the evolutionary history of life itself. Marine and terrestrial subsurfaces are the largest habitats on Earth and still the least explored. Despite extreme conditions, subsurface life, particularly Archaea, is surprisingly widespread and diverse, with recent studies suggesting a significant underestimation of their diversity on Earth. Investigating subsurface archaeal communities is challenging, but crucial for understanding their evolutionary and astrobiological significance. By recovering genomes from metagenomic data, we aim to uncover novel archaeal taxa in caves and subseafloor in Brazil, potentially contributing to improve our understanding of microbial evolution on Earth. Moreover, we aim to enlighten the mystery surrounding whether the microbiomes of marine and terrestrial subsurface environments harbor exclusive or overlapping taxa, novel lineages, and shared adaptation mechanisms to subsurface conditions. By bridging gaps in our understanding of the subsurface biosphere, this research might offer insights into the evolutionary history and adaptability of microbial life in extreme environments, having broader implications for our quest to uncover the origins and limits of life in a planetary context.

O microbioma do sedimento em sistemas costeiros está entre os mais produtivos ambientes marinhos. Muitos ecossistemas costeiros estão altamente impactados por atividades antropogênicas e expostos aos riscos das mudanças climáticas, além disso, são áreas chaves de interligação e introdução de nutrientes e poluentes oriundos dos ecossistemas terrestres. Essas áreas também apresentam gradientes de variações ambientais, o que favorece a adaptação e favorece a biodiversidade e os serviços ecossistêmicos. Infelizmente, essas áreas estão sob grande pressão antropogênica e necessitam urgentemente de mais pesquisas e leis que favoreçam sua conservação. A pesquisa do microbioma contribue para a gestão dos recursos hídricos e zonas costeiras, reconhecendo a contribuição do Carbono Azul e como ferramentas de avaliação do impacto antropogênico. O termo ?Carbono Azul? refere-se ao carbono orgânico que é capturado e armazenado pelos oceanos e ecossistemas costeiros. O interesse no tema impulsionou a comunidade científica, desafiando-os a abordar as lacunas de conhecimento necessárias para informar possíveis ações de gestão. Os micro-organismos possuem papel de protagonistas nos processos de produção e consumo de compostos relacionados ao ciclo do carbono, contudo, estudos recentes têm mostrado uma heterogeneidade da diversidade microbiana em ecossistemas marinhos costeiros e de talude em diferentes locais do planeta. Portanto, estudos regionais são necessários para compreender o papel dos micro-organismos no sequestro de carbono azul em reservatórios de ecossistemas costeiros brasileiros. Além disso, o estudo dos microbiomas costeiros permitem, acessar o resistoma e caracterizar o impacto antropogênico destes ambientes. Este projeto tem como objetivo geral avaliar o papel do microbioma marinho no sequestro de carbono azul e prever o impacto da alteração do clima e da poluição em diferentes ecossistemas costeiros no Brasil, atendendo a demanda do Programa Ciência no Mar, aos Desafios 1,2 e 5 do Plano Nacional da Década da Ciência Oceânica e ao ODS 14. Essa proposta também apoia estabelecer uma rede de especialistas para caracterização desses ambientes no país.

O papel da Antártica para a manutenção do clima e das condições de vida no planeta é pouco conhecido pelo público não especializado. As interações oceânicas e atmosféricas e as mudanças climáticas influenciam e são influenciadas fortemente pelas regiões polares (SIMÕES et al. 2011), e as informações sobre este tema em geral são pouco divulgadas, ou, ainda, carregadas de erros conceituais. Para viabilizar um conhecimento mínimo e necessário sobre o tema, partimos do pressuposto de que, ao ampliar o universo midiático sobre a Antártica e as pesquisas brasileiras lá conduzidas, será possível despertar a percepção e a sensibilização para sua importância, incorporando esses temas ao horizonte conceitual de públicos não especializados. Neste projeto, propomos a ampliação e a sustentação de um sistema transmídia, articulado com um museu de ciências virtual, ambos concebidos com linguagens acessíveis que possam engajar os diferentes públicos e levá-los a compreender melhor as informações científicas e como elas se aplicam ao seu cotidiano (direta ou indiretamente), levando-os a desenvolver um melhor letramento científico. Serão desenvolvidos objetos virtuais de diferentes naturezas (como jogos, aplicativos, simulações) e transmídias digitais (como podcasts, mídias sociais, livros, cursos a distância, universidade das crianças) para divulgação científica a diferentes públicos. Como resultado,s espera-se aumentar quantitativa e qualitativamente o conhecimento sobre as ciências antárticas pelos diferentes públicos, cujas ações de divulgação científica deste projeto estão dirigidas.

A eutrofização artificial é um problema antigo nos sistemas aquáticos sujeitos a impactos antropogênicos. Artigos recentes mostram os impactos negativos da eutrofização nas teias alimentares aquáticas como um processo ascendente, mas os mecanismos que a regulam permanecem desconhecidos. Nossa hipótese é que a eutrofização artificial afeta a qualidade dos produtores primários e consequentemente as ligações nas teias alimentares marinhas. Para testar esta hipótese, vamos avaliar diferentes ecossistemas marinhos e costeiros, incluindo aqueles influenciados por fatores naturais e humanos processos de eutrofização (lagoas costeiras e ecossistemas marinhos). Analisaremos parâmetros hidroquímicos para avaliar o estado trófico dos ecossistemas estudados para calcular índices (por exemplo, TRIX, CTSI e UTI) e isótopo de nitrogênio nitrato para avaliar o potencial de produção primária e fontes de nutrientes. Parâmetros biológicos para acessar relações tróficas de baixo nível como primárias e atividade microbiana heterotrófica, biomassa e diversidade de fitoplâncton e zooplâncton serão analisados; e investigar mudanças na qualidade nutricional de diferentes níveis tróficos, ácidos graxos (AG), e composição de ácidos graxos essenciais (AGE), razões molares de carbono/nitrogênio (C:N) e Carbono/Fósforo (C:P) de biomassas serão avaliados como componentes para acesso à qualidade dos nutrientes. Esse projeto visa contribuir para o conhecimento crítico em ecologia trófica, examinando como os fatores ambientais impactam a transferência de elementos essenciais dentro das teias tróficas marinhas e componentes de rastreamento através deteias alimentares usando assinaturas isotópicas. Compreender e identificar as fontes de eutrofização e o seu impacto na teia alimentar marinha pode melhorar a eficácia da gestão e reduzir o seu impacto, evitando a perda de serviços ecossistémicos ou a redução da qualidade.

O sequenciamento de DNA vem sendo cada vez mais utilizado em pesquisas ecológicas e apresentam grande potencial de utilização como ferramentas de avaliação e monitoramento de ambientes alterados por atividades humanas. No entanto, ainda são escassas as informações primárias sobre as características das comunidades biológicas avaliadas com essa metodologia e, principalmente, informações sobre como as atividades humanas afetam essas características biológicas. Neste projeto pretendemos desenvolver as bases para a utilização de técnicas de sequenciamento de nova geração (SNG) no monitoramento de áreas estratégicas para a indústria do petróleo, o que inclui áreas afetadas por poços onshore e offshore, além de estudos em matrizes ambientais de entorno das unidades e ambientes de referência. Serão realizadas coletas de água e/ou sedimento, tanto em áreas oceânicas quanto continentais, além de análises em solo e em amostras de fauna. O material coletado terá seu DNA extraído e sequenciado (plataforma NGS NextSeq 500 - Illumina) para obtenção da diversidade taxonômica, as categorias funcionais e, se possível, a montagem de genomas (menos complexos). O sequenciamento dos gene 16 e 18S rDNA também serão realizados com amostras coletadas na Bacia de Santos. A comunidade microbiana presente em diferentes campanhas serão comparadas para avaliar a influência da sazonalidade e outros determinantes ambientais. Pretende-se, com o estudo, dar suporte à interpretações ecológicas relacionadas às comunidades e produzir um conjunto de conhecimento que permita a utilização de técnicas moleculares na realização de monitoramento de atividades relacionadas à indústria do petróleo.

As regiões polares são frequentemente citadas no debate sobre mudanças climáticas do passado,presente e futuro. Diversas evidências obtidas do Ártico e da Antártica mostram que o clima da Terraoscilou entre períodos quentes e frios durante o Holoceno, entre ~23.000 anos atrás e o presente. Emtermos de cobertura espaço-temporal, este período apresenta o maior número e a maior resolução deregistros climáticos. Contudo, há a necessidade do desenvolvimento de novas tecnologias paraavaliação das mudanças climáticas globais, principalmente para compreender os efeitos antropogênicossobre o clima. O uso de novos dados nos modelos climáticos permite uma avaliação mais precisa dosimpactos das mudanças, da vulnerabilidade dos ecossistemas e da adaptação dos seres vivos a novoscenários climáticos. Este projeto visa correlacionar dados paleoclimáticos com a diversidade demicrorganismos em amostras do Ártico e da Antártica, e propor grupos microbianos como indicadoresde mudanças climáticas. O projeto envolve a cooperação internacional entre pesquisadores do Brasil eRússia com experiência em microbiologia, biologia molecular e análises metagenômicas, além degeologia, glaciologia e paleoclimatologia. Serão utilizadas neve e gelo glacial previamente coletadas naAntártica, além de amostras de permafrost do Ártico e Antártica. Os microrganismos presentes nasamostras apresentam um perfil metabólico que reflete adaptações às condições climáticas do passado.O DNA total das amostras será extraído e submetido ao sequenciamento do metagenoma taxonômico(RNAr 16S e ITS) e funcional. Dados físico-químicos e a datação radioisotópica irão complementar osresultados. Ao final, o projeto espera como resultados caracterizar a comunidade microbiana do Árticoe da Antártica em diferentes períodos do Holoceno, correlacionando grupos taxonômicos e perfismetabólicos com eventos de mudanças climáticas do passado, e propor um novo proxy biológico paraestudos paleoclimáticos.

Chamada CNPq/MCTI/CONFAP-FAPS - Programa de Apoio a Projetos de Pesquisas para a Capacitação e Formação de Recursos Humanos em Taxonomia Biológica - PROTAX N.º 22/2020. O estudo de diversidade do gene rRNA 16S do grupo Roseobacter e a reconstrução de genomas no Atlântico Sudoeste Brasileiro será realizado com amostras de coletadas em áreas de plataforma e talude, em profundidades epipelágicas e mesopelágicas, além de sedimentos marinhos com diferentes constituições granulométricas e geológicas. O conjunto de amostras contemplará áreas de montes carbonáticos e de exsudação de óleo e gás, o que trará um panorama nunca estudado para o grupo Roseobacter para essa região. A inclusão dos membros não cultiváveis nas análises filogenômicas representa um desafio computacional que precisa ser resolvido para entender a história evolutiva do grupo. A abordagem de pangenoma e a implementação de pipelines que usam perfis filogenéticos em larga escala de genomas e metagenomas, serão usadas para identificar e comparar genes comuns e únicos para cada linhagem, reconstruir a filogenia do grupo e em especial descrever a variabilidade dos padrões de ocorrência para o Atlântico Sudoeste.

Definir se determinada estrutura no registro geológico ou mineral é de origem biológica ou não é um problema intrinsecamente multi-escala e multidisciplinar, e um dos mais desafiadores da ciência moderna. Para o estudo da história de nosso planeta, especialmente nos tempos mais profundos, no Pré-Cambriano, os minerais são a base para a caracterização dos vestígios da vida microbiana. Além disso, os processos de interação micróbio-mineral são importantes para a aplicação em inúmeros setores de nossa sociedade moderna. Todos os fósseis são formados por meio de processos biogeoquímicos, com participação biológica direta ou indireta, pela precipitação de biominerais. Ou seja, a partir de íons em solução, são construídas estruturas cristalinas capazes de preservar, dependendo do caso, a morfologia ou a composição química/atômica de forma diferenciada, que pode indicar a presença pretérita de microrganismos de centenas de milhões ou mesmo bilhões de anos atrás. O estudo das estruturas cristalinas dos biominerais pode ser feito da macro à nano-escala, e é necessário o emprego de técnicas avançadas capazes de revelar detalhes de sua ultraestrutura. Valendo-se do conhecimento de que é possível distinguir um biomineral de seu análogo inorgânico (aquele formado sem a participação biológica), este projeto visa explorar em caráter inédito as técnicas de raio X em micro e nanoescala da Linha Carnaúba do Sirius, para o estudo da biogenicidade de minerais. Para tal, serão sintetizados minerais em laboratório por vias bióticas e abióticas para serem explorados pelas técnicas de absorção, fluorescência, difração, luminescência e imageamento em 2D e 3D que estão em fase final de comissionamento na linha. Os benefícios a serem gerados com os experimentos são o aumento da compreensão das vias de produção biológica de minerais, importantes para a ciência básica, como na busca de vestígios de vida em Marte, e aplicada, nas áreas de biomineração, biotecnologia e química verde. Além disso, o projeto contribuirá para firmar a linha Carnaúba do Sirius como uma referência para estudos nas diversas áreas que tangem este conhecimento, que incluem a Paleontologia, Geociências e Astrobiologia, além da biomineração e outras áreas relacionadas à exploração mineral, como a de petróleo nos carbonatos do Pré-Sal brasileiro..Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.

As comunidades microbianas presentes no oceano representam um grande reservatório genético ainda pouco explorado. O ambiente marinho comporta diversos hábitats com condições únicas e muitas vezes extremas, que proporcionam a seleção de micro-organismos produtores de metabólitos secundários (produtos naturais) diferenciados. Estes são codificados por genes biossintéticos e apresentam grande potencial para a descoberta de novos fármacos. No entanto, a maior parte das espécies bacterianas não podem ser cultivadas em laboratório. Assim, o emprego da prospecção metagenômica de comunidades microbianas representa um novo caminho biotecnológico para a obtenção de metabólitos bioativos com características únicas. O presente projeto tem como objetivo a prospecção de clusters gênicos biossintéticos (BGCs) produtores de metabólitos secundários novos e bioativos, partindo de dados metagenômicos derivados de ambientes marinhos extremos. Os genomas serão extraídos e reconstruídos, a partir dos bancos de dados metagenômicos: "Ilha Deception" de Ilha vulcânica Antártica, e do "deep-sea whale-Atlantic", de carcaça de baleia em decomposição a 4 mil metros de profundidade. Será então realizada a busca por BGCs utilizando principalmente a ferramenta antiSMASH. Esta etapa fará a predição dos BGCs (conjunto de enzimas responsável pela biossíntese de um determinado metabólito secundário) e seus prováveis produtos (metabólitos secundários). Ferramentas para predição da estrutura e função de enzimas contidas nos BGCs serão utilizadas para auxiliar a validação in silico e seleção dos clusters prospectados. Da mesma forma, os produtos biossintéticos serão avaliados quanto à sua potencial novidade química e atividade biológica utilizando análises de componentes principais (PCA) baseadas nos descritores moleculares dos compostos preditos, em relação aos produtos naturais já reportados (UNPD-ISDB) e aos fármacos já aprovados (DrugBank). BGCs, potencialmente produtores de novos metabólitos bioativos, serão selecionados para produção experimental. Os clusters serão montados utilizando a abordagem de clonagem TAR (Transformação Associada a Recombinação) a partir de fragmentos amplificados em laboratório utilizando DNA ambiental, ou DNA sintético obtido comercialmente. A expressão heteróloga será realizada em hospedeiros dos gêneros Bacillus, Escherichia ou Streptomyces, dependendo das características do BGC selecionado. Por fim, os compostos obtidos serão avaliados quanto às suas atividades antimicrobianas e anti-câncer, utilizando ensaios de citotoxicidade. Tal abordagem de prospecção de BGCs a partir de dados metagenômicos, representa o mais recente avanço científico na procura por moléculas bioativas inéditas. Unindo grupos de pesquisa consolidados e de especialidade complementar, o presente projeto deve contribuir para consolidação desta plataforma biotecnológica no país, auxiliando também iniciativas focadas na descoberta de novos fármacos no Brasil.

In this project, we will map and study the biological and geochemical conditions of cold seeps areas in the Brazilian southeast continental margin. This area is punctuated by a series of geomorphological features (i.e., salt diapirs and pockmarks) that attest the presence of oil and gas in the seafloor subsurface. In order to find these natural hydrocarbon seepages, we will follow a sequence of steps, including a sonographic data collection to map seafloor regions to find and determine suitable sampling areas. The second step includes the sampling of sediment and organisms, and laboratory analyses, including gas chromatography and next generation molecular biology techniques to: (1) investigate metazoan community patterns, including ecological and evolutionary linkages with other basins; (2) characterize extremophile free-living and symbiotic microorganisms; (3) understand the relationships between microbial communities and methane emissions; (4) discover new microbes capable of hydrocarbon degradation and/or altering the precipitation of methane hydrates; and (5) describe the microbiome of seep organisms. The project will involve a partnership of the University of Sao Paulo, Louisiana State University and the company AECOM. It also includes a strong synergy with the project from the Federal University of Rio de Janeiro Deep Sea and Shallow Marine Holobionts and Selection of Potential Bioindicators and Bioremediation Process, which focuses on the anthropogenic impacts on the microbiome of shallow and deep-water corals and sponges.

Astrobiology has the goal of studying the phenomenon of life, aiming to understand its origin, evolution and distribution on Earth, and, eventually elsewhere on the Universe. In fact, the search for life elsewhere om the Universe will probably be one of the main scientific challenges of this century. With the improved knowledge about habitable conditions on the Solar system, new telescopes and several missions are expected to occur within the next years, and astrobiology experimentation will play a key role on such scenario (Domagal-Goldman et al. 2016). Great attention is given to Mars, due to its proximity to Earth, recent findings about the planet past (Grotzinger et al. 2015; Bouley et al. 2016) and also the possibility of liquid water nowadays (Martín-Torres et al. 2015; Fischer et al. 2014). In special, major investments are expected for Mars exploration within the next years and decades, including new rovers and even manned missions with sample collection and return to Earth. With that in mind, this project will focus on investigating the possibility of current life, as well of past life on Mars. It has been divided in two main investigation lines: (I) Current life on Mars and organic biosignatures: to evaluate resistance of extremophiles and their produced organic biosignatures to planetary simulated conditions; (II) Inorganic biosignatures and past life: investigation of more resistant biosignatures, having potential to last longer (e.g. billions of years) and to indicate past life on Mars. We will base most our scientific experimentation on the application of synchrotron light (Brazilian Synchrotron Light Laboratory and others) and a planetary simulation chamber (Chemistry Institute ? Universidade de São Paulo), capable of simulating all physico-chemical parameters of space and the Martian environment. Our second approach will use stratospheric balloon experiments to expose extremophiles and biosignatures to the stratospheric environment, already proposed as an excellent Mars analogue environment (Khodadad et al. 2017). On the side of field science, the project will make use of samples already collected by our group from terrestrial extreme environments (Atacama, Antarctica and from a ferriferous region on Minas Gerais state, Brazil). According to the results obtained within the first year, the project will be expanded by selecting the best microorganisms/biosignatures for further experimentation and using more complex simulations parameters.

O projeto ora em proposição tem a oportunidade única de contar com uma Rede pré-existente de microbiologistas e profissionais afins pertencentes a diferentes instituições, especialistas em fungos, bactérias e arquéias, com foco em taxonomia, genética, genômica e ecologia de microrganismos, além da prospecção de compostos de origem microbiana. Esse grupo, denominado de Rede MicroPolar, volta seu interesse ao estudo da diversidade microbiana e de seus processos no ambiente antártico, aproveitando seus resultados também para exploração biotecnológica e aplicação de produtos microbianos de origem antártica. A Rede MicroPolar dentro do Programa Antártico Brasileiro foi formada em 2005 durante o projeto ?Microbiologia Antártica: biodiversidade, ecologia e aplicações tecnológicas? (Processo 55.8837/2005-0) que se consolidou durante o Ano Polar Internacional com o projeto ?Microbial Diversity of Terrestrial and Maritime ecosystems in Antarctic Peninsula? (Processo 520194/2006-3) e no último Edital através do Projeto ?O Ambiente Microbiológico Antártico como Modelo de Estudos em Astrobiologia? ( Processo 557063/2009-4), todos estes projetos sob coordenação da Profa. Vivian H. Pellizari que atua no PROANTAR desde 1997, em parceria com o Instituto Oceanográfico da USP. Os diferentes pesquisadores desta rede participam individualmente de diferentes projetos dentro dos INCT APA e INCT Criosfera e outros 2 projetos aprovados no último edital, consolidando a importância da microbiologia neste ambiente extremo. É importante ressaltar que a cada edição da Rede MicroPolar novos pesquisadores são incluídos, o que tem resultado no fortalecimento da linha de pesquisa de microbiologia no Programa Antártico Brasileiro e no crescimento do número de pesquisadores brasileiros envolvidos em pesquisas nas regiões polares, aumentando a participação em colaborações internacionais e contribuindo para a formação de recursos humanos qualificados para a pesquisa em ambientes extremos. O projeto proposto irá estudar, empregando as novas técnicas moleculares e genômicas, como ocorre a sucessão microbiana no recuo de geleira e qual a sua contribuição nos ciclos biogeoquímicos, estudará também as alterações em processos biológicos no ambiente marinho provocadas pelo aporte de nutrientes causado pelo derretimento de geleiras. O impacto das mudanças climáticas será também abordado no estudo da ocorrência de vírus da influenza aviária em animais antárticos, que podem ter sua contaminação aumentada ao mudar seus locais preferenciais de migração. O estudo das comunidades microbianas extremófilas revelará também o potencial de aplicação biotecnológico contido na produção de enzimas e nanobiomateriais úteis para processos industriais em temperaturas altas ou baixas, compostos bioativos, com propriedades medicinais ou cosméticas, entre outros. Além disso, o entendimento de como a microbiota se adapta a extremos ambientais, como os altos níveis de radiação UV, pode auxiliar no desenho de novas estratégias de isolamento de linhagens com propriedades únicas, no desenvolvimento de produtos que visem a proteção contra a radiação UV ou ainda encontrar aplicações em áreas como a medicina.

Fontes geotermais de origem vulcânica são amplamente distribuídas na Terra, sendo concentradas em áreas com alta atividade tectônica. Atividades vulcânicas na Antártica podem ser encontradas em ilhas circumpolares e em alguns sítios continentais. A Antártica apresenta condições extremas de clima e seu isolamento geográfico oferece características únicas para estudos de evolução microbiana. A Ilha Deception (ilhas circumpolares Shetland do Sul), é um estratovulcão em forma de ferradura que possui uma série de fumarolas e fontes termais. Estudos direcionados à diversidade funcional microbiana nestes ambientes são ainda muito escassos, principalmente devido a limitações metodológicas. Somente há pouco tempo foram desenvolvidas novas tecnologias de sequenciamento de DNA que possibilitaram o surgimento da técnica de metagenoma, sendo assim, possível avaliar os perfis fisiológicos e metabólicos da comunidade. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo descrever a estrutura da comunidade microbiana quanto a sua diversidade filogenética e funcional em ambientes com atividades geotermais na Ilha Deception, através da técnica de metagenoma, bem como identificar micro-organismos cultiváveis nestas amostras, por meio de métodos de cultivo tradicionais e de alto desempenho. Considerando que as características fisiológicas e metabólicas dos micro-organismos são imprescindíveis para o estudo da comunidade microbiana e sua interação com o ambiente, este estudo deverá fornecer o entendimento mais detalhado sobre questões centrais de adaptação fisiológica e evolução microbiana em ambientes geotermais, além de prover indícios sobre o surgimento da vida em ambientes similares comumente encontrados na Terra Pré-Cambriana.

O objetivo principal deste projeto de pesquisa é determinar a viabilidade de sobrevivência de micro-organismos extremófilos em uma possível situação de migração interplanetária (panspermia) simulada em laboratório.

Micro-organismos preservados dentro de permafrost, glaciares e mantos de gelo do planeta Terra podem ser análogos a formas de vida microbiana existentes no gelo ou permafrost de Marte, Europa, Callisto, Ganimedes, asteroides, cometas ou outros locais congelados no Cosmos. A presença de micro-organismos psicrofílicos e psicrotolerantes na criosfera terrestre ajuda a estabelecer os limites temporais e de temperatura da vida no Universo. Os micro-organismos criopreservados podem permanecer viáveis mesmo em condições de anaerobiose encontradas no gelo e no permafrost por milhares de anos. Esses locais podem conter DNA, lipídeos, enzimas, proteínas e genes primitivos ainda intactos além da própria microbiota autóctone. Muitos micro-organismos mantêm seu metabolismo ativo em filmes da água e brine, nos estreitos canais alcalinos ou ácidos formados no permafrost ou no gelo a temperaturas abaixo de zero grau Celsius. Complexas comunidades microbianas vivem na neve, em bolhas de ar aprisionadas no gelo e em buracos crioconitos nos glaciares e são criopreservados dentro do permafrost, glaciares e manto de gelo. O grupo de microbiologia microbiana do Instituto Oceanográfico da USP, que coordenou o projeto "Microbial Diversity of Terrestrial and Maritime ecosystems in Antarctic Peninsula? (ID No. 403), no Ano Polar Internacional, reunido com outras instituições da USP e com a UFRJ, a UNICAMP e a UFMG, vem empregando diversas ferramentas para verificar a presença e caracterizar a comunidade microbiana de bactérias, arqueias e fungos presentes no permafrost, sedimentos marinhos em diversas profundidades, gelo, neve e lagos antárticos. Os isolados obtidos têm sido caracterizados filogenetica e fenotipicamente. Os extremófilos recuperados de enriquecimentos de permafrost, gelo e sedimentos profundos entre outros, podem ser mais bem estudados para nos fornecer informações relevantes sobre como e onde poderíamos buscar evidências de vida microbiana em outros locais no Cosmos.

Este trabalho teve como objetivo desenvolver um diagnóstico molecular para o gene phaC em isolados de Bacillus, bem como transformar geneticamente Bacillus megaterium, produtor natural de PHA. Para realizar o diagnóstico molecular através da amplificação do gene phaC, um par de primers internos para este gene foi desenhado, utilizando seqüências homólogas e regiões conservadas em diferentes espécies de Bacillus. Foram avaliados quanto a presença do gene phaC, doze isolados de B. cereus e sete espécies diferentes de Bacillus de referência. Com o intuito de correlacionar a presença do gene phaC com a produção do polímero, doze isolados de B. cereus foram avaliados qualitativamente quanto a presença de grânulos fluorescentes de PHA, corados com vermelho do Nilo, através da observação em microscópio de epifluorescência. A transformação genética foi realizada, utilizando os plasmídios pRBBm55 e pNHisTev-1622, e teve como objetivo estabelecer competência na transformação de quatro isolados de B. megaterium, produtores constitutivos de PHA. Estes microrganismos podem ser futuramente empregados como hospedeiros para a expressão heteróloga de genes envolvidos na via de síntese do biopolímero, visando a obtenção de processos de produção mais eficientes.

Este projeto propõe a implementação do primeiro programa nacional de pesquisa da criosfera (a massa de neve e gelo da Terra). O Instituto Nacional de Ciência da Criosfera (INCC) integrará sete laboratórios associados dedicados ao estudos da variabilidade de diferentes componentes da massa de gelo planetária (gelo marinho antártico, geleiras e o manto de gelo antártico, geleiras andinas, permafrost) e sua resposta a mudanças climáticas. Parte dos subprojetos dedicará recursos para modelagem numérica das inter-relações no sistema criosfera-oceano-atmosfera no presente e no passado recente (até o Último Máximo Glacial) para testar a sensibilidade do clima brasileiro, por exemplo, à variabilidade na extensão do mar congelado austral (variação sazonal entre 1,9 e 19 milhões de quilômetros quadrados). O programa inclui ainda a complementação de um laboratório dedicado à análise e interpretação de testemunhos de sondagem de gelo e à montagem de um centro nacional de monitoramento da criosfera. Este último atuará com assessor diante instituições nacionais envolvidas com a questão do meio ambiente e mudanças do clima, principalmente sobre o impacto do derretimento de parte da criosfera para o nível médio dos mares. O programa desenvolverá rotinas para o uso de imagens do sistema CBERS para a pesquisa glaciológica sul-americana. Finalmente, a ação permitirá a realização de pesquisas do Programa Antártico Brasileiro (PROANTAR) no interior daquele continente.

O projeto tem como objetivo identificar bactérias amilolíticas disponíveis no banco de culturas microbianas do Laboratório de Microbiologia Aplicada da UNIVALI;
Avaliar isolados do gênero Bacillus capazes de produzir constitutivamente PHA a partir de resíduo do processamento mandioca; Selecionar dois isolados mais promissores quanto a síntese de PHA.