Carlos Alberto Labate.

A disponibilidade de novas tecnologias Ômicas que possibilitam a geração de uma grande quantidade de dados de sequências de DNA, quantificação de transcritos (RNAs mensageiros), microRNAs, identificação e quantificação de proteínas e metabólitos, têm propiciado um rápido avanço no conhecimento da biologia das plantas, microrganismos e animais. Entretanto, apesar dessa pletora de informações disponíveis, ainda não conseguimos analisar os dados gerados de forma integrada, holística, sem o caráter descritivo que caracteriza a maioria dos artigos que tratam de temas como transcriptômica, proteômica e metabolômica. O Fenótipo de um indivíduo é consequência da integração de todos esses componentes e da interação com o meio ambiente. A proposta do projeto tem como objetivo avançar na abordagem de biologia de sistemas buscando a integração de dados de transcriptômica, proteômica e metabolômica, para a compreensão da biologia de uma cultura importante para a economia brasileira, o eucalipto. O eucalipto foi escolhido como modelo biológico, em razão dos vários trabalhos que o nosso grupo tem desenvolvido ao longo dos últimos anos, principalmente sobre a biologia da xilogênese (formação da madeira), interação planta-patógeno e de respostas a estresses abióticos. Em particular, pretendemos avançar na compreensão do papel que o metabolismo da casca exerce na formação da madeira do eucalipto, durante os primeiros anos de crescimento. A baixa pressão de O2 observada na região cambial (hipóxia), leva a alterações na regulação da respiração mitocondrial, favorecendo o aumento do metabolismo da glicólise e fermentação alcoólica, para atender a alta demanda de energia (ATP) e poder redutor (NADH/NADPH), necessários ao rápido crescimento do eucalipto. Aliado a esses fenômenos, temos a fotossíntese corticular que ocorre no floema (casca) e sobre a qual conhecemos muito pouco, principalmente a sua importância para o crescimento do eucalipto e formação da madeira.Outra área do nosso interesse diz respeito à emissão de metano pelo eucalipto. Esse tema é de grande interesse hoje pois sabe-se que as árvores de florestas em regiões tropicais e pântanos produzem e emitem uma quantidade expressiva de metano, cuja origem ainda é pouco conhecida. A dimensão e importância da emissão de metano por árvores de eucalipto é desconhecida nas nossas condições, principalmente em plantações comerciais. Sobre isso, o nosso interesse é o de mensurar o volume produzido e a sazonalidade dessas emissões, sua origem, se endógena, a partir da microbiota endofítica, presente nos troncos e cascas das árvores, ou proveniente da microbiota do solo ou de ambas as fontes, e se existe algum processo metabólico da árvore que poderia ser a gênese de parte dessas emissões. Para atingirmos esses objetivos empregaremos a integração de dados de várias Ômicas, utilizando a análise de correlação canônica regularizada (rCCA), que possibilita a correlação de dois conjuntos de dados adquiridos nas mesmas unidades experimentais. Com a integração dos dados será possível analisar a biologia do eucalipto de forma holística, construindo redes de interação para cada situação de estudo, por exemplo, identificando os principais genes que regulam o crescimento da planta, formação da madeira, identificar genes e proteínas que estejam associadas à emissão de metano, entre outros assuntos de interesse. Os resultados desse projeto permitirão conhecer a biologia do eucalipto, uma arbórea que apresenta rápido crescimento em ambientes tropicais. PROJETO TEMÁTICO FAPESP Proc. 2021/01012-9

O etanol possui uma grande importância estratégica para o setor energético brasileiro devido a sua natureza renovável e grande capacidade de geração de emprego e renda. Além disso, a utilização do álcool como combustível veicular direto é extremamente interessante, visto que este diminui a dependência brasileira dos combustíveis fósseis. Atualmente, um dos principais problemas enfrentados na produção de etanol é a presença de microrganismos contaminantes no ambiente industrial. Microrganismos contaminantes na fermentação pode causar redução da eficiência na produção de etanol, competição por nutrientes essenciais, aumento dos teores de compostos tóxicos para a levedura e indução de floculação. Mesmo com estes problemas, a maioria dos processos de produção de etanol no Brasil baseiam-se numa complexa interação entre leveduras de S. cerevisiae e bactérias como Lactobacilus e Acetobacter. Nesse sentido, a presente proposta tem por objetivo aplicar a técnica de espectrometria de massas - Maldi-Tof para a identificação de microrganismos contaminantes em dornas de fermentação em sistema contínuo e batelada, bem como desenvolver biomarcadores com base no metaboloma da fermentação.

O projeto aprovado pela Finep tem por objetivo o custeio dos contratos de manutenção e compra de novos equipamentos para o Centro Multiusuários da ESALQ e é coordenado pelo Prof. Carlos Alberto Labate. Os recursos financeiros são gerenciados pela Fundação de Estudos Agrários Luiz de Queiroz - FEALQ. O Centro Multiusuário da Escola Superior de Agricultura ?Luiz de Queiroz? - ESALQ/USP possui quatro Laboratórios Multiusuários, a saber:
1.	Núcleo de Apoio à Pesquisa em Microscopia Eletrônica aplicada à Pesquisa Agropecuária (NAP/MEPA );Coordenado pelos Professores: Elliot W. Kitajima e Jorge Rezende

2.	Laboratório de Sequenciamento de DNA e Genotipagem Aplicada à Agropecuária, Agroenergia e Biologia Geral; Coordenado pelo Prof. Luiz Lehman Coutinho

3. Laboratório de Proteômica e Metabolômica e Lipidômica; Coordenado pelo Prof. Carlos Alberto Labate

4.	Laboratório de Bioquímica e Análise Instrumental - Multiusuários

One of the challenges facing our society is how food and feed can be produced sustainably in a world of 9 billion people. New knowledge, technology and approaches are needed in to use our agricultural resources more efficiently. The solutions will not be quantum leaps, but rather incremental changes introducing new and more efficient technologies for processing biomass to food or feed products. This project will investigate a new class of enzymes and their light-driven reaction mechanisms capable of improving the feed value and processing properties of a lignocellulosic feedstock. 
A class of enzymes capable of simultaneously processing carbohydrates and lignin has recently been discovered (Johansen 2016). The enzymes Lytic Polysaccharide Monooxygenases (LPMOs) oxidize the most recalcitrant carbohydrates e.g. cellulose producing oligomers, while at the same time abstracting electrons from lignin as part of their catalytic cycle. This dual oxidation mechanism is completely new and opens new possibilities for conversion of agricultural residues into not only fuels but also food and bioactive products. The carbohydrate oligomers are well characterized, whereas the changes to the lignin structure and properties have only been investigated and exploited rudimentarily. 
To function, The LPMOs require an external electron donor. A completely novel and highly relevant aspect of the project is that the LPMO reactions can be boosted by 10 to 100 times using light combined with photosynthetic pigments and lignin as the electron donating system. This opens possibilities for developing a new set of technologies that not only produces unique food and bioactive compounds but also are driven by light, thereby increasing process efficiencies and further reducing environmental impacts.