Glaucia Mendes Souza.

This project aims to promote a global evaluation of biofuels sustainability, including their advantages, drawbacks, and the criteria to analyze their social, economic and environmental impacts. A synthesis volume and a Policy Brief, based on SCOPE?s guidelines (an organization based at UNESCO which will help on the process), will be written with recommendations for public policies on sustainable expansion of biofuels.
Technologies that lead to less pollution, lower energy consumption and decreased greenhouse gas emission for fuel production will be evaluated regarding their economic feasibility, the industry capacity for their implementation in scale and the short and long term impacts on the environment, human health and generation of wealth.
In that sense, a roaster of national and international experts was gathered in a Scientific Committee, which will represent globally the several scientific topics to be covered during the Rapid Assessment Process (RAP). This committee will meet first in São Paulo on February 27th and 28th, 2013, at FAPESP, during the Scoping Meeting, which has as goal defining authors, experts and reviewers that will participate in the Rapid Assessment Process. The Scoping Meeting will be preceded by an international workshop organized by BIOEN, BIOTA and PFPMCG, in which we?ll be collecting community?s recommendations for policies that make feasible both sustainable production and use of biofuels. A second meeting and another international workshop will be held in Paris on November 2013, where authors and special invited guests will join to consolidate knowledge and recommendations. The final product of this project includes: a 300-page publication which synthesizes the performed evaluation; possible parallel publications, and the UNEP Policy Brief above mentioned.

Despite the required efforts to decrease greenhouse gas emissions related to energy use, most of the world?s population lives in developing countries with low per capita energy consumption. Therefore, initiatives are required to make affordable energy available for all without severely impacting greenhouse gas emissions. This project intends to evaluate the status and potential for biofuel production (ethanol and biodiesel) in emerging markets, namely: Argentina, Brazil, Colombia, Guatemala, China, India, Malaysia, Thailand, and South Africa. The work will consist of local database research for each country and the development of techno-economic analysis, exergetic analysis, and life cycle assessment models based on proposed biorefinery schemes according to the particularities of each country.

Muito já se conhece sobre a biologia e manejo da cana-de-açúcar, porém ainda existem lacunas no conhecimento bioquímico e genético dessa planta que se exploradas podem indicar o caminho para o melhor manejo da cultura, aumento do seu potencial industrial e diminuição do impacto ambiental do seu cultivo. Devido à complexidade do sistema e dos inúmeros fatores que interagem para a definição das características de interesse agronômico (genes, seus produtos, suas interações no organismo e com o ambiente), um conhecimento robusto do metabolismo de açúcares necessita de abordagens experimentais múltiplas em combinação com análises computacionais de grandes volumes de dados. Nós pretendemos acrescentar conhecimento ao sistema cana-de-açúcar usando abordagens de análise da fisiologia, de análise de elementos regulatórios, do transcriptoma e do metaboloma em variedades comerciais e em cruzamentos com espécies ancestrais em plantios que se assemelham ao realizado nas indústrias sucroalcooleiras e também em experimentos em casa de vegetação. O estudo das redes regulatórias de cana-de-açúcar será feito com auxílio da técnica de Chip-Seq e de RNAseq com as quais poderemos identificar possíveis regiões regulatórias e promotoras no genoma referência de cana-de-açúcar sequenciado e parcialmente montado pelo grupo e colaboradores. Através da utilização de abordagens da Biologia de Sistemas e biologia sintética, iremos definir os principais alvos ou redes de genes para o melhoramento da cana-de-açúcar com o aumento de sua produtividade, alteração do conteúdo de sacarose, fibra e lignina e assim desenvolver a Cana-Energia. O grande volume de dados gerado será armazenado no banco de dados SUCEST-FUN (http://sucest-fun.org) onde é possível avaliar e interrogar os dados com foco em diferentes aspectos.

Este projeto foca estudos de regulação gênica e visa a geração de ferramentas que permitam abordagens da Biologia Sistêmica em cana-de-açúcar e a identificação de redes regulatórias. Como ponto de partida escolhemos caracterizar dois tratos agronômicos de interesse desta cultura: o teor de sacarose e a resposta à seca. Pretendemos estudar categorias gênicas com conhecido papel regulatório (Fatores de Transcrição, Proteínas Quinases e Fosfatases), aprofundar estudos do Transcriptoma, produzir plantas transgênicas para genes de interesse e desenvolver ferramentas de bioinformática e bancos de dados integrando os vários níveis de informação. Identificaremos os alvos de TFs utilizando a técnica de ChIP-HTS e clonando promotores. Os resultados terão consequëncias diretas múltiplas nos programas de melhoramento que frequentemente selecionam mudanças nos CREs e TFs na busca de genótipos mais adaptados ao ambiente e com maior performance agronômica. As Proteínas Quinases atuam em cascatas de sinalização de respostas a estímulos ambientais e nossos dados apontam para um papel predominante das PKs na regulação do teor de sacarose e resposta à seca. Para identificar novos genes associados a brix e seca caracterizaremos o transcriptoma de genótipos e cultivares contrastantes para estes tratos utilizando chips de oligonucleotídeos. Genes de interesse serão então avaliados quanto à sua função pela geração e análise de plantas transgênicas. Para integrar o grande conjunto de dados públicos e gerados pelo projeto uma infra-estrutura computacional robusta será desenvolvida. O banco de dados SUCEST-FUN integrará dados do SUCEST, promotores, CREs, dados de expressão e a caracterização agronômica, fisiológica e bioquímica de cultivares da cana. Em paralelo também desenvolveremos o banco de dado GRASSIUS para o estabelecimento das redes regulatórias de cana, arroz, milho e sorgo.

O Projeto SUCEST-FUN (http://sucest-fun.org) reune quatro Universidades (USP, UNICAMP, UNESP e UFRJ) e duas empresas (COPERSUCAR e Centralcool) num esforço por mim coordenado para o estudo funcional do genoma e transcriptoma da cana-de-açúcar.
A cana-de-açúcar é de grande importância econômica para o Brasil estando entre os seus principais produtos de exportação. A produção de açúcar e álcool se beneficiaria largamente de variedades com maior teor de sacarose e resistentes a estresses. O estabelecimento de tais variedades utilizando-se técnicas de melhoramento genético tradicionais é demorado e complicado pela grande complexidade do genoma da cana e poderia ser acelerado se genes alvos para o melhoramento fossem identificados. 
O projeto SUCEST (http://sucest.lbi.ic.unicamp.br/public/) permitiu a identificação de cerca de 238 mil ESTs (Expressed Sequence Tags) da cana. Estas sequências correspondem a aproximadamente 43 mil SAS (Sugarcane Assembled Sequences). Acredita-se que mais de 90% do genoma expresso da cana tenha sido etiquetado (30 mil genes). A verificação do padrão de expressão destes genes é um passo importante para que se possa inferir sua função nos diferentes tecidos e estágios de desenvolvimento da planta, e para que estas informações possam ser utilizadas em programas de melhoramento.
O transcriptoma da cana será estudado com o auxílio de microarrays de cDNA. ESTs foram selecionados por estarem associados a processos envolvidos no crescimento, desenvolvimento e adaptação a variações ambientais. Através do projeto SUCAST (Sugarcane Signal Transduction) nós catalogamos mais de 3600 possíveis genes de cana-de-açúcar envolvidos na sinalização destas vias. Destes, cerca de 1000 estão sendo analisados através dos microarrays de cDNA, uma tecnologia já estabelecida pelo grupo (Papini-Terzi et al., 2005). Outras categorias de destaque nos chips incluem Fatores de Transcrição (cerca de 500 SAS), patogênese (242), resposta a estresses (557) e metabolismo de

O projeto SUCAST (Sugarcane Signal Transduction) foi iniciado em 2000 com o objetivo de identificar, catalogar e caracterizar os ESTs da cana-de-açúcar que estão envolvidos em vias de transdução de sinal, bem como a organização de todas estas informações em um banco de dados que facilite futuras análises funcionais (Souza et al, 2001). As etapas do projeto SUCAST compreendem, de forma sucinta, a prospecção de dados, a anotação e a caracterização estrutural e funcional de componentes de transdução de sinais em cana-de-açúcar utilizando-se ferramentas de bioinformática e a análise de expressão gênica através da tecnologia de microarranjos de cDNA. Os dados são armazenados em um banco sequências, domínios, categorias funcionais e dados de expressão (http://sucestfun.cbmeg.unicamp.br/sucestfun/sucast/index.shtml). Entre os alvos do projeto temos a determinação do padrão de expressão dos genes de transdução de sinal e fatores de transcrição nos diversos tecidos da cana (Papini-Terzi et al., 2005), a caracterização estrutural e funcional do Quinoma da Cana-de-Açúcar (receptores, proteínas quinase e genes-R com domínio pkinase) e a análise da resposta a fitohormônios (ABA e MeJ).

Entire genomes and whole sets of ESTs of scientific and economically
important micro-organisms, relevant model organisms and humans are rapidly
becoming available. To take advantage of these enormous sets of genomic and
EST sequences, several academic and industrial laboratories are developing
technologies to analyze gene expression, at RNA level, on a genome wide basis,
using DNA microarrays, which are also called DNA chips. These techniques are
potentially useful to generate hundreds of data points for expression of tens of
thousands of genes, whose impact in biological research and biotechnology might
be revolutionary. Analyses of such huge amounts of data pose complex and
unsolved problems of data storage, data mining and design of non-linear gene
state predictors. Altogether, these tasks require the coordinated collaboration of, by
one side, computer scientists and mathematicians and, by the other, molecular
biologists and biochemists. To this end, interdisciplinary teams of scientists are
been organized in the countries that are presently leading the international genome
research.
In the State of São Paulo, FAPESP has timely launched a genome program
that was initiated by sequencing the genome of Xylella fastidiosa and is presently
being extended to genomes of other micro-organisms and ESTs of human cancer
cells and plant cells of sugar cane. This FAPESP initiative has established
sufficient conditions to locally start competitive projects of functional genomics
using the technology of DNA microarrays.
Cooperation for Analysis of Gene Expression", CAGE, is an informal
organization, funded by FAPESP, to concert interdisciplinary collaboration between
molecular biologists of the Instituto de Química (IQ-USP) and computer scientists
and mathematicians of the Instituto de Matemática e Estatística (IME-USP), to
study gene expression using the DNA microarray technology.
The laboratory of DNA-microarrays, in the Instituto de Química, is equi