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Name Rede de estudos em biodiversidade microbiana: isolamento, desenvolvimento de estratégias de identificação rápida, conservação, interações entre espécies e explorações biotecnológicas   FAPESP Project
Validity Date 01/03/2011 - 28/02/2014
Team Edson Rodrigues-Filho
Participating Institutions Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos, SP, Brasil
Biome Todos
Abstract Um dos problemas mais importantes que todos os pesquisadores brasileiros envolvidos com pesquisas em química, ecologia e biotecnologia de micro-organismos enfrentam reside nas dificuldades para identificação de cepas microbianas, o que tem resultado em falhas nos direcionamentos dos estudos posteriores às coletas; falta de um catálogo de referência para cepas coletadas, re-estudo de uma mesma cepa microbiana por diferentes grupos, etc. Uma única folha de uma planta, ou alguns poucos miligramas de solo, podem conter um número muito grande de micro-organismos. Escolher qual deles estudar tem sido uma tarefa difícil e muitas vezes materiais biológicos importantes são descartados e desperdiçados. Embora em cada estudo seja isolada uma vasta gama de micro-organismos, apenas uma pequena porcentagem deles tem sido identificada e reportada. A identificação de micro-organismos deve preceder qualquer estudo de exploração biotecnológica, seja para orientar para os melhores potenciais de aplicação, ou para evitar sobreposição de estudos por diferentes grupos. Na produção de micromoléculas bioativas, a Identificação dos micro-organismos ajuda imensamente no trabalho de determinação de estruturas moleculares. Sem identificação, é impossível dimensionar, entender e fazer correlações da nossa biodiversidade microbiana, e catalogar e conservar ficam sem sentido. Identificações de micro-organismos sempre foram tarefas difíceis. Inicialmente isso foi exclusivamente feito pela inspeção macro e micro morfológica; depois vieram as técnicas de biologia molecular como uma das mais poderosas ferramentas para uma identificação segura no nível genômico. Essas duas estratégias, ou combinações delas, são sempre muito demoradas e às vezes inconclusivas. Colegas da rede proposta já vêm nos apoiando com Identificações de micro-organismos pelos métodos clássicos. A proposta da criação da rede visa a uma melhor agilidade e segurança nessas identificações. Recentemente, uma nova tecnologia para identificar micro-organismos emergiu com um grande destaque devido à agilidade e eficiência. Essa nova tecnologia usa principalmente a análise de algumas moléculas boas caracterizadoras como, por exemplo, algumas proteínas ribossomais, através de espectrometria de massas com ionização por lazer (MALDI-TOF-MS). Essa tecnologia já é bastante usada em microbiologia médica, onde tem sido importantíssima para identificação de infecções bacterianas hospitalares, e está sendo agora adaptada para a identificação de fungos. Depois de cumpridas as etapas de certificação de cepas e aumento da base com dados confiáveis, esse sistema pode representar uma ferramenta de extrema utilidade para catalogar e identificar milhares de micro-organismos e com isso racionalizar os estudos que exploram biodiversidade microbiana, bem como para os próprios estudos proteômicos e genéticos de micro-organismos feitos pelos taxonomistas. É nossa pretensão ainda, contribuir para o pleno estabelecimento dessa nova tecnologia. Durante a extração para análise proteômica, algumas proteínas se destacam como de melhor poder classificatório. Essas proteínas são vistas apenas como um íon ([M+H]+) gerado por MALDI e vistas em conjunto em um ‘fingerprinting’. Estudos estruturais dessas moléculas, usando fragmentação (TOF/TOF), podem dar indicações da sua codificação genética e, com isso, estabelecer melhor as definições de espécies.
Expected Products Um dos problemas mais importantes que todos os pesquisadores brasileiros envolvidos com pesquisas em química, ecologia e biotecnologia de micro-organismos enfrentam reside nas dificuldades para identificação de cepas microbianas, o que tem resultado em falhas nos direcionamentos dos estudos posteriores às coletas; falta de um catálogo de referência para cepas coletadas, re-estudo de uma mesma cepa microbiana por diferentes grupos, etc. Uma única folha de uma planta, ou alguns poucos miligramas de solo, podem conter um número muito grande de micro-organismos. Escolher qual deles estudar tem sido uma tarefa difícil e muitas vezes materiais biológicos importantes são descartados e desperdiçados. Embora em cada estudo seja isolada uma vasta gama de micro-organismos, apenas uma pequena porcentagem deles tem sido identificada e reportada. A identificação de micro-organismos deve preceder qualquer estudo de exploração biotecnológica, seja para orientar para os melhores potenciais de aplicação, ou para evitar sobreposição de estudos por diferentes grupos. Na produção de micromoléculas bioativas, a Identificação dos micro-organismos ajuda imensamente no trabalho de determinação de estruturas moleculares. Sem identificação, é impossível dimensionar, entender e fazer correlações da nossa biodiversidade microbiana, e catalogar e conservar ficam sem sentido. Identificações de micro-organismos sempre foram tarefas difíceis. Inicialmente isso foi exclusivamente feito pela inspeção macro e micro morfológica; depois vieram as técnicas de biologia molecular como uma das mais poderosas ferramentas para uma identificação segura no nível genômico. Essas duas estratégias, ou combinações delas, são sempre muito demoradas e às vezes inconclusivas. Colegas da rede proposta já vêm nos apoiando com Identificações de micro-organismos pelos métodos clássicos. A proposta da criação da rede visa a uma melhor agilidade e segurança nessas identificações. Recentemente, uma nova tecnologia para identificar micro-organismos emergiu com um grande destaque devido à agilidade e eficiência. Essa nova tecnologia usa principalmente a análise de algumas moléculas boas caracterizadoras como, por exemplo, algumas proteínas ribossomais, através de espectrometria de massas com ionização por lazer (MALDI-TOF-MS). Essa tecnologia já é bastante usada em microbiologia médica, onde tem sido importantíssima para identificação de infecções bacterianas hospitalares, e está sendo agora adaptada para a identificação de fungos. Depois de cumpridas as etapas de certificação de cepas e aumento da base com dados confiáveis, esse sistema pode representar uma ferramenta de extrema utilidade para catalogar e identificar milhares de micro-organismos e com isso racionalizar os estudos que exploram biodiversidade microbiana, bem como para os próprios estudos proteômicos e genéticos de micro-organismos feitos pelos taxonomistas. É nossa pretensão ainda, contribuir para o pleno estabelecimento dessa nova tecnologia. Durante a extração para análise proteômica, algumas proteínas se destacam como de melhor poder classificatório. Essas proteínas são vistas apenas como um íon ([M+H]+) gerado por MALDI e vistas em conjunto em um ‘fingerprinting’. Estudos estruturais dessas moléculas, usando fragmentação (TOF/TOF), podem dar indicações da sua codificação genética e, com isso, estabelecer melhor as definições de espécies.
Keywords Biodiversidade, Biotecnologia, Classificação, Enzimas, Microbiologia
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