Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGBIOTEC/ICB

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O Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia (PPGBIOTEC) é um programa do Instituto de Ciências Biológicas (ICB) da Universidade Federal do Pará (UFPA). O PPGBIOTEC fornece a base teórica para o desenvolvimento de projetos em duas áreas de concentração e quatro linhas de pesquisa, definidas de acordo com a competência e experiência de orientação dos docentes do programa: Área de Bioprospecção: linhas de pesquisa: (i) química orgânica de biomoléculas e metabolômica; e (ii) genômica, transcriptômica, proteômica e bioinformática de microrganismos e plantas (Bactéria, Archaea e Eukarya). Área de Biotecnologia Aplicada: linhas de pesquisa: (i) saúde humana e veterinária; e (ii) produção de insumos e processos industriais.

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  • DissertaçãoAcesso aberto (Open Access)
    AutoAssemblyD software para submissão e gerenciamento de montagem de genomas a partir de modelos XML
    (Universidade Federal do Pará, 2014-01-24) VERAS, Adonney Allan de Oliveira; SILVA, Artur Luiz da Costa da; http://lattes.cnpq.br/7642043789034070
    As tecnologias de sequenciamento de segunda geração proporcionaram um grande avanço dos estudos genômicos, tornando sua utilização um marco que revolucionou a biologia. Estas plataformas são caracterizadas pela redução no tempo de sequenciamento, alta produção de dados e baixo custo por base sequenciada, contudo, estes equipamentos em sua maioria produzem dados compostos por leituras curtas o que representa um grande desafio para reconstrução do genoma, devido a essa nova característica das leituras ferramentas computacionais tiveram que ser desenvolvidas para realizar a tarefa de montagem exemplo delas temos Velvet, Allpaths, ABySS, SOAPdenovo2, Edena. No entanto, a maioria destes aplicativos são executados através de linhas de comandos extensas compostas por vários parâmetros e devem obedecer a uma sintaxe adequada a sua utilização, pois em caso de erros existe a possibilidade de não obtenção do melhor resultado, com o intuito de resolver este problema apresentamos o AutoAssemblyD, que além de proporcionar a utilização destes montadores através de uma interface gráfica também possibilita a gerência destas execuções de forma remota.
  • DissertaçãoAcesso aberto (Open Access)
    Caracterização antigênica, físico-química e biológica do vírus BE AR 701405, obtido a partir de mosquitos da espécie Psorophora (Jan) ferox, capturados em Altamira – Pará
    (Universidade Federal do Pará, 2014-03-26) ARAÚJO, João Batista dos Santos; LEAL, Élcio de Souza; http://lattes.cnpq.br/1158983666415285
    O vírus BE AR 701405 foi obtido de um lote de mosquitos da espécie Psorophora (Jan.) ferox, capturados em Altamira, estado do Pará, no ano de 2006. O objetivo deste estudo foi caracterizar físico-química, biológica e antigenicamente o vírus BE AR 701405, com o objetivo de obter dados que auxiliassem sua classificação taxonômica. Camundongos recém-nascidos manifestaram alterações neurológicas, como tremores e ausência de coordenação motora, após a infecção pelo vírus BE AR 701405. O vírus praticamente não determinou efeito citopático (ECP) nas células de Aedes albopictus, clone C6/36, entretanto, causou ECP em células Vero com aproximadamente 48 horas pós- infecção. O título do vírus obtido foi de 10-4,1 DL50/ 0,02 mL e o título após a ação do DCA foi de 10−2,6 DL50/0,02 mL. O vírus BE AR 701405 reagiu antigenicamente com o soro hiperimune do Virus Pixuna. Portanto, o vírus BE AR 701405 é sensível ao DCA o que indica que é um vírus envelopado. Ele é um membro do grupo antigênico A, do gênero Alphavirus, família Togaviridae, relacionado ao Virus Pixuna. Camundongos recém-nascidos e células Vero e C6/36 são suscetíveis à infecção pelo vírus BE AR 701405. Estudos posteriores são necessários para esclarecer o relacionamento antigênico do vírus BE AR 701405 com o Virus Pixuna.
  • DissertaçãoAcesso aberto (Open Access)
    Prospeção de aminoácidos tipo micosporinas (MAAs) em cianobactérias da Amazônia oriental
    (Universidade Federal do Pará, 2014-06-30) ARAÚJO, Sanclayver Corrêa; GONÇALVES, Evonnildo Costa; http://lattes.cnpq.br/8652560763793265
    Aminoácidos tipo micosporinas (MAAs) são compostos de baixa massa molecular solúveis em água, cuja biossíntese, pensava-se ocorrer pela via do ácido chiquímico em bactérias, fitoplâncton e macroalgas. Recentemente, evidências mostram sua biossíntese pela via das pentoses em uma cianobactéria. Devido seu alto coeficiente de extinção molar na região do UV, proporcionam proteção contra os efeitos deletérios da radiação ultravioleta tendo potencial para a utilização em protetores solares. Em trabalhos anteriores foi descrito um cluster biossintético para chinorina que consistia nas enzimas Dehidroquinato sintase, presente na via do chiquimato, O-metiltransferase, uma enzima assimiladora de ATP e um homólogo de NRPS. Foi verificado ainda que a enzima 2-epi-5-epi-valiolona sintase, enzima que interligaria a via das pentoses, poderia formar o intermediário cíclico 4-desoxigadusol, precursor dos MAAs. Neste trabalho foi feita uma abordagem genômica para a busca destes genes, de modo a investigar o potencial de produção de MAAs nas cianobactérias da Coleção Amazônia de Cianobactérias e Microalgas, CACIAM 14, CACIAM 53, CACIAM 54 e CACIAM 57, bem como uma análise por cromatografia líquida capilar acoplada a espectrometria de massas com fonte de ionização de Electrospray dos metabólitos em CACIAM 14. Os genes da Dehidroquinato sintase e da O-metiltransferase foram encontrados em todas as linhagens estudadas. Os genes da via das pentoses Ribulose-fosfato-3-epimerase e Transcetolase foram detectados nas linhagens CACIAM 14, CACIAM 53 e CACIAM 57, o que sugere que nestas linhagens os MAAs podem ser produzidos por ambas as vias enquanto que na linhagem CACIAM 54 que os MAAs podem ser produzidos apenas pela via do chiquimato. Na linhagem CACIAM 14, foram detectados os fragmentos de relação massa/carga 186 e 197 no mesmo tempo de retenção de um íon precursor de m/z 333, valor esse sugestivo da presença de chinorina. Dessa forma, as linhagens CACIAM 53, 54 e 57 são potencialmente produtoras de MAAs por possuírem os genes biossintéticos, e a linhagem CACIAM 14 é produtora de chinorina.
  • DissertaçãoAcesso aberto (Open Access)
    Co-cultivo de embriões bovinos com células-tronco adultas derivadas de tecido adiposo
    (Universidade Federal do Pará, 2014-09-05) NASCIMENTO, Hamilton Silva do; MIRANDA, Moysés dos Santos; http://lattes.cnpq.br/3354029928888919
    A produção in vitro de embriões (PIV) é uma biotecnologia utilizada para aumentar o potencial reprodutivo de animais geneticamente superiores, os embriões produzidos in vitro são de qualidade inferior aos produzidos in vivo, por isso técnicas tentam melhorar os índices de embriões produzidos in vitro. Uma técnica é o sistema de co-cultivo com células somáticas que removem metabólitos tóxicos e protegem contra o stress oxidativo. As células-tronco mesenquimais derivadas de tecido adiposo (CTA) são células multipotentes que segregam fatores de crescimento e citocinas. As células-tronco foram utilizadas em co-cultivo in vitro de embriões bovinos em diferentes concentrações com o objetivo de melhorar o protocolo de PIVE. CTAs foram submetidas à diferenciação em três linhagens mesenquimais, e foi realizada a imunofenotipagem de marcadores específicos de membrana das CTMs. A taxa de clivagem foi avaliada no segundo dia após a fertilização e taxa de blastocistos no sétimo dia, quando foram armazenados para contagem do número total de células e expressão gênica. Os resultados foram analisados por ANOVA, Teste-t e pós-teste de Fisher, adotando um nível de significância de 5%. O tratamento do co-cultivo com CTAs influenciou significativamente a formação de blastocisto, o número total de células de embriões e a expressão gênica correlacionada a pluripotência e metabolismo de carboidratos. Estes resultados mostraram aumento da taxa de produção e qualidade dos embriões produzidos in vitro em co-cultivo com CTAs em relação ao co-cultivo com células da granulosa. Os resultados deste trabalho indicam também que a presença constante de CTAs em co-cultivo é superior ao condicionamento com CTAs. Os efeitos verificados das CTAs podem ocorrer através de fatores solúveis ou via exossomos secretados pelas CTAs. Estudos futuros são necessários para esclarecer a possível via causadora dos efeitos positivos verificados neste trabalho pelas CTAs em co-cultivo.
  • DissertaçãoAcesso aberto (Open Access)
    Influência dos metabólitos secundários de Piper divaricatum da região amazônica no controle do Fusarium solani f. sp. piperis causador da fusariose em pimenta do reino
    (Universidade Federal do Pará, 2014-09-18) MEIRELES, Erisléia das Neves; RAMOS, Alessandra de Rezende; http://lattes.cnpq.br/1279694874191138; SILVA, Joyce Kelly do Rosário da; http://lattes.cnpq.br/2278686174214080
    A cultura de pimenta do reino (Piper nigrum L.) é uma das principais atividades agrícolas no estado do Pará e sofre sérios danos ocasionados pela fusariose, doença restrita ao Brasil. O presente trabalho avaliou a atividade antifúngica in vitro de óleos essenciais de espécies de Piper ricos em fenilpropanóides frente a Fusarium solani f. sp. piperis, agente causal da fusariose. A inibição do crescimento micelial pelo método de difusão em Agar na concentração de 5 mg.Ml-1 foi considerada: baixa para P. aduncum (20,3%) e P. krukoffii (31,4%); moderada para P. callosum (55,7%) e P. marginatum (70,3%) e alta para P. divaricatum (93,3%). Os componentes majoritários identificados por CG-EM foram: dilapiol (92,0%), safrol (78,0%), metileugenol (75,2%) e eugenol (7,9%), apiol (80,0%), Z-isoosmorizol (44,0%) e E-anetol (22,0%), respectivamente. O óleo de P. divaricatum e seus compostos majoritários apresentaram valores CIM de 0,75 mg.mL-1. A avaliação dos efeitos combinados do eugenol e metileugenol apontou o eugenol como principal responsável pela atividade.
  • DissertaçãoAcesso aberto (Open Access)
    Acúmulo de colesterol por Mycobacterium smegmatis como possível modulador da biossíntese de lipomanana e lipoarabinomanana
    (Universidade Federal do Pará, 2015-02-26) SANTOS, Ana Cristina Doria dos; SENA, Chubert Bernardo Castro de; http://lattes.cnpq.br/8620752020290438
    A parede celular micobacteriana é uma característica marcante do gênero Mycobacterium, apresentando lipídios e glicoconjugados bioativos, como fosfatidilinositol manosídeos (PIMs), lipomanana (LM) e lipoarabinomanana (LAM). A infecção crônica no interior de macrófagos pulmonares é relacionada com o acúmulo de colesterol na célula hospedeira, conferindo uma fonte alternativa de energia e carbono para o bacilo manter suas funções fisiológicas. Com base na atividade imunomoduladora desses glicoconjugados e na adaptação em outro ambiente no interior da célula hospedeira infectada, propomos investigar a possível modulação da biossíntese de LM/LAM em Mycobacterium smegmatis (saprofítico), após o cultivo em meio mínimo (MM) suplementado com glicerol e/ou colesterol. Como resultados, obtivemos que o bacilo, mesmo sendo saprofítico, foi capaz de acumular colesterol e influenciar na fisiologia bacteriana por apresentar um crescimento lento com densidade bacteriana comprometida. Além disso, o colesterol diminuiu o acúmulo de PIMs e promoveu mudanças morfológicas e de agregação bacteriana, mesmo mantendo a parede celular com sua característica físico-química específica (resistência a descoloração por álcool e ácido). A mudança mais marcante induzida pelo consumo do colesterol foi na biossíntese de LAM, que apresentou migração eletroforética diferenciada, compatível às massas moleculares maiores, assemelhando-se a de bacilos não saprofíticos (de 25 – 30 KDa para 30 – 50 KDa). Estes resultados mostram que o colesterol, quando utilizado como principal alternativa de fonte de energia e carbono, pode induzir mudanças fisiológicas em micobactérias, principalmente na biossíntese de LAM, uma das principais moléculas imunoreguladoras presente na parede celular. Estes dados sugerem que micobactérias podem sofrer mudanças semelhantes no interior de granulomas, e que estas mudanças podem ajudar na evolução da tuberculose para a forma crônica multibacilar, marcada por um aspecto imunodeficiente contra o bacilo.
  • DissertaçãoAcesso aberto (Open Access)
    O papel do colesterol na biossíntese da parede celular de Mycobacterium smegmatis
    (Universidade Federal do Pará, 2015-02-26) MARINHO, Victor Hugo de Souza; SENA, Chubert Bernardo Castro de; http://lattes.cnpq.br/8620752020290438
    Diferentes espécies de micobactérias são agentes causadores de significativas doenças em seres humanos como, por exemplo, a tuberculose. Todas as micobactérias possuem uma complexa e distinta parede celular, conferindo características físico-químicas exclusivas ao gênero Mycobacterium, protegendo-o contra o sistema imune e entrada de muitos antibióticos. Durante a infecção, o bacilo é capaz de se adaptar ao ambiente inóspito, nutrindo-se de fontes lipídicas alternativas, principalmente o colesterol, da própria célula hospedeira (macrófagos). Este perfil nutricional tem sido considerado essencial para a divisão bacilar e consecutivamente progressão da doença. Diante disso, o presente trabalho tem por objetivo avaliar em Mycobacterium smegmatis (espécie saprofítica) a modulação in vitro da biossíntese de constituintes bioativos da parede celular após o consumo de colesterol. Como resultado, verificamos por Cromatografia de Camada Delgada (CCD) que a adaptação do bacilo ao microambiente de escassez nutricional (cultivo em Meio Mínimo – MM) conseguiu manter a biossíntese e o acúmulo dos principais constituintes da parede celular, quando o cultivo ocorre na presença de alguma fonte definida de carbono e energia (glicerol e/ou colesterol). Dentre estes constituintes essenciais sem alterações, verificamos o Trealose de dimicolato (TDM) e os fosfolipídios Fosfatidilinositol (PI), Fosfatidilinositol manosídeos (PIMs), Cardiolipina (CL) e Fosfatidiletanolamina (PE). Diferentemente a esse resultado, o ácido micólico apresentou acúmulo representativo ao cultivo em meio 7H9 somente quando o MM estava igualmente suplementado com glicerol. Este resultado foi confirmado pela marcação álcool-ácido resistente com o marcador fluorescente auroamina, sugerindo alterações nas propriedades físico-químicas da parede celular. Por outro lado, o cultivo em MM favoreceu o acúmulo de Glicopeptídeolipídios (GPLs), independente da suplementação por glicerol e/ou colesterol. Esta perturbação na biossíntese da parede celular alterou o perfil hidrofóbico do bacilo, independentemente da fonte de carbono e energia, porém não alterou a resistência ou sensibilidade a antibióticos. Estes resultados mostram claramente que a biossíntese da parede celular pode sofre modulações em condições de escassez nutricional, e que a presença ou ausência de colesterol, como ocorrido durante a infecção, não altera significativamente a fisiologia do bacilo a ponto de torna-lo mais vulnerável a ação de antibióticos, sugerindo que tais modificações possam também ocorrer durante a infecção, mantendo o bacilo viável, até o desenvolvimento da doença propriamente dita.
  • DissertaçãoAcesso aberto (Open Access)
    Avaliação do viés GC em plataformas de sequenciamento de nova geração
    (Universidade Federal do Pará, 2015-03-05) PINHEIRO, Kenny da Costa; RAMOS, Rommel Thiago Jucá; http://lattes.cnpq.br/1274395392752454
    O surgimento das plataformas de sequenciamento de nova geração (NGS) proporcionou o aumento do volume de dados produzidos, tornando possível a obtenção de genomas completos. Apesar das vantagens alcançadas com estas plataformas, são observadas regiões de elevada ou baixa cobertura, em relação à média, associadas diretamente ao conteúdo GC. Este viés GC pode afetar análises genômicas e dificultar a montagem de genomas através da abordagem de novo, além de afetar as análises baseadas em referência. Além do que, as maneiras de avaliar o viés GC deve ser adequada para dados com diferentes perfis de relação/associação entre GC e cobertura, tais como linear e quadrático. Desta forma, este trabalho propõe o uso do Coeficiente de Correlação de Pearson (r) para analisar a correlação entre conteúdo GC e Cobertura, permitindo identificar aintensidade da correlação linear e detectar associações não-lineares, além de identificar a relação entre viés GC e as plataformas de sequenciamento. Os sinais positivos e negativos de r também permitem inferir relações diretamente proporcionais e inversamente proporcionais respectivamente. Utilizou-se dados da espécie Corynebacterium pseudotuberculosis, conhecido por serem genomas clonais obtidas através de diferentes tecnologias de sequenciamento para identificar se há relação do viés GC com as plataformas utilizadas.
  • DissertaçãoAcesso aberto (Open Access)
    Busca e classificação sistemática das proteínas oxigenases com ferro não hêmico em plantas
    (Universidade Federal do Pará, 2015-03-06) SOUSA, Kellen Rayanne Matos de; DARNET, Sylvain Henri; http://lattes.cnpq.br/4586614214029929
    As proteínas oxigenases com ferro não hêmico compartilham um domínio conservado composto por oito histidinas, podem ser encontradas em organismos eucariotos e procariotos, e participam de importantes vias de biossíntese lipídica. Para compreender a relação evolutiva existente entre essas proteínas, foram realizadas análises comparativa e filogenética em procariotos e eucariotos que permitiram uma classificação dessa família, até então inexistente. A busca de seqüências resultou, após a curadoria, em uma coleção de 448 proteínas, pertencentes a 58 organismos previamente selecionados dentro dos principais taxa. O alinhamento múltiplo de seqüências gerado com a ferramenta MAFFT (BLOSUM 62; L-INS-i) mostrou a presença do domínio de histidinas com espaçamento conservado entre os motivos. A classificação das proteínas feita com o software CLANS gerou 28 grupos a partir da similaridade entre pares de seqüências. Dentre esses, 2 contêm seqüências que não tiveram similaridade com proteínas já caracterizadas e 48 seqüências não foram atribuídas a quaisquer dos grupos formados. As seqüências de plantas, representadas por 119 seqüências da coleção, foram distribuídas em 7 grupos correspondentes às funções C4 metilesterol monoxigenase, C5 esterol desaturase, ácido graxo hidroxilase, esfingolipídeo C4 monooxigenase, aldeído decarbonilase, β-caroteno hidroxilase e Acil-ACP desaturase. A análise filogenética, utilizando o método de máxima verossimilhança com a ferramenta PhyML, mostrou a formação de grupos bem definidos e que foram similares aos gerados por CLANS. Esses resultados começam a preencher a lacuna existente até o momento acerca da relação evolutiva e da classificação das oxigenases com ferro não hêmico. Além disso, sugerem que dentro dessa família ainda há proteínas com funções desconhecidas, reforçando a necessidade de realizar mais estudos de caracterização funcional das mesmas.
  • DissertaçãoAcesso aberto (Open Access)
    Estudo de genômica comparativa de corynebacterium pseudotuberculosis linhagem 226 (biovar ovis)
    (Universidade Federal do Pará, 2015-03-10) DIAS, Larissa Maranhão; CARNEIRO, Adriana Ribeiro; http://lattes.cnpq.br/7533716053525477; http://lattes.cnpq.br/7533716053525477
    Corynebacterium pseudotuberculosis é uma bactéria Gram-positiva, intracelular facultativa, nãoesporulante, não-capsulada e sem mobilidade, contudo possui fímbria, e pode assumir formas cocóides e filamentosas (pleomórfica), além disto, apresenta crescimento ótimo à 37°C. Este patógeno apresenta dois biovares: ovis que geralmente acomete pequenos ruminantes, e causa a doença linfadenite caseosa, e biovar equi, mais comum em equinos, bovinos, camelídeos, e bubalinos causando a Linfangite ulcerativa. A infecção por esta bactéria pode levar a condenação das carcaças e redução de lã (em ovinos e caprinos), leite e carne destes animais, e consequentemente a perdas econômicas para a indústria agropecuária mundial. Atualmente, ainda não existe uma vacina eficaz para estas doenças. A fim de obter um maior entendimento biológico entre as espécies o presente trabalho tem como objetivo principal analisar, por meio da genômica comparativa a linhagem C. pseudotuberculosis 226 biotipo ovis isolada de um caprino na Califórnia com outras linhagens do biovarar ovis e equi. Na análise de sintenia entre as linhagens foi possível identificar que a linhagem 226 apresenta alta conservação da ordem gênica entre as linhagens do biótipo ovis. Através de análises filogenômicas foi possível identificar que as linhagens I19 e 267 apresentaram maior e menor proximidade filogenética com a linhagem 226. A linhagem 1/06-A foi a que apresentou maior proximidade filogenômica entre as linhagens do biovar equi, quando comparadas a linhagem 226. Foram preditas 8 ilhas de patogenicidade, estando presente na ilha 1 os genes relacionados a virulência de C. pseudotuberculosis mais bem descritos na literatura. Não houveram regiões novas relacionadas a genes de virulência entre nenhuma das linhagens. Foram identificados 248 genes ortólogos entre as linhagens I19, 267 e 226 e 282 genes ortólogos entre as linhagens 258,1/06-A e 226. Com base nesse estudo é possível inferir que as linhagens do biovar ovis possuem um repertório gênico pouco variado e que as linhagens do biovar equi apresentam uma quantidade menor de genes compartilhados com a linhagem 226, corroborando com a diversidade gênica entre os biovares.
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