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Estudo de performance de estação de tratamento de esgotos domésticos com uso de Biomídias
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2024) Lima, Reinaldo Magalhães de Oliveira
Com o aumento da população brasileira, a necessidade de resolver os problemas decorrentes da falta de tratamento adequado dos efluentes gerados torna-se cada vez mais urgente. Atualmente, 55,8% da população brasileira é atendida com coleta de esgoto, o qual é direcionado em sua maior parte para estações de tratamento de esgotos (ETE); essas ETEs devem ser capazes de atingir a qualidade necessária conforme o destino do efluente tratado, para isso, com o uso de Biomídias, que são suportes para o crescimento de biofilme adicionados aos reatores biológicos, permite-se que as ETEs ocupem menor espaço, ou melhore sua performance, comparado a uma estação de lodos ativados convencional. Portanto, para determinar a quantidade de Biomídias do tipo espuma de PU (Poliuretano) a ser adicionada, relacionando-se com a eficiência desejada, calculou-se a área específica das Biomídias (m²/m³) com base na espuma empregada e em sua geometria. Apesar da Biomídia escolhida ser aditivada com carvão ativado, considerou-se apenas a área superficial da espuma para o crescimento do biofilme, sendo a função do carvão ativado, atuar como auxiliar no aumento da velocidade de formação do biofilme. Com essa definição, foi monitorada uma ETE de um condomínio residencial para a obtenção de dados de desempenho. Avaliou-se a quantidade de massa de lodo biológico aderido nas Biomídias e determinou-se a carga orgânica (DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio) que pode levar à sua colmatação, assim como a eficiência da ETE com Biomídias. Com base na análise dos resultados obtidos, observou-se que, na condição de 13,5% da vazão projetada, a ETE apresentaria boa eficiência mesmo sem as Biomídias. No entanto, considerando a vazão final de projeto, quando todas as casas estiverem ocupadas, a quantidade de Biomídia adicionada na ETE de 4,5% será insuficiente para manter a eficiência, reduzindo-a para apenas 56%, considerando a remoção da DBO, valor este, inferior aos 80% mínimos recomendados pela legislação brasileira. Portanto, para atender ao plano final, a quantidade de Biomídias que deverá ser inserida nos reatores, na proporção de 11% do volume dos tanques da ETE, elevará a eficiência de remoção de DBO para 96,6%, atingindo a qualidade necessária do efluente a ser lançado no corpo receptor do local. Esse volume de Biomídia, se comparado as Biomídias de material PP(Polipropileno), ocupa 4,5 vezes menos volume para que ocorra a mesma eficiência, havendo economia energética para sua movimentação. Durante a coleta de dados, observou-se também que a Biomídia manteve a biomassa aderida ativa no interior dos reatores, com a ETE sem alimentação por período prolongado, característica excelente para ETEs com funcionamento sazonal, como cidades turísticas e/ou costeiras.
Sistemática de Grewioideae Dippel. (Malvaceae) para o Espírito Santo (ES), Brasil
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2024) Oliveira, Gustavo Inácio de
Malvaceae Juss. é distribuída predominantemente na Região Pantropical e 81 gêneros e 873 espécies ocorrem no Brasil. A família possui como sinapomorfia o nectário floral formado por tricomas glandulares posicionados na base interior dos cálices, nas pétalas e/ou no androginóforo. Os gêneros e espécies da família encontram-se distribuídos em 9 subfamílias, das quais Grewioideae engloba cerca 700 espécies dentro de 25 gêneros, com distribuição pantropical, sendo que as espécies inseridas atualmente em Grewioideae eram tradicionalmente circunscritas em Tiliaceae Juss. No Brasil ocorrem 9 gêneros e 61 espécies, com ampla distribuição pelo país e apresentando 15 espécies endêmicas. Este estudo visa identificar e descrever quais espécies ocorrem no Espírito Santo, bem como entender seu padrão de distribuição (NDM) e avaliá-las quanto seu grau de ameaça. Foram realizadas visitas a 12 herbários para encontrar um maior número de espécimes coletados no Espírito Santo, correções de identificações e aprimoramento dos conhecimentos sobre as espécies de Grewioideae. As coletas foram realizadas em 9 Unidades de Conservação, de jurisdição municipal, estadual, federal e privada. Para elaboração dos mapas de distribuição geográfica e quadrículas para as análises de endemismo, foi utilizado o QGIS 3.26. Para as análises de endemismo foi utilizado o software VNDM/NDM e para a avaliação do grau de ameaça das espécies, foi utilizado a plataforma GeoCat e os critérios da IUCN. Como resultados, foram encontradas e descritas 16 espécies de Grewioideae para o Espírito Santo, sendo elas: Apeiba tibourbou, Corchorus hirtus, Heliocarpus americanus, Hydrogaster trinervis, Luehea candicans, L. candida, L. conwentzii, L. divaricata, L. grandiflora, L. ochrophylla, L. paniculata, Triumfetta althaeoides, T. longicoma, T. obscura, T. rhomboidea e T. semitriloba, sendo T. althaeoides e T. longicoma novas ocorrências para o estado, além da sinonimização proposta de H. popayanensis em H. americanus. Os principais caracteres dos táxons utilizados para distinção das espécies foram as flores, sendo tamanho, peças florais, formato de ovário, organização de estames e estaminódios, e frutos, como tipo de fruto, número de suturas e tipo de sementes. Apenas 11 espécies foram utilizadas nas análises de endemismo e foram avaliadas quanto ao seu grau de ameaça regional, devido as demais espécies serem exóticas ao Estado. Para as análises de endemismo foram geradas 5 áreas: três áreas de endemismo e duas de consenso, sendo L. candicans e T. althaeoides as espécies mais significativas para todas as áreas encontradas. Dentre as avaliações de grau de ameaça, destacam-se as espécies: L. conwentzii, L. paniculata e T. longicoma que foram regionalmente avaliadas como criticamente ameaçadas. Sendo assim, os dados obtidos oferecem excelente base para estudos biotecnológicos, já que diversas espécies descritas possuem diversos potenciais econômicos.
Sistemática do clado pachira extra-amazonico (Bombacoideae, nalvaceae)
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2024) Siqueira, Júlia Sousa
Em Pachira s.l., o clado Pachira Extra-Amazônico abriga sete espécies distribuídas na Mata Atlântica e Caatinga. De acordo com a filogenia mais recente, Pachira Extra-Amazônico emerge como grupo-irmão de Eriotheca formando um clado monofilético sendo grupo-irmão de Pachira Amazônico. O presente estudo tem como objetivo revisar a circunscrição de Pachira Extra-Amazônico utilizando dois marcadores nucleares (ITS e ETS) e um plastidial (trnS-trnG) para a reconstrução filogenética. Foram feitos processos usuais em estudos filogenéticos, como a extração de DNA, amplificação com os marcadores supracitados, sequenciamento e tratamento das sequências. Foram geradas árvores de marcadores individuas e combinados utilizando o critério de Máxima Verossimilhança e Inferência Bayesiana, sendo que a filogenia combinada por Inferência Bayesiana foi datada. A otimização de caracteres morfológicos ancestrais foi realizada a fim de propor possíveis sinapomorfias para os clados delimitados. O estudo taxonômico consistiu na consulta de materiais virtualmente, visitas a herbários e coletas para obtenção de dados para descrições e comentários taxonômicos. O estudo biogeográfico foi composto por análises de endemismo utilizando o NDM a partir de mapas de distribuição das espécies, identificação de biorregiões com o Infomap Bioregions e análise de reconstrução de áreas ancestrais a fim de traçar a história evolutiva de Pachira Extra-Amazônico.Em Pachira s.l. ambos os gêneros que o compõe (Pachira e Eriotheca) emergiram como parafiléticos. No entanto, Pachira Extra-Amazônico se manteve monofilético e foi delimitado em dois subgêneros: Pachira subg. Longissimus (caracterizado por peciólulos longos e pétalas discolores), abrigando apenas Pachira calophylla; e Pachira subg. Viridipetalae (caracterizado por pétalas inteiramente verdes em ambas as faces). Ambos os subgêneros foram propostos e descritos constando a diagnose e comentários. Foram apresentadas descrições para sete espécies que compõem ambos os subgêneros. A morfologia dos folíolos, indumento e sementes se mostraram importantes para a delimitação das espécies.A partir das análises de endemismo no NDM foi delimitada uma área de consenso abrangendo a Mata Atlântica, Cerrado e Caatinga a partir de quadrículas de 4º. A identificação de biorregiões forneceu informações de possíveis áreas de endemismo ao longo da Mata Atlântica correspondendo principalmente a Serra do Mar e áreas de Mata Atlântica, restingas e agreste na região Nordeste do Brasil. A reconstrução de áreas ancestrais corrobora com a origem de Pachira partir de matas úmidas da Amazônia. A diversificação de P. subg. Longissimus e P. subg. Viridipetalae ocorreu no Mioceno o qual se dispersou em direção a matas secas devido as intensas flutuações climáticas do período. Ainda, P. subg. Viridipetalae possui dois clados geograficamente estruturados, sendo que cada um apresenta padrões morfológicos condizentes com sua distribuição (Mata Atlântica e Caatinga).
Efeito das variáveis ambientais sobre as comunidades de poneromorfas (hymenoptera: formicidae) em áreas de eucalipto
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2024) Nagatani, Cauê
Eucalyptus saligna é amplamente encontrado em florestas tropicais devido ao seu rápido crescimento e a sua utilização na produção de papel e madeira compensada. No entanto, os cultivos comerciais de eucalipto, de uma maneira geral, levam à simplificação das comunidades de animais e vegetais nos ecossistemas nativos. Apesar disso, em paisagens fragmentadas, as plantações de eucalipto também podem desempenhar um papel na conservação da biodiversidade, fornecendo refúgio para espécies nativas de fauna e flora. Os invertebrados desempenham funções essenciais nos processos ecológicos e podem servir como indicadores de distúrbios ambientais em monoculturas. A comunidade de Poneromorfas representa cerca de 25% da diversidade local de Formicidae em ambientes tropicais, sendo consideradas predadoras por excelência, mas generalistas por convergência e importantes dispersoras de frutos. A imensa diversidade morfológica, comportamental e ecológica, faz do grupo um bom modelo de estudos. Analisamos as comunidades de Poneromorfas em áreas de eucalipto com diferentes idades de plantio. Selecionamos aleatoriamente 20 sítios situados nos municípios de Mogi das Cruzes, Bertioga e Salesópolis, subdivididos em cinco áreas para cada tipo de floresta (FOD - Floresta Ombrófila Densa; E1 eucalipto no primeiro ciclo de corte; E2 eucalipto no quarto ciclo de corte e E3 - eucalipto com aproximadamente 28 anos sem manejo). As variáveis bióticas, cobertura arbórea e abundância de invertebrados, foram analisadas; também coletamos as variáveis abióticas, argila, areia grossa e fina, pH da serapilheira, umidade relativa do solo e temperatura do solo. Registramos um total de 14 espécies e morfoespécies de Poneromorfas, 8 gêneros e 3 subfamílias. As Ponerinae foram as mais bem representadas. As plantações de eucalipto com manejo (E2.1) = 28 anos foram as menos ricas e diversas, e também os mais similares em relação às comunidades. Os resultados mostram que a comunidade de Poneromorfas na Floresta Ombrófila Densa e em plantações de eucalipto sem manejo (E3.1) = 28 anos é mais rica quando comparada às demais. Sugerimos que as variáveis ambientais influenciam as Poneromorfas, e que nossos resultados estão relacionados à presença de locais com maior disponibilidade de alimento e sítios de nidificação. Florestas diferentes apresentam composição abiótica e biótica também diferentes; e heterogeneidade e complexidade do ambiente atreladas à qualidade de recursos, são características importantes para a estruturação das comunidades de Poneromorfas.
Diretrizes do uso de bactérias para biomineralização de fissuras no concreto
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2024) Barbosa, Deorlan dos Santos
A biomineralização é o processo pelo qual os organismos formam minerais a partir de uma atividade celular, dependendo de condições físico-químicas necessárias e ideais para que o processo ocorra. Um dos processos de biomineralização mais comuns é a biodeposição. A biodeposição utiliza microrganismos capazes de precipitar carbonato de cálcio, calcificando a superfície onde esses microrganismos são depositados e criando uma camada protetora. Este estudo partiu de um levantamento bibliográfico que forneceu a base de dados para a aplicação de ferramentas de tomada de decisão para o desenvolvimento de um produto biotecnológico a base de biomineralização. No capítulo 1, o artigo aborda uma aplicação comum do processo de biomineralização utilizando microorganismos no contexto do bioconcreto, relatando, com base em dados da literatura, as vantagens dessa tecnologia e o funcionamento do processo de carbonatação mediado por bactérias gram-positivas capazes de regenerar fissuras em estruturas de concreto. No segundo é apresentado uma análise detalhada para a seleção dos potenciais espécies bactérias que realizam o processo de biomineralização. Com o apoio da literatura e pela ferramenta para tomada de decisão (Ishikawa) foi possível revelar sugestões de espécies e associá-las ao processo microbiano. Este processo envolve o uso de microorganismos capazes de regenerar fissuras em estruturas de concreto através da produção natural de CaCO3, considerando uma alternativa sustentável e promissora ao combate de fissuras em concreto. Com base nesse entendimento, surge a hipótese de desenvolver bioprodutos que possam reduzir o uso excessivo de materiais industriais.
Marcadores SNPS na avaliação da diversidade genética e estrutura populacional de Prochilodus lineatus em ambientes fragmentados
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2024) Silva, Gabriela Carvalho da
Este capítulo apresenta uma revisão bibliográfica sobre a ictiodiversidade da região neotropical e do Brasil, e os estudos de genética populacional realizados com o gênero Prochilodus. A região neotropical detém aproximadamente um terço da biodiversidade aquática mundial e 75% da diversidade funcional global de peixes, evidenciando o potencial desta região para a conservação de espécies neotropicais. No Brasil, a ictiofauna da bacia do Alto Paraná abriga 341 espécies de peixes de água doce, pertencentes a 6 ordens, 30 famílias e 125 gêneros, com 86,5% das espécies pertencentes às ordens Siluriformes, Characiformes e Gymnotiformes. Essas espécies estão distribuídas entre os principais afluentes, incluindo as bacias hidrográficas dos rios Tietê, Grande, Mogi-Guaçu e Pardo, que atuam como ecossistemas cruciais para a manutenção dos ecossistemas aquáticos. Além disso, o capítulo aborda as principais ameaças enfrentadas por essas espécies, como a fragmentação de habitat promovida pela construção de barragens, que, apesar de serem consideradas uma fonte de energia renovável, causam impactos significativos no meio ambiente e, principalmente, na ictiofauna, afetando sobretudo os peixes migratórios. No contexto da genética populacional, são discutidos os estudos realizados com espécies do gênero Prochilodus, enfatizando a utilização de marcadores moleculares na genética da conservação. No geral, foram encontrados estudos para Prochilodus lineatus (18), Prochilodus costatus (6), Prochilodus argenteus (6) e Prochilodus magdalenae (5). A maioria dos trabalhos foi realizada com o marcador microssatélite (23), seguida por mtDNA (7), RAPD (4), RFLP (1), isoenzimas (1), locus 2V35 (1) e SNP (1). Os resultados desses estudos fornecem um referencial teórico para a discussão dos experimentos empíricos realizados.
Marcadores microssatélites aplicados a conservação do pau-branco (Myloplus rubripinnis) no rio Teles Pires em áreas impactadas por hidrelétricas
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2023) Vitoriano, Danilo de Assunção
Os peixes são valiosos recursos genéticos que desempenham papéis cruciais na alimentação, pesca, aquicultura, aquarismo e biotecnologia, beneficiando diretamente ou indiretamente os seres humanos. A construção de usinas hidrelétricas é uma resposta à crescente demanda por energia, porém, essa infraestrutura tem impactos significativos no meio ambiente, especialmente nos rios, criando obstáculos para o fluxo gênico entre peixes. O objetivo se baseou no desenvolvimento de um conjunto de marcadores microssatélites específicos para M. rubripinnis e, em seguida, aplicar esses marcadores para avaliar a diversidade genética nas populações da espécie afim de compreender os efeitos de uma usina hidrelétrica sobre a dinâmica populacional da espécie. Foram obtidos 10 loci classificados como polimórficos, sendo 4 di, 3 tri- e 3 tetra-nucleotídeos. Em geral os resultados de PIC (Conteúdo Polimórfico Informativo) obtidos variaram de 0,38 a 0,90, com uma média de 0,74, o que indica que o painel proposto é considerado altamente informativo. O painel desenvolvido foi utilizado em 70 indivíduos, sendo 36 coletados a jusante e 34 a montante da UHE Teles Pires. Amostras de DNA foram extraídas e submetidas a reações de amplificação da cadeia de polimerase (PCR) para investigar a presença dos loci STR. As análises moleculares, juntamente com o auxílio de programas estatísticos, apontaram, por meio de indicadores de endogamia, que as populações apresentam um nível médio de parentesco e um alto grau de endogamia. Além disso, evidenciaram diferenciação genética, baixa conectividade e a presença de duas populações geneticamente distintas. Uma dessas populações se encontra a jusante e a outra a montante das antigas corredeiras Sete Quedas no rio Teles Pires. As corredeiras consistiam em uma barreira geográfica semipermeável ao fluxo gênico. O presente estudo aponta a necessidade do monitoramento e manejo da ictiofauna do rio Teles Pires para a conservação de populações determinadas no estudo. Conclui-se que a aplicação de técnicas moleculares na conservação genética de espécies de peixes é uma ferramenta essencial para orientar políticas de manejo e conservação. Os resultados deste trabalho promovem o uso da espécie como modelo em pesquisas futuras sobre a genética da ictiofauna em regiões afetadas por usinas hidrelétricas.
Investigação dos mecanismos de resistência ao estresse oxidativo em modelos de leucemia mielóide crônica
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2023) Ramos, Vyctória dos Santos
O desenvolvimento de resistência a quimioterápicos pelas células tumorais é um dos principais problemas enfrentados durante o tratamento de pacientes com câncer. Tal resistência pode desenvolver-se por inúmeros mecanismos, incluindo diminuição da absorção e aumento do efluxo de fármacos, ativação de sistemas desintoxicantes, evasão da morte celular, entre outros. O fenômeno conhecido como resistência a múltiplas drogas (MDR) envolve a superexpressão de proteínas que atuam como bombas de efluxo de fármacos, como a glicoproteína P (P-gp). Além disso, a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) pode encontrar-se aumentada em células tumorais pelas alterações metabólicas exibidas por estas células ou ainda por exposição à quimioterápicos, cujo mecanismo de ação citotóxica envolve a indução de estresse oxidativo. Por esses motivos, os sistemas de defesa antioxidante podem estar alterados para a manutenção da homeostase redox e garantir a sobrevivência celular e o estudo destes mecanismos contribuem para o entendimento da resistência tumoral. Neste trabalho, os possíveis mecanismos de resistência ao estresse oxidativo foram investigados em modelos de leucemia mieloide crônica (LMC). Para isso, foram selecionadas duas linhagens de LMC humana, a linhagem K562 (ATCC # CCL-243), que apresenta a mutação BCR::ABL (cromossomo Philadelphia), e a Lucena-1, uma linhagem celular derivada da K562 que é resistente à vincristina. Foi descrito que tal resistência é decorrente superexpressão de P-gp, exibindo assim o fenótipo MDR. Entretanto, é plausível a existência de outros mecanismos de resistência adicionais, incluindo a resistência ao estresse oxidativo. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estudar as diferenças de suscetibilidade ao estresse oxidativo induzido por H2O2 entre as linhagens de LMC, sensível ou resistente à vincristina, e investigar os mecanismos moleculares responsáveis por tais diferenças. A análise da viabilidade celular mostrou que a Lucena-1 foi mais resistente que a K562 à citotoxicidade do H2O2. A inibição da via das pentoses fosfato (PPP) com 6-aminonicotinamida (6-AN) não afetou a K562, mas aumentou a susceptibilidade da Lucena-1 à citotoxicidade do H2O2, sugerindo que esta via metabólica responsável pela geração de poder redutor (NADPH) contribui para a resistência ao estresse oxidativo observada. Tal resposta também foi verificada pela variação da concentração de glicose no meio, visto que a glicose é substrato da PPP. Os níveis basais de EROs na Lucena-1 são menores que na K562, mas são maiores quando na presença de H2O2. Além disso, os níveis de glutationa reduzida (GSH) são preservados na Lucena-1 tratadas com H2O2 em relação à K562, possivelmente às custas de NADPH gerado pela PPP, mais ativa na Lucena-1. Tal hipótese é corroborada pela expressão aumentada da glicose 6-fosfato desidrogenase (G6PD) nesta linhagem em relação à K562. Além disso, a análise da expressão de proteínas chave do metabolismo da glicose revelou que a Lucena-1 apresenta níveis aumentados da piruvato quinase (PKM2) que em tumores é expressa na sua forma dimerica (inativa) e transporta substratos da glicólise para PPP. Ademais, na presença de H2O2, foi observada adicionalmente a diminuição da expressão da fosfofrutoquinase bifosfatase-3 (PFKBF-3), enzima que inibe a glicólise. Porém, a inibição da PFKBF-3 revelou que a K562 é mais sensível à inibição da glicólise do que a Lucena-1. Tais resultados sugerem que a Lucena-1 reprograma o metabolismo celular para apresentar resistência ao estresse oxidativo pela exacerbação da PPP e para atender as demandas de crescimento e proliferação exigidas pelo tumor mesmo em condições adversas de estresse oxidativo.
Efeitos da entropia da paisagem sobre a riqueza de formigas na mata atlântica
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2023) Vieira, Tiago Henrique Nascimento Dativa
Entender como os organismos respondem a intensificação das atividades humanas é um dos objetivos centrais da ecologia. Particularmente, conhecer a dinâmica de um táxon dominante frente a distúrbios é fundamental, pois essas perturbações desencadeiam efeitos em cascata que podem afetar indiretamente outros grupos biológicos. Considerando que os padrões da estrutura da paisagem influenciam processos ecológicos inerentes a ela, como a distribuição da fauna, neste trabalho foi realizada uma modelagem das comunidades de formigas de serapilheira, coletadas em Floresta Ombrófila Densa, em função do gradiente estrutural (composição e configuração) da paisagem representado pelas métricas de entropia. Assim, foram quantificados os padrões de composição e configuração de nove paisagens (2km/raio), utilizando cinco métricas derivadas da Teoria da Informação (Shannon, 1948). Além disso, foram feitas relações entre a riqueza de espécies e a estrutura da paisagem. Os resultados indicam, principalmente, a persistência de espécies predadoras generalistas e cultivadores de fungo em áreas de floresta do bioma Mata Atlântica. Do ponto de vista estrutural, essas espécies podem estar sendo favorecidas pela simplificação da vegetação causada pela conversão da cobertura natural em uso antrópico. Além disso, espécies que não dependem de um único tipo de habitat, como predadores generalistas epigéicos, podem ser amplamente favorecidas pelo aumento simultâneo da complexidade composicional e configuracional.
Efeito da heterogeneidade espacial em multiescala na diversidade de formigas em áreas de eucalipto
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2023) Silva, Nicole Nascimento da
As modificações nas paisagens causadas pelo aumento das áreas destinadas as plantações de eucalipto, onde antes eram floresta nativa, podem impactar a biodiversidade, estabelecendo filtros ambientais que podem favorecer espécies distúrbio-tolerantes e, consequentemente, homogeneizar as comunidades biológicas. As formigas são bioindicadoras ambientais frequentemente utilizadas em estudos de áreas antropizadas. A resposta biológica às consequências das alterações no ambiente, sofre influência da extensão espacial em que é analisada e existem conclusões divergentes acerca da melhor escala para as comunidades de formigas. Analisar em multiescala espacial a influência da heterogeneidade da paisagem das áreas de eucalipto com diferentes idades de plantio sobre a diversidade de formigas. As formigas foram amostradas em 9 paisagens heterogêneas espacialmente de plantações de eucalipto na Mata Atlântica em São Paulo, Brasil. A relação entre a diversidade taxonômica (α e β) com a diversidade da paisagem (Índice de Diversidade de Shannon) e a cobertura florestal (%) foi analisada em 4 escalas espaciais (250m, 500m, 750m e 1000m). A riqueza de espécies respondeu positivamente para o aumento de heterogeneidade da paisagem e negativamente para o aumento da cobertura florestal. Em ambos os casos a escala de efeito foi em 1000m. A diversidade beta total (βsor) apresentou resposta negativa ao aumento da diversidade da paisagem e não sofreu influência da cobertura florestal. A escala de efeito também foi 1000m. As áreas de plantio recente de eucalipto manejado influenciaram a diversidade α e β positivamente. Nossos resultados indicam que a diversidade da paisagem e a cobertura florestal são importantes preditores das métricas de diversidade biológica, principalmente a riqueza de espécies de formigas. Aumentar a heterogeneidade da paisagem e preservar os fragmentos de Mata Atlântica adjacentes, podem diminuir os impactos do eucalipto na biodiversidade. Além disso, como a diversidade de formigas respondeu de formas distintas às métricas de estrutura da paisagem em multiescala espacial, salientamos a importância de utilizar essa abordagem para que o planejamento da paisagem seja efetivo.
Identificação de dois sítios catalíticos na metacaspase de Saccharomyces cerevisiae através de mutações sítio dirigidas
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2023) Dalzoto, Laura de Azevedo Maffeis
As metacaspases são cisteíno-proteases pertencentes ao clã CD da família C14, e possuem características importantes, como a especificidade por clivagem após resíduos básicos (Arg/Lys), além de depender do íon cálcio para exercer sua atividade catalítica, ou seja, para estarem ativas, ao contrário do que se observa nas caspases que carecem do processo de dimerização para se tornarem ativas, já as metacaspases sofrem um autoprocessamento, primeiramente no N-terminal e posteriormente no C-terminal, tornando-se ativas. As metacaspases são definidas pela presença da subunidade grande (P20) e subunidade pequena (P10) e são classificadas em: tipos I, II e III. A metacaspase do tipo I possui como característica um pró-domínio no N-terminal da enzima, que antecede uma região rica em glutamina e asparagina. Na levedura Saccharomyces cerevisiae é encontrada uma metacaspase do tipo I, este organismo codifica uma única metacaspase, denominada como Yeast Caspase 1 (YCA1), que vem sendo exaustivamente estudada no processo de morte celular programada por apoptose. A apoptose foi descrita inicialmente em organismos multicelulares, no entanto hoje já se sabe que as células de levedura Saccharomyces cerevisiae exibem características apoptóticas semelhantes ao que ocorre em organismos pluricelulares. Como objetivo geral neste trabalho propomos obter por clonagem YCA1 recombinante, em sua forma íntegra e truncada, contendo mutações sítio dirigidas dos resíduos Cys155 e Cys276, e posteriormente expressar e purificar essas proteínas recombinantes. Os mutantes foram obtidos pela técnica de sobreposição de primers e clonagem pelo método T5 exonuclease DNA assembly (TEDA), usando como vetor de expressão o pET28(a)+. As proteínas foram expressas através da indução com isopropil-β-D-tiogalactosidase (IPTG) em sistema de E. coli BL21(DE3)pLysS e a purificação das amostras foi realizada em duas etapas, por cromatografia de afinidade em coluna de Ni-Sepharose e por cromatografia de exclusão molecular. A obtenção dos mutantes YCA1-C155A, YCA1-C276A, YCA1-C155/276A, tYCA1-C155A e tYCA1-C276A foi realizada com êxito, e foram confirmadas pela técnica de western blotting. Através das análises de SDS-PAGE dos mutantes íntegros, foi possível identificar que o resíduo Cys155, trata-se de uma cisteína catalítica importante para a etapa de autoprocessamento da YCA1, e que isso pode estar relacionado diretamente com a localização do N-terminal da enzima. Já a análise do SDS-PAGE dos mutantes truncados, trouxe uma perspectiva diferente sobre o processamento da YCA1, reforçando os dados obtidos no western blotting das formas truncadas, que levam a hipótese de um segundo processamento intermolecular entre as metacaspases já ativas, semelhante ao que ocorre entre as caspases para gerar sua forma ativa. Demonstramos também que os processamentos que levam a geração da forma ativa da enzima ocorrem no C-terminal da proteína diferentemente do que é descrito. Em conclusão, demonstramos a presença de uma segunda cisteína catalítica na estrutura da YCA1, bem como apresentamos uma nova teoria em torno da ativação desta enzima, demonstrando processamentos antes não descrito, sendo um autoprocessamento e um processamento intermolecular.
Obtenção e caracterização de extratos das espécies de Sida L. (Malvaceae) na Serra do Itapety
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2023) Santos, Gabriela Rodrigues dos
A família Malvaceae é distribuída em regiões predominantemente pantropicais, e possui aproximadamente 225 gêneros e 4.200 espécies, dos quais 80 gêneros e 400 espécies são brasileiros. Seus representantes são ervas, subarbustos, arbustos, lianas e árvores de pequeno a grande porte, sendo uma fonte de matéria prima para obtenção de extratos, que são produzidos a partir das espécies, que apresentam fitocompostos de interesse na conservação de alimentos, na indústria farmacêutica, na produção de medicamentos, e como defensivos agrícolas e na biotecnologia no controle de microrganismos. O gênero Sida L., objeto deste trabalho, está incluído em Malvaceae e é caracterizado por apresentar subarbustos eretos, ramos com tricomas estrelados, folhas com lâminas inteiras, inflorescências racemosas e flores sem epicálice, com cálice 10-angulado, plicado no botão e pétalas obovadas. Taxonomicamente o gênero é complexo, pois possui as espécies mais polimórficas de Malvaceae, tornando assim, difícil sua delimitação taxonômica. O mercado fitoterápico vem crescendo cada vez mais pois sabe-se que, desde o início da humanidade, usa-se plantas com finalidades medicinais, e com isso, a indústria farmacêutica impulsionou as pesquisas de fitoterápicos para obter novas formulações e descobrir novos benefícios, valorizando assim os hábitos de vida mais saudáveis, incentivando mais o consumo de produtos naturais e evitando os possíveis efeitos colaterais dos medicamentos sintéticos. Os objetivos deste trabalho foram: realizar uma análise da composição de metabólitos secundários nas espécies de Sida na Serra do Itapety; obter o extrato etanólico das espécies; obter o óleo essencial das espécies; verificar o potencial dos extratos e dos óleos essenciais no combate a fungos e bactérias e auxiliar na diferenciação dos táxons a partir dos dados fornecidos. A partir dos dados apresentados, este trabalho partiu das seguintes hipóteses que as espécies de Sida apresentam óleos essenciais em sua composição; as espécies de Sida apresentam metabólitos secundários em sua composição que ajudam na diferenciação taxonômica das espécies; as espécies de Sida possuem propriedades antimicrobianas em seus óleos essenciais e as espécies de Sida possuem propriedades antimicrobianas em seus extratos. Utilizou-se neste trabalho métodos qualitativos de identificação de metabólitos secundários (colorimétrico, precipitação, aglutinação) específicos para cada composto e para os testes microbiológicos utilizou-se o método de determinação do MIC (Minimal Inhibitory Concentration) por microdiluição em microplaca (placa de 96 poços) sendo os organismos testes duas bactérias (Citrobacter freundii e Bacillus subtillis) e uma levedura (Candida albicans). Nos testes fitoquímicos foram identificados cinco metabólitos secundários (taninos, galotaninos, pirocatéquicos, glicosídeos cardioativos e flavonoides) na composição das espécies de Sida testadas (S. planicaulis, S. plumosa, S. honoriana, S. spinosa e S. rhombifolia). Não há presença de óleos essenciais nas espécies testadas, portanto não foi possível a confirmação da hipótese que os óleos essenciais de Sida possuem propriedades antimicrobianas. Nos testes microbiológicos houve a inibição de Candida albicans e Citrobacter freundii pelos extratos etanólicos de S. planicaulis e S. rhombifolia. Bacillus subtillis não obteve inibição por nenhuma espécie de Sida. Assim, conclui-se que pelo fato de todas as espécies terem a mesma composição química, não corroborou-se com a hipótese de que a sua composição seria um fator que auxilia na diferenciação taxonômica das espécies e que os extratos de S. planicaulis e S. rhombifolia possuem um potencial antmicrobiano contra Candida albicans e Citrobacter freundii.
Imaturos de Formigas (Hymenoptera: Formicidae): panorama histórico e estudo taxonômico de três espécies de megalomyrmex forel, 1885
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2023) Magalhães, Fabrício Severo
As formigas são os insetos eussociais que apresentam maior riqueza de espécies, dominando os ecossistemas terrestres. Apesar de amplamente estudadas em comparação à maioria das famílias de insetos, o conhecimento sobre as formigas apresenta lacunas em termos de sua distribuição, biologia e taxonomia. Este é o caso também dos imaturos, que foram pouco explorados nos trabalhos taxonômicos, em comparação aos adultos. Sabendo dessa lacuna, primeiramente conduzimos um levantamento do histórico do conhecimento sobre a taxonomia de imaturos de formigas para entender os desafios e oportunidades e, assim, fornecer direcionamento para a realização de estudos na área. Realizamos a compilação de trabalhos sobre taxonomia de imaturos de formigas publicados até o ano de 2022 através do An Online Catalog of the Ants of the World. Foram levantadas informações sobre o histórico taxonômico e distribuição das espécies. A partir da compilação e análise desses dados, um catálogo dos imaturos de formigas é disponibilizado neste trabalho junto com uma avaliação do estado de conhecimento. Foram contabilizados 15.635 registros de espécies e subespécies válidas de formigas, das quais 4,81% apresentaram descrições formais de pelo menos um estágio imaturo. Nossos dados demonstraram que grande parte do conhecimento a respeito de imaturos de formigas é oriundo dos trabalhos publicados por George Carlos e Jeanette Wheeler, e que, no geral, as publicações encontradas carecem de informações como o ínstar descrito, técnica aplicada e instituição depositária. Além de fornecer uma perspectiva do conhecimento dos imaturos de formigas, também conduzimos um estudo taxonômico das larvas de último ínstar de três espécies de Megalomyrmex Forel, 1885. Com 45 espécies válidas, distribuídas ao longo da Região Neotropical, as espécies do gênero exibem grande diversidade morfológica e uma variedade de comportamentos de nidificação, dieta e estratégias reprodutivas, com espécies de vida livre e parasitas sociais. Apesar de amplamente estudadas, o conhecimento sobre os imaturos do gênero, assim como nos demais táxons de formigas, permanece incipiente. Somente a larva de uma única espécie foi reportada até o momento, Megalomyrmex symmetochus Wheeler, 1925. Apresentamos pela primeira vez a descrição formal de larvas de último ínstar para três espécies de Megalomyrmex, sendo elas: Megalomyrmex ayri Brandão, 1990, Megalomyrmex goeldii Forel, 1912 e Megalomyrmex wallacei Mann, 1916. O estudo das larvas foi realizado usando imagens, ilustrações e lâminas preparadas com o exoesqueleto de larvas do último ínstar, visto que apresentam os últimos caracteres morfológicos antes do indivíduo empupar. Foram observadas diferenças morfológicas na presença e distribuição de setas, no clípeo e nas sensilas das larvas das três espécies avaliadas.
Determinação da atividade e dos mecanismos antitumoriais do fenilpropanóide lignina derivado do eucalipto (Eucalytus sp.) em melanoma murino
(2023) Freitas, Guilherme Mendes
O melanoma é um tipo de câncer de pele com baixa incidência, entretanto, é considerado o mais grave por apresentar altos níveis de desenvolvimento metastático. A formação tumoral do melanoma ocorre após transformação maligna dos melanócitos, que são células produtoras de melanina. O tratamento do melanoma é realizado com cirurgia, radioterapia, quimioterapia e imunoterapia. Entretanto, algumas células podem apresentar resistência a essas terapias, além disso, os quimioterápicos são altamente tóxicos. Portanto, a procura por novas terapias que apresentam eficácia e seletividade às células tumorais, gera interesse por parte dos pesquisadores. No presente estudo, foi avaliado a atividade antitumoral da lignina extraída da casca do eucalipto (Eucalyptus sp.). Alguns trabalhos demonstram a atividade antitumoral de extratos de plantas contendo a lignina, entretanto, nenhum trabalho mostrou a lignina extraída de eucalipto. O objetivo do nosso estudo foi investigar a atividade antitumoral da lignina em células de melanoma murino e humano. Foi observado em nosso estudo que, a lignina induz diminuição significativa da viabilidade de células B16F10-Nex2 e SK-MEL-25. Para investigarmos os mecanismos de morte celular, tratamos as células com lignina na presença de inibidor de apoptose, Z-VAD-fmj(inibidor de pan-caspases); de autofagia, 3-MA (inibidor de PI3K de classe III); de necroptose, necrostatina (inibidor de RIPK1) ou na presença do inibidor de espécies reativas de oxigênio (NAC). Foi observado inibição da atividade da lignina na presença de 3-MA e NAC em células B16F10-Nex2. Além disso, após incubação das células de B16F10-Nex2 com lignina, foi observado ativação de caspases 8 e 9 e degradação do DNA. Também foi observado que, em uma concentração subtóxica de 3 μM, a lignina apresentou inibição da migração e invasão celular, bem como, diminuição na formação de colônias em células de melanoma murino. O nosso trabalho demonstra que a lignina apresenta efeito antitumoral em células de melanoma humano e murino, bem como, interfere nos mecanismos de migração e invasão celular, que estão diretamente envolvidos com processos metastáticos. Esses resultados demonstram que a lignina é um composto promissor para descoberta de novos compostos antitumorais.
Prospecção e caracterização in silico de RNAS longos não codificantes (incRNAs) em dados públicos de transcriptomas de fungos patogênicos humanos
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2023) Simeone, Alexandre Santos
O presente projeto tem como objetivo a prospecção e caracterização in silico de RNAs longos não codificantes (lncRNAs) em dados públicos de transcriptomas de 15 espécies de fungos patogênicos humanos. A compreensão da regulação gênica em fungos patogênicos é crucial para o desenvolvimento de terapias eficazes, e os lncRNAs são uma classe emergente de moléculas reguladoras cuja função é ainda pouco compreendida nestes organismos. Para alcançar este objetivo, os dados de transcriptoma foram obtidos através do Transcriptome Shotgun Assembly Sequence Database (TSA) e submetidos a diversas ferramentas de bioinformática para avaliar o potencial codificador dos transcritos e anotá-los funcionalmente. Este projeto resultou na identificação de 29.746 lncRNAs em 15 espécies de fungos patogênicos humanos, muitos dos quais ainda não haviam sido caracterizados previamente. Estes dados fornecem uma base valiosa para futuras investigações sobre a regulação gênica em fungos patogênicos e podem ser utilizados para o desenvolvimento de novas terapias para infecções fúngicas. Além disso, a disponibilidade de dados públicos foi essencial para a realização deste projeto e contribuiu para a construção de novos conhecimentos na área da micologia clínica.
Explorando o panorama mitocondrial de diferentes espécies do gênero Malassezia: montagem, anotação e implementação de ferramentas para a análise de mitogenomas
(Universidade de Mogi das Cruzes, 2023) Teixeira, Gledison Eric
A diversidade ecológica e funcional dos fungos do gênero Malassezia têm despertado interesse crescente em pesquisas biológicas e clínicas. Neste contexto, a mitogenômica emerge como uma poderosa abordagem para explorar a diversidade genômica e evolutiva desses fungos através do estudo de suas mitocôndrias, organelas essenciais para a respiração celular e produção de energia. Nesta dissertação, nos propusemos a investigar a mitogenômica de Malassezia por meio de um amplo conjunto de dados e desenvolvimento de ferramentas de bioinformática. Iniciamos nossa investigação realizando uma prospecção de genomas mitocondriais completos disponíveis em bases de dados públicas, como a Nucleotide e Organelle Genome Resources do NCBI. Essa prospecção nos permitiu obter uma visão abrangente dos mitogenomas de Malassezia previamente caracterizados, revelando uma notável diversidade genômica entre as diferentes espécies do gênero. A fim de ampliar ainda mais a diversidade mitogenômica de Malassezia, realizamos a prospecção de bibliotecas de sequenciamento de nova geração de genoma completo (WGS) de espécies não representadas nos mitogenomas conhecidos. A montagem e anotação desses novos genomas mitocondriais foram conduzidas com sucesso, fornecendo informações detalhadas sobre a estrutura genômica e a organização funcional dessas organelas. Para otimizar a análise dos dados mitogenômicos e possibilitar a reutilização dessas informações por outros pesquisadores, estabelecemos um fluxo de trabalho de bioinformática baseado em trabalhos anteriores realizados no LaBiOmics. Esse fluxo de trabalho permitiu a montagem e anotação eficiente dos genomas mitocondriais de Malassezia, fornecendo uma plataforma robusta para investigações futuras. A análise filogenética comparativa dos mitogenomas revelou relações evolutivas interessantes entre as espécies de Malassezia e outros fungos, destacando tanto conservações de genes fundamentais quanto variações em elementos genéticos específicos. Essas informações são valiosas para compreender a evolução genômica e a diversidade dentrodo gênero. Para disponibilizar os resultados obtidos e fornecer uma plataforma interativa para pesquisas futuras, implementamos um banco de dados relacional para o armazenamento dos genomas mitocondriais e suas anotações funcionais. Além disso, desenvolvemos uma aplicação web para pesquisas BLAST nas sequências mitogenômicas de Malassezia, facilitando a identificação rápida de sequências homólogas em diferentes organismos. Por meio dessas análises e ferramentas, construímos um dataset curado contendo informações relevantes sobre a genômica estrutural e funcional dos mitogenomas identificados e montados. Esse dataset representa uma valiosa fonte de conhecimento para a comunidade científica, permitindo a reutilização dos dados e a realização de novas investigações em diversos contextos científicos e clínicos. Em conclusão, esta dissertação proporcionou uma visão aprofundada da diversidade mitogenômica de Malassezia e sua relevância biológica e evolutiva. Os resultados e ferramentas desenvolvidos aqui abrem novos horizontes para pesquisas futuras em mitogenômica de fungos, impulsionando o campo da biologia fúngica e promovendo avanços científicos em prol da compreensão da biodiversidade e das interações complexas entre esses microrganismos e seus hospedeiros. Esperamos que este trabalho inspire novas descobertas e colaborações, contribuindo para o avanço do conhecimento científico e para a saúde humana e ambiental.

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