Biologia sintética

Consultoria Legislativa - Área XI - Meio Ambiente e Direito Ambiental, Organização Territorial, Desenvolvimento Urbano e Regional.

Codon ambiguities as a mechanism to alter the genetic code in Saccharomyces cerevisiae

Although the genetic code is generally viewed as immutable, alterations to its standard form occur in the three domains of life. A remarkable alteration to the standard genetic code occurs in many fungi of the Saccharomycotina CTG clade where the Leucine CUG codon has been reassigned to Serine by a novel transfer RNA (Ser-tRNACAG). The host laboratory made a major breakthrough by reversing this atypical genetic code alteration in the human pathogen Candida albicans using a combination of tRNA engineering, gene recombination and forced evolution. These results raised the hypothesis that synthetic codon ambiguities combined with experimental evolution may release codons from their frozen state. In this thesis we tested this hypothesis using S. cerevisiae as a model system. We generated ambiguity at specific codons in a two-step approach, involving deletion of tRNA genes followed by expression of non-cognate tRNAs that are able to compensate the deleted tRNA. Driven by the notion that rare codons are more susceptible to reassignment than those that are frequently used, we used two deletion strains where there is no cognate tRNA to decode the rare CUC-Leu codon and AGG-Arg codon. We exploited the vulnerability of the latter by engineering mutant tRNAs that misincorporate Ser at these sites. These recombinant strains were evolved over time using experimental evolution. Although there was a strong negative impact on the growth rate of strains expressing mutant tRNAs at high level, such expression at low level had little effect on cell fitness. We found that not only codon ambiguity, but also destabilization of the endogenous tRNA pool has a strong negative impact in growth rate. After evolution, strains expressing the mutant tRNA at high level recovered significantly in several growth parameters, showing that these strains adapt and exhibit higher tolerance to codon ambiguity. A fluorescent reporter system allowing the monitoring of Ser misincorporation showed that serine was indeed incorporated and possibly codon reassignment was achieved. Beside the overall negative consequences of codon ambiguity, we demonstrated that codons that tolerate the loss of their cognate tRNA can also tolerate high Ser misincorporation. This raises the hypothesis that these codons can be reassigned to standard and eventually to new amino acids for the production of proteins with novel properties, contributing to the field of synthetic biology and biotechnology.

Análise estrutural de halogenases encontradas em clusters gênicos da biossíntese de antibióticos glicopeptídicos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação da suplementação com vitamina E, na forma natural ou sintética, em mulheres no pós-parto imediato e sua concentração no colostro

The Vitamin E consists of eight chemically homologous forms, designated alpha, beta, gamma and delta tocopherols and tocotrienols. Biologically, the alpha-tocopherol (α-TOH) is the most important. Commercially, are found two types of α-TOH a natural (RRR-alpha-tocopherol) and another synthetic (all-rac-alpha-tocopherol). Both forms are absorbed in the intestine, the liver is a preference in favor of forms 2R, due to transfer protein α-TOH. It has higher affinity to these stereoisomers. Newborns are considered high risk for vitamin E deficiency, mainly premature, these have breast milk as a food source for maintenance of serum α-TOH. Clinical signs such as thrombocytosis, hemolytic anemia, retrolental fibroplasia, intraventricular hemorrhage, bronchopulmonary dysplasia and spinocerebellar degeneration can be found in case of a low intake of α-TOH. Thus, maternal supplementation on postpartum with α-TOH can be an efficient way to increase levels of vitamin E in breast milk and thus the consequently increase the supply of micronutrient for the newborn. However, most studies with vitamin E supplementation have been conducted in animals and little is known about the effect of maternal supplementation in humans, as well as on its efficiency to increase levels of α-TOH in human milk, depending on the shape natural or synthetic. The study included 109 women, divided into three groups: control without supplementation (GC) (n=36), supplemented with natural capsule (GNAT) (n=40) and the synthetic capsule (GSINT) (n=33). Blood samples were collected for determination of maternal nutritional status, and colostrums at initial contact and after 24 hours post-supplementation. Analyses were performed by High Performance Liquid Chromatography. Values of α-TOH in serum below 499.6mg/dL were considered deficient. We used the Kruskal-Wallis test and Tukey test to confirm the increase of alpha-tocopherol in milk and efficiency of administered capsules. Daily consumption of α-TOH was based on daily intake of 500 mL of colostrum by the newborn and compared with the nutritional requirement for children from 0 to 6 months of age, 4 mg / day. The mothers had mean concentration of serum α-TOH in 1016 ± 52, 1236 ± 51 and 1083 ± 61 mg / dL, in CG, GNAT and GSINT respectively. There were no women with deficiiency. The GC did not change the concentrations of α-TOH in colostrum. While women supplemented with natural and synthetic forms increased concentrations of α-TOH colostrum in 57.6% and 39%, respectively. By comparing supplemented groups, it was observed a significant difference (p=0.04), the natural capsule more efficient than the synthetic, approximately 49.6%. Individually, 21.1% of the women provided below 4mg/day of α-TOH, after supplementation for this index declined4.1%. Thus, maternal supplementation postpartum raised the levels of alpha-tocopherol in colostrum, and increased efficiency was observed with the natural form

O ensino de evolução biológica no nível médio: investigando concepções de professores de biologia

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da suplementação com vitamina E, na forma natural ou sintética, em mulheres no pós-parto imediato e sua concentração no colostro

The Vitamin E consists of eight chemically homologous forms, designated alpha, beta, gamma and delta tocopherols and tocotrienols. Biologically, the alpha-tocopherol (α-TOH) is the most important. Commercially, are found two types of α-TOH a natural (RRR-alpha-tocopherol) and another synthetic (all-rac-alpha-tocopherol). Both forms are absorbed in the intestine, the liver is a preference in favor of forms 2R, due to transfer protein α-TOH. It has higher affinity to these stereoisomers. Newborns are considered high risk for vitamin E deficiency, mainly premature, these have breast milk as a food source for maintenance of serum α-TOH. Clinical signs such as thrombocytosis, hemolytic anemia, retrolental fibroplasia, intraventricular hemorrhage, bronchopulmonary dysplasia and spinocerebellar degeneration can be found in case of a low intake of α-TOH. Thus, maternal supplementation on postpartum with α-TOH can be an efficient way to increase levels of vitamin E in breast milk and thus the consequently increase the supply of micronutrient for the newborn. However, most studies with vitamin E supplementation have been conducted in animals and little is known about the effect of maternal supplementation in humans, as well as on its efficiency to increase levels of α-TOH in human milk, depending on the shape natural or synthetic. The study included 109 women, divided into three groups: control without supplementation (GC) (n=36), supplemented with natural capsule (GNAT) (n=40) and the synthetic capsule (GSINT) (n=33). Blood samples were collected for determination of maternal nutritional status, and colostrums at initial contact and after 24 hours post-supplementation. Analyses were performed by High Performance Liquid Chromatography. Values of α-TOH in serum below 499.6mg/dL were considered deficient. We used the Kruskal-Wallis test and Tukey test to confirm the increase of alpha-tocopherol in milk and efficiency of administered capsules. Daily consumption of α-TOH was based on daily intake of 500 mL of colostrum by the newborn and compared with the nutritional requirement for children from 0 to 6 months of age, 4 mg / day. The mothers had mean concentration of serum α-TOH in 1016 ± 52, 1236 ± 51 and 1083 ± 61 mg / dL, in CG, GNAT and GSINT respectively. There were no women with deficiiency. The GC did not change the concentrations of α-TOH in colostrum. While women supplemented with natural and synthetic forms increased concentrations of α-TOH colostrum in 57.6% and 39%, respectively. By comparing supplemented groups, it was observed a significant difference (p=0.04), the natural capsule more efficient than the synthetic, approximately 49.6%. Individually, 21.1% of the women provided below 4mg/day of α-TOH, after supplementation for this index declined4.1%. Thus, maternal supplementation postpartum raised the levels of alpha-tocopherol in colostrum, and increased efficiency was observed with the natural form

Efecto de la aplicación de una mezcla de abonos orgánicos y fertilización sintética en el crecimiento y rendimiento en el cultivo del pipian (Cucurbita argyrosperma, Huber), Finca El Plantel, Masaya, 2008

Se estableció un experimento en la finca El Plantel , Masaya el 29 de Noviembre del 2007, con el propósito de contribuir con la generación de información referente al uso de abonos orgánicos y su efecto sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo de pipián (Cucurbita argyrosperma Huber). Se utilizó un diseño de parcelas apareadas con dos tratamientos: uno convencional aplicando fertilizantes sintéticos, urea y completo; y otro orgánico proporcionando al suelo compost, humus de lombriz y biofertilizante líquido. Las variables en estudio fueron número de hojas, longitud de la guía principal, longitud del fruto, diámetro del fruto, peso del fruto, número de frutos por hectárea, todas estas variables fueron sometidas al análisis de t de student. Se encontró diferencia significativa en la variable decrecimiento número de hojas. Por otro lado los abonos orgánicos presentaron un mismo patrón de cambio a través del tiempo. El rendimiento fue de 5,542 frutos para el tratamiento orgánico y 5,685 frutos para el tratamiento convencional. Por lo que se concluye que los abonos orgánicos no tienen efecto en un segundo año de producción.

Efecto de fertilización orgánica y fertilización sintética en el crecimiento y rendimiento del pipian (Cucurbita argyrosperma, Huber), Finca El Plantel, Masaya, 2007

El presente estudio se estableció en el mes de junio del 2007 en la finca El Plantel, propiedad de la Universidad Nacional Agraria, ubicada en el km 42 de la carretera Tipitapa-Masaya, con el objetivo de evaluar el efecto de fertilización orgánica y fertilización sintética en el crecimiento y rendimiento del cultivo de pipian ( Cucurbita argyrosperma Huber). Como hipótesis nula se planteó que la fertilización orgánica en la producción de pipián no presentan diferencias estadísticas significativas en el crecimiento y rendimiento, en comparació n con la fertilización sintética. Se utilizó un diseño de parcelas apareadas, en el cual se establecieron dos tratamientos uno convencional aplicando fertilizantes sintéticos, urea y completo; y orgánico proporcionando al suelo compost, humus de lombriz y biofertilizante líquido. Las variables evaluadas fueron: número de hojas verdaderas, amplitud vegetativa, número de frutos por planta, longitud del fruto, diámetro del fruto, peso del fruto, todas estas variables fueron sometidas al análisis de la t de student. Se encontró diferencias estadísticas significativas únicamente para la variable número de hojas. Se concluye que el efecto de los tratamientos con fertilización orgánica no manifiesta su efecto en este primer ciclo, por lo que tienen que pasar por un proceso de estabilización del agrosistema

Evaluación de una mezcla de abonos orgánicos versus fertilización sintética sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo de maiz (Zea mays L), El Plantel, Masaya, 2009

En el mes de mayo del año dos mil nueve se estableció el ensayo en la Finca El Plantel con el objetivo de evaluar el efecto de una mezcla de abonos orgánicos versus fertilización sintética sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz (Zea maysL.). El diseño de campo utilizado fue el de parcelas apareadas, utilizando como tratamientos una mezcla orgánica compuesta por compost, humus de lombriz y biofertilizante y fertilizante sintético (completo y urea 46%) con cuatro repeticiones. Las variables evaluadas fueron altura de planta, número de hojas por planta, longitud y ancho de la hoja, longitud de mazorcas, diámetro de mazorca, número de hileras por mazorca, número de granos por hilera, peso de mil granos y rendimiento. Los datos fueron sometidos a análisis de t Student. Los resultados muestran que no hubo diferencia significativa para las variables evaluadas de crecimiento y rendimiento; sin embargo, el manejo convencional presentó rendimiento con un valor ligeramente más alto de 4300 kg ha-1 contra 4280 kg ha-1 del manejo orgánico.

Efecto de la fertilización orgánica y sintética sobre el crecimiento y rendimiento de tres variedades de maíz (Zea Mays L.) y su entabilidad económica en Dulce nombre de Jesús, Darío, Matagalpa, 2009

El presente trabajo de investigación se estableció en la comunidad Dulce Nombre de Jesús en la época de postrera entre los meses de agosto y noviembre del 2009. Esta comunidad está ubicada a 40 km de la ciudad de Matagalpa y a 90 km de Managua en las coordenadas geográficas 12º 43 ́ de latitud norte y 86º 07 ́ de longitud oeste a una altitud de 433 metros. El objetivo fue evaluar el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz ( Zea mays L.) bajo dos innovaciones tecnológicas las cuales fueron: tres fuentes de nutrientes (compost, mungo y fertilizante sintético) y tres variedades, dos mejoradas (NB-6, NB-S) y una criolla. Se estableció un arreglo bifactorial en diseño de parcelas divididas en bloques completos al azar con cuatro repeticiones. La dimensión total del ensayo fue de 880 m 2 (40 m * 22 m), siendo el área de la parcela grande de 60 m 2 (12 m * 5 m) con una parcela útil de 9.6 m 2 . Las variables evaluadas fueron altura de planta, diámetro del tallo, número, ancho y longitud de hoja, área foliar, altura de mazorca, peso, longitud y diámetro de mazorca, número de hileras por mazorca, número de granos por hileras, peso de mil granos y rendimiento. Los datos fueron analizados con el programa estadístico SAS. Los resultados muestran que hubo diferencia significativa para algunas variables de crecimiento y rendimiento. El mayor rendimiento se registro con el tratamiento A 3 con 873.57 kg ha -1 , seguido del tratamiento A 2 con 774.87 kg ha - 1 y el tratamiento A 1 con 665.14 kg ha -1 ; este ultimo presentó mayor rentabilidad económica al presentar una tasa de retorno marginal de 113 %.

Efecto de la fertilización orgánica versus fertilización sintética sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz (Zea mays L>) El Plantel, Masaya, 2010

El presente trabajo de investigación se estableció entre los meses de octubre 2010 a febrero 2011 en la Finca El Plantel, propiedad de la Universidad Nacional Agraria ubicada en el kilometro 30 de la carretera Tipitapa - Masaya, con el objetivo de Generar i nformación respecto al efecto de la fertilización orgánica versus sintética en variables de crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz, variedad NB - 6 en la finca El Plantel. El experimento fue unifactorial con cuatro parcelas por tratamiento . El área de cada parcela fue de 84 m 2 en la que la parcela útil estuvo conformada por 10 surcos centrales con un área de 48 m 2 . Se establecieron dos tratamientos: uno sintético aplicando urea al 46% y completo fórmula 12 - 30 - 10 y fertilizantes orgánicos (compost, humu s de lombriz y biofertilizante líquido). Las variables de crecimiento evaluadas fueron altura de planta, número de hojas, ancho de la hoja, longitud de la hoja, diámetro del tallo, acame de la planta; las de rendimiento fueron número de plantas cosechadas, longitud de mazorca, diámetro de mazorca, peso de mazorca, número de hileras por mazorca, número de granos por hilera, peso de mil granos, y rendimiento. Todas estas variables fueron sometidas a análisis estadístico utilizando la t Student. Los resultados muestran que en las variables de crecimiento se encontró diferencias significativas para acame de la planta, y en las variables del rendimiento se encontró diferencias significativas para peso de mazorca, número de hileras por mazorca y número de granos p or hilera. El tratamiento sintético presentó un rendimiento de 2 669.58 kg ha - 1 , mientras que con el tratamiento orgánico se obtuvo 2 018.60 kg ha - 1

Efecto de la fertilización orgánica y sintética sobre el rendimiento de grano de tres variedades de frijol (Phaseolus vulgaris L.),El Rincón, Darío-Matagalpa, primera, 2010

En la comunidad “El Rincón”, ubicada en el municipio de Darío, departamento de Matagalpa, se realizó el presente estudio durante los meses de jun io a agosto del año 2010 , con el objetivo de evaluar el efecto de la fertilización orgánica y sintética sobre el rendimiento de grano de tres variedade s de frijol común ( Phaseolus vulgaris L . ). El diseño de campo utilizado fue de parcelas divididas en Bloques Completos al Azar (BCA), utilizando los tratamientos: Abono orgánico (humus de lombriz) incorporado al momento de la siembra. Tratamiento combinado : mezcla proporcional de humus de lombriz y de fertilizante sintético (Completo 18 - 46 - 0), aplicando el 50% orgánico y 50% sintético, ambas fuentes aplicadas en proporción 1:1 . E l tercer tratamiento consistió en fertilizante sintético (completo 18 - 46 - 0), ap licado al momento de la siembra. Las cantidades aplicadas de cada fertilizante se describen en el Cuadro 2. Además se evaluó, el efecto en cuanto a rendimiento de las fuentes de fertilización mencionadas sobre las variedades INTA - Masatepe, INTA - Rojo y una criolla (Chile rojo) . Las variables evaluadas fueron: altura de planta, número de hojas por planta, área foliar, número de vain as por planta, número de grano s por vaina, peso de 1000 grano s y rendimiento. Los datos sometidos al análisis de varianza (ANDEVA ) muestran que hubo diferencias significativas para las variables de crecimiento altura de planta y área foliar, en cuanto a variables de rendimiento resultaron con diferencias estadísticas : número de vainas por planta y número de semillas por vaina. Para la variable rendimiento, no hubo diferencia estadística, resultando e l tratamiento sintético ( Completo 18 - 46 - 0) con un total de 655.26 kg ha - 1 , seguido por el tratamiento orgánico (humus de lombriz) con 654.29 kg ha - 1 , p or último el tratamiento mixto ( humu s + sintético ) con 538.22 kg ha - 1