The role of arl13b in cilia length regulation and in zebrafish development

RESUMO: Arl13b é uma importante proteína ciliar, presente em cílios primários e cílios móveis. Ratinhos mutantes para Arl13b têm comprimento dos cílios reduzido e defeitos nos B-túbulos dos cílios. Como consequência destes fenótipos, deficiências na Arl13b originam, em modelos animais, várias doenças congénitas, incluindo problemas no estabelecimento do eixo esquerda-direita, malformações cerebrais e deformações corporais. Nos seres humanos, deficiências na Arl13b levam a uma doença crónica congénita chamada Síndrome de Joubert. Por outro lado, a sobreexpressão de Arl13b origina cílios mais longos, no entanto existe uma ausência da caracterização dos fenótipos celulares e durante o desenvolvimento embrionário. Neste trabalho, quisemos explorar o efeito da sobre-expressão de Arl13b em embriões de peixezebra. Descobrimos que, ao nível ciliar, a sobre-expressão de Arl13b nas células aumenta o comprimento ciliar em cílios primários e móveis, no entanto, a esses cílios falta adequada acetilação da alfa-tubulina no citoesqueleto feito por microtúbulos. Os nossos resultados mostraram que esse efeito é específico de Arl13b sobre-expressão e quando se manipularam as enzimas responsáveis pela acetilação (Mec17) e pela de-acetilação (HDAC6) encontrámos uma sinergia potencial com ambas. Testámos ainda, que o aumento no comprimento ciliar não estava causalmente relacionado com a falta de acetilação, ou seja, os cílios com menos acetilação não eram necessariamente os mais longos. Também mostrámos que a sobre-expressão de Arl13b é capaz de restaurar o comprimento dos cílios em mutantes com cílios curtos e como isso pode ser explorado para um futuro potencial papel terapêutico para Arl13b. Em seguida, foi avaliado o impacto do aumento da quantidade de Arl13b no desenvolvimento embrionário do peixe-zebra. Observou-se que a sobre-expressão de Arl13b apresentava fenótipos muito fracos, quando comparados com a perda de função dos mutantes de Arl13b. Focados no inesperado fenótipo leve no estabelecimento do eixo esquerda-direita abordámos a questão através do estabelecimento de uma colaboração com matemáticos, descobrimos que os cílios mais longos que potencialmente têm a capacidade de movimentar mais fluido são atenuados por amplitudes de batimento menores, e, como resultado, estes longos cílios não prejudicam o movimento do fluido e consequentemente não afetam o estabelecimento dos padrões de esquerda-direita. Sugerimos assim que a Arl13b é um regulador chave, do comprimento ciliar. Descobrimos uma nova interação com as enzimas de acetilação/de-acetilação e levantamos novas hipóteses quanto aos mecanismos moleculares da função da Arl13b. Propomos um novo modelo para o mecanismo molecular da Arl13b na regulação do comprimento dos cílios onde podemos integrar os nossos resultados com os relatados na literatura. Este trabalho adiciona mais conhecimento para o mecanismo de ação da Arl13b e, portanto, fornece uma importante contribuição para o campo da investigação em cílios.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ABSTRACT: Arl13b is an important ciliary protein, present in primary and motile cilia. arl13b-/- mouse mutants have reduced cilia length and cilia B-tubule defects. As a consequence of these phenotypes, Arl13b loss of function animal models suffer from several congenital disorders including left-right problems, brain malformations and body deformations. In humans Arl13b depletion leads to a congenital chronic disease called Joubert Syndrome. On the other hand, overexpressing Arl13b leads to longer cilia but the characterization of the cellular and developmental phenotypes was missing. In this work we explore the effect of Arl13b overexpression in zebrafish embryos. We found that, at the ciliary level, Arl13b overexpression from 1 cell stage produces longer primary and motile cilia, but these cilia lack proper alpha tubulin acetylation of their microtubule cytoskeleton. Our results showed that this effect is specific from Arl13b overexpression and when we manipulated the enzymes responsible for acetylation, Mec17, and de-acetylation, HDAC6, we found a potential synergy of both mec17 knockdown and HDAC6 activity with Arl13b overexpression. We tested that the ciliary increase in length was not causally related to the lack of acetylation, meaning the more de-acetylated cilia were not necessarily the longer ones. We also showed that Arl13b overexpression is able to restore cilia length in short cilia mutants and how that may be explored to a potential future therapeutic role for Arl13b. Next, we evaluated the impact of increasing the amount of Arl13b in zebrafish embryonic development. We observed that Arl13b overexpression presented very mild phenotypes when compared to the loss of function mutants. We focused on the unexpected left-right mild phenotype and by establishing a mathematical modeling collaboration, we found out that the longer cilia generated force was attenuated by smaller beating amplitudes, and as a result, these long cilia were not impairing the cilia generated flow and the establishment of left-right patterning. We suggest that Arl13b is one key cilia length regulator. We disclosed a novel interaction with the acetylation / de-acetylation enzymes and raised new hypothesis as to the mechanisms of Arl13b function. We propose a new model for the Arl13b molecular mechanism of cilia length regulation where we integrate our findings with those reported in the literature. This work adds more knowledge to the Arl13b mechanism of action and therefore provides an important contribution to the cilia research field.

Incêndios na Amazônia Brasileira: estimativa da emissão de gases do efeito estufa pela queima de diferentes ecossistemas de Roraima na passagem do evento “El Nino” (1997/98)

Foi estimada a área queimada, a biomassa vegetal total acima e abaixo do solo, a formação de carvão, a eficiência de queimada e a concentração de carbono de diferentes paisagens naturais e agroecossistemas que foram atingidos pelos incêndios ocorridos durante a passagem do “El Niño” em 1997/98 no Estado de Roraima, extremo norte da Amazônia Brasileira. O objetivo foi o de calcular a emissão bruta de gases do efeito estufa liberados por combustão das diversas classes de biomassa que compõem cada tipo fitofisionômico atingido. A área total efetivamente queimada foi estimada entre 38.144-40.678 km2, sendo 11.394-13.928 km2 de florestas primárias (intactas, em pé) e, o restante, de savanas (22.583 km2), campinas / campinaranas (1.388 km2) e ambientes florestais já transformados como pastagens, área agrícolas e florestas secundárias (2.780 km2). O total de carbono afetado pelos incêndios foi de 42,558 milhões de toneladas, sendo que 19,73 milhões foram liberados por combustão, 22,33 milhões seguiram para a classe de decomposição e 0,52 milhões foram depositados nos sistemas na forma de carvão (estoque de longo prazo). A emissão bruta de gases do efeito estufa, em milhões de toneladas do gás, considerando apenas o emitido por combustão foi de 17,3 de CO2, 0,21-0,35 de CH4, 1,99-3,68 de CO, 0,001-0,003 de N,O, 0,06-0,09 de NOx e 0,25 de hidrocarbonetos não-metânicos (HCNM). O total de carbono equivalente a CO2 emitido por combustão, quando considerado o potencial de aquecimento global de cada gás em um horizonte de tempo de 100 anos utilizado pelo IPCC, foi de 6,1-7,0 milhões de toneladas.

Influência do ensilado biológico de Peixe e do resíduo de Peixe cozido no crescimento e na composição corporal de Alevinos de Tambaqui Colossoma macropomum (Cuvier, 1818)

Resíduos de fíletagem de piramutaba (Brachyplatystoma vaillantii), foram submetidos a dois diferentes processamentos, o cozimento após moagem, e a ensilagem biológica. Os materiais resultantes destes processamentos foram testados através do desempenho e da composição corporal de alevinos de tambaqui (Colossoma macropomum). Foram elaboradas quatro rações com teores de proteína de 24,7 a 27,0% e energia bruta entre 438,9 e 445,4 Kcal/l00g de ração. O experimento foi conduzido em 20 tanques de cimento-amianto com capacidade para 250 litros, cada um estocado com 12 alevinos, com comprimento padrão médio de 10,3 cm e peso médio de 27,4 g. Os alevinos foram alimentados duas vezes ao dia à razão de 3% da biomassa e pesados a cada 28 dias. Análises bromatológicas no início e no final do experimento determinaram a composição corporal dos peixes. As análises de variância dos dados obtidos não evidenciaram influência significativa (P>0,05) dos tratamentos sobre os parâmetros estudados.

Composição corporal e alimentar do Matrinxã, Brycon cephalus (Günther, 1869), na Amazônia central

Foram estudados a dieta, a composição corporal e o valor de energia bruta do conteúdo estomacal, filé e fígado, bem como alguns frutos e sementes que fazem parte da dieta do matrinxã, relacionando-se estes parâmetros com as flutuações do nível da água durante um ciclo anual. Observou-se que a espécie se alimenta de sementes, frutos, flores, restos de vegetais e insetos, apresentando hábito alimentar onívoro. Estômagos vazios foram frequentes (68,5%) nos diferentes períodos hidrológicos. As análises proximais e valor da energia bruta do filé e fígado dos peixes analisados não apresentaram diferenças significativas entre os sexos (P>0,05). No entanto, observou-se diferenças entre os períodos de águas baixas e altas. As médias das composições centesimais e os valores de energia bruta do conteúdo estomacal, expressos com base na matéria seca revelaram, na enchente, um baixo teor de proteína (8,9%) e cinza (1,3%), alto valor de lipídios (70,2%) e energia (775 Kcal EB/100g). Na seca, o teor de proteína (24,9%) e cinza (6,3%) foram maiores, porém os teores de lipídios (13,2%) e de energia (416,9 Kcal EB 100g) foram mais baixos que na cheia. Foi verificado abundante depósito de gordura cavitária o ano todo, diminuindo em janeiro, mês em que o matrinxã realiza a desova.

Efeito da densidade de estocagem sobre a eficiência alimentar de juvenis de Pirarucu (Arapaima gigas) em ambiente confinado

O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da densidade de estocagem sobre a eficiência alimentar de juvenis de pirarucu em tanques-rede de pequeno volume. Foram usados 12 tanques-rede de 1m³ em um viveiro de 120m³ perfazendo três tratamentos (15, 20 e 25 peixes/m³) com quatro repetições. Os peixes foram alimentados com ração comercial extrusada com 45% de proteína bruta, 3 vezes ao dia, durante 45 dias. O peso médio inicial foi 10,1 ± 0,3 g, e a análise estatística da pesagem inicial mostrou que todos os lotes eram homogêneos. O desempenho dos peixes não apresentou diferença significativa entre os tratamentos (p>0,05). Entretanto, a eficiência alimentar melhorou com o aumento da densidade de estocagem (p<0,05). A densidade de estocagem tem influência sobre a eficiência alimentar de juvenis de pirarucu em tanques-rede de pequeno volume.

Valor nutricional e energético de espécies vegetais importantes na alimentação do Tambaqui

Analisou-se o valor nutricional e energético de alguns frutos e sementes das florestas de várzea e igapó, próximas à região de Manaus-AM, importantes na alimentação do tambaqui (Colossoma macropomum Cuvier, 1818). Para o levantamento das espécies e os tipos de frutos consumidos por esta espécie foram utilizadas informações da literatura, complementadas com os resultados de análises de conteúdo dos tratos digestivos coletados através de capturas de animais e no principal porto de desembarque e comercialização de peixes em Manaus, a feira da Panair. Foram realizadas, semanalmente, na feira, coleta de 15 tratos digestivos, durante nove meses. Após a evisceração, os tratos digestivos foram acondionados em sacos plásticos, armazenados em isopor com gelo e transportados até o laboratório onde permaneceram em freezer (-20ºC). As análises de conteúdo dos tratos digestivos consistiram na coleta dos frutos e sementes para identificação, após serem preservados em álcool a 70% constituindo uma coleção de referência. Após identificação, as espécies de frutos e sementes foram coletadas nas áreas de ocorrência na várzea e igapó para as análises bromatológicas, seguindo metodologia da A.O.A.C (1995) e a energia bruta (kJ/g) através de bomba calorimétrica. Identificou-se 46 espécies vegetais, distribuídas em 21 famílias e classificados nove tipos de frutos. De acordo com os dados atuais, a alimentação do tambaqui engloba, pelo menos, 133 espécies, entre frutos e sementes, distribuídas em 38 famílias e 15 tipos de frutos. O consumo destes itens variou entre inteiros e/ou triturados. A composição bromatológica de 14 espécies de sementes e 40 de frutos demostrou que estes itens são mais energéticos do que protéicos.

Cultivo do Pirarucu (Arapaima gigas) em viveiro escavado

Foi avaliado o desempenho de juvenis de pirarucu em criação intensiva em viveiros escavados. Oitenta e cinco peixes com peso médio inicial de 133,3 ± 1,3g foram estocados em dois viveiros de 120m² cada (densidade de 1 peixe/3m²), com profundidade média de 1m e alimentados duas vezes ao dia (9:00 e 14:00h) com ração extrusada para peixes carnívoros contendo 40% de proteína bruta. Foi verificado diariamente o consumo de ração, enquanto mensalmente os peixes foram amostrados para a realização de biometrias com a finalidade de verificar seu desempenho em peso e comprimento. Após 12 meses de cultivo os peixes atingiram peso médio de 7,0 ± 1,1kg, comprimento total de 88,2 ±6,4cm, com conversão alimentar de 1,5 e produtividade de 2,5kg/m². Estes resultados mostram o grande potencial do pirarucu para a piscicultura intensiva na Amazônia.

Avaliação de níveis protéicos para a nutrição de juvenis de matrinxã (Brycon cephalus)

O matrinxã (Brycon cephalus - Gunther, 1869), é uma espécie de peixe nativa da bacia Amazônica que tem despertado grande interesse entre pesquisadores e piscicultores de todo o Brasil. A crescente demanda pelo cultivo desta espécie em ambiente controlado se deve, principalmente, à sua pronta adaptação ao cativeiro e à aceitação de alimentos artificiais, tanto de origem vegetal quanto animal, ao lado do seu elevado valor comercial. Contudo, para ser um empreendimento comercial bem sucedido, o alimento a ser fornecido a esta espécie deve atender a suas necessidades em proteína e permitir elevados ganhos de peso em períodos curtos. O experimento foi conduzido na estação de aqüicultura da Embrapa Amazônia Ocidental. Foram testados cinco níveis de proteína bruta (16, 19, 22, 25 e 28%) em dietas isocalóricas (EB = 390 kcal/100g) em um delineamento experimental inteiramente casualizado com três repetições para cada tratamento. Os resultados obtidos após 210 dias de estudo mostraram que a dieta contendo 28 % de proteína bruta promoveu o maior ganho de peso, melhor conversão alimentar e mais alto crescimento corporal entre os níveis testados, indicando que este nível protéico atendeu satisfatoriamente às necessidades de proteína para esta espécie, nas condições deste experimento.

Aspectos econômicos e operacionais das viagens da frota pesqueira de Manaus, Amazônia Central

A pesca na Amazônia representa uma importante atividade social, econômica e cultural, com desembarque de pescado estimado em 25 mil toneladas por ano, somente no terminal de desembarque de Manaus, porém com poucas avaliações socioeconômicas que são fundamentais para o manejo da atividade. O presente trabalho visou avaliar aspectos funcionais das operações de pesca sob o ponto de vista econômico. As informações foram coletadas por intermédio de questionário estruturado junto aos proprietários das embarcações e, ou encarregados das expedições de pesca, entre outubro de 1999 e junho de 2000. Foram amostradas 92 embarcações, para destacar os aspectos referentes aos custos efetuados quando das expedições de pesca. Embarcações pequenas apresentaram custo operacional médio por expedição de 45,2% da renda bruta da venda do pescado, embarcações médias e grandes apresentaram valores de 42,0% e 47,8% dos custos respectivamente. Os combustíveis se destacaram como o componente principal destes custos.

Avaliação da sustentabilidade agroambiental de unidades produtivas agroflorestais em várzeas flúvio marinhas de Cametá - Pará

O objetivo do trabalho é avaliar o potencial de sustentabilidade agroambiental de unidades produtivas agroflorestais ribeirinhas. A metodologia empregou técnicas de inventário florestal, coleta e análise laboratorial de solo, questionários, observações de campo e orçamentos unitários. As variáveis-indicadores são relativas ao clima, ao solo, a estrutura fitossociológica, ao potencial produtivo da agrofloresta e a geração de renda. Os resultados revelaram que o clima e o solo não são fatores limitantes. Cerca de 27 % da composição florística são espécies comerciais e somam mais de 92 % da população total com baixo potencial para a extração de madeiras e uma diversidade de produtos não-madeireiros. A renda bruta estimada atingiu valores de R$ 2.000,00/ha/ano. O potencial de sustentabilidade agroambiental das unidades produtivas é mediano, obtido pela avaliação das variáveis-indicadores por meio de um sistema de pontuação e inserção em um nível de sustentabilidade previamente proposto.

Produção de forragem e valor nutritivo de espécies forrageiras sob condições de pastejo, em solo de várzea baixa do Rio Guamá

Este estudo teve os objetivos avaliar a produção de forragem, o valor nutritivo através de proteína bruta e da composição de macro e micronutrientes na canarana de Paramaribo (Echinochloa polystachya H.B.K) e na canarana erecta lisa (Echinochloa pyramidalis Lam), introduzidas em áreas inundáveis de várzea baixa do rio Guamá, Campus da Universidade Federal Rural da Amazônia, em Belém (PA). As forrageiras haviam sido formadas há três anos e mantidas sob pastejo rotativo, antes e durante o experimento. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente ao acaso, em um esquema fatorial 2x4 (duas espécies e quatro períodos), com seis repetições. As amostras de forragem foram cortadas a 10 cm do solo e utilizou-se uma área de 0,25 m² como unidade amostral. As épocas de coleta foram: maio (época1), agosto (época2) e novembro/2002 (época3) e fevereiro/2003 (época4). As características analisadas foram: massa fresca, massa seca, teores de nitrogênio, proteína bruta, fósforo, potássio, sódio, cálcio, magnésio, enxofre, ferro, manganês, zinco, cobre e boro. A disponibilidade de forragem diminuiu com o tempo de uso da pastagem. Os teores médios de proteína bruta, N, P, K e Na, Fe, Zn e Cu foram maiores nas épocas mais chuvosas, enquanto que os teores de Ca, Mg, S, Mn e B foram mais elevados nas épocas menos chuvosas. A canarana erecta lisa apresentou menor decréscimo de matéria seca durante os períodos estudados e maior valor nutritivo, no entanto, a canarana de Paramaribo foi a mais produtiva. No entanto, as duas espécies forrageiras apresentaram uma redução expressiva da produção, sugerindo que o tempo de pastejo de 12 dias e/ou o retorno a cada 40 dias constituíram um manejo inadequado.

Digestibilidade aparente dos nutrientes e energia de ração suplementada com enzimas digestivas exógenas para juvenis de tambaqui (Colosssoma macropomum Cuvier, 1818)

O experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito da adição de um compelxo multienzimático exógeno composto de amilase, protease, lipase e celulase, em rações de juvenis de tambaqui, sobre os coeficientes de digestibilidade aparente (CDa) da proteína bruta (PB), extrato etéreo (EE), carboidratos (ENN) e energia bruta (EB). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com quatro tratamentos (quatro níveis de inclusão de enzimas, 0,0; 0,05; 0,10; e 0,15 %), três repetições (no tempo) e 10 peixes por unidade experimental. Foram utilizados 40 juvenis de tambaqui, com peso médio de 155,0 ± 0,49 g, distribuídos em quatro tanques de alimentação de 500 l, recebendo refeições à vontade das 8 às 12h, a cada hora. Em seguida os animais foram transferidos para coletores de fezes (200 l), onde permaneceram até às 18h, sendo a coleta de dejetos realizada a cada hora. A determinação dos CDa foi realizada pelo método indireto, sendo utilizado como indicador externo 0,5% de óxido de cromo-III (Cr2O3) incorporado à ração. Os resultados demonstraram que a suplementação das dietas com enzimas exógenas para juvenis de tambaqui aumenta a digestibilidade aparente dos nutrientes e energia bruta, no nível de inclusão de 0,05% (P<0,05%).

Caracterização físico-quimica de farinhas oriundas de variedades de mandioca utilizadas no vale do Juruá, Acre

Algumas características de farinha de mandioca dependem da variedade da raiz utilizada para o processamento. Objetivou-se avaliar as características físico-químicas da farinha de mandioca oriundas de variedades utilizadas no estado do Acre. Os tratamentos foram compostos pelas variedades: T1= Paxiubão, T2= Im221, T3 = Caboquinha, T4 = Araçá, T5 = Colonial, T6 = Branquinha, T7 = Panati e T8 = Mansa e Brava. Foram coletadas amostras das oito variedades de mandioca em casas-de-farinha no município de Cruzeiro do Sul, Acre. As raízes foram transportadas via aérea para o Laboratório de Tecnologia de Alimentos da Embrapa-AC, na cidade de Rio Branco, Acre. Foram avaliados: teor de umidade, cinzas, lipídios, proteína, fibra bruta, carboidratos, acidez, pH e atividade de água. Todas as amostras se apresentaram de acordo com os padrões estabelecidos pela Legislação Brasileira para farinha de mandioca quanto ao teor de umidade, cinzas e carboidratos. As farinhas analisadas apresentam teores baixos de fibras e baixa acidez. A atividade de água das farinhas analisadas esteve abaixo do limite mínimo capaz de permitir o desenvolvimento de microrganismos. As variedades Araçá, Colonial e Branquinha se mostraram adequadas para a fabricação de farinha de mandioca devido, principalmente, ao elevado teor de proteína e carboidratos presente nas farinhas produzidas.

Aproveitamento de alimentos de origem animal pela tartaruga-da-amazônia: Podocnemis expansa criada em cativeiro

Foi realizado um trabalho para determinar o aproveitamento alimentar da farinha de carne e ossos (FCO), farinha de vísceras de aves (FVA) e farinha de peixe (FP) em tartaruga-da-amazônia, por meio dos coeficientes de digestibilidade aparente (CDA) da matéria seca (MS), proteína bruta (PB), extrato etéreo (EE) e energia bruta (EB). Os animais experimentais foram 136 filhotes provenientes do Projeto Quelônios da Amazônia, no estado do Mato Grosso, mantidos em caixas com renovação de água e temperatura média de 29ºC. Os CDA foram determinados com dietas contendo 0,1% do marcador óxido de crômio III (Cr2O3). Os CDA da MS, PB, EE e EB foram, respectivamente, de 79,10; 87,61; 93,83 e 79,61% para FCO; 92,45; 94,89; 96,55 e 92,71% para FV e 93,53; 95,13; 94,05 e 93,18% para FP. Os melhores coeficientes foram obtidos com a farinha de peixe e a farinha de vísceras de aves.

Exigência protéica de juvenis de tambaqui (Colossoma macropomum) após privação alimentar

O objetivo deste trabalho foi avaliar a exigência protéica de juvenis de tambaqui (Colossoma macropomum) após a privação alimentar. Os peixes (50,3 ± 0,26g) foram submetidos a quatro rações isoenergéticas com diferentes concentrações protéicas (28, 32, 36 e 40% proteína bruta) e dois regimes alimentares (com privação e sem privação) durante 60 dias. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4x2, em triplicata. Avaliaram-se os parâmetros de qualidade de água e de desempenho no 1º, 15º e 60º dia de experimento. Os parâmetros da qualidade da água permaneceram dentro dos padrões de cultivo. Não houve mortalidade nos tratamentos testados. Foram observados diferenças entre os tratamentos para os índices de desempenho analisados: taxa de crescimento específico, eficiência alimentar, consumo diário de ração, consumo de proteína bruta, taxa de eficiência protéica e ganho de peso relativo, com exceção do índice hepatossomático. Houve hiperfagia, indicando a existência de crescimento compensatório. Os peixes realimentados com 36% proteína bruta tiveram incremento no teor de gordura visceral e maior deposição de proteína corporal. Estes resultados explicam uma melhora nos dados de ganho de peso, duração da hiperfagia, taxa de crescimento e eficiência alimentar. A privação alimentar não influencia a exigência protéica em juvenis de tambaqui.