Transformação genética em cevada por bombardeamento de partículas

A presente Tese de Doutorado objetivou: (1) definir um método eficiente de transformação genética, por bombardeamento de partículas, para a obtenção de plantas transgênicas de cultivares brasileiras de cevada e (2) identificar gene(s) codificante(s) de quitinase(s) potencialmente capaz(es) de conferir resistência ao fungo patogênico de cevada Bipolaris sorokiniana. Culturas de calos obtidos a partir de escutelos imaturos das cultivares Brasileiras de cevada MN-599 e MN-698 (Cia. de Bebidas das Américas, AMBEV) foram bombardeadas com partículas de tungstênio e avaliadas quanto à expressão do gene repórter gusA através de ensaios histoquímicos de GUS e quanto ao efeito dos bombardeamentos na indução estruturas embriogênicas e regeneração de plantas. As condições de biobalística analisadas incluíram a região promotora regulando a expressão de gusA, tipo e pressão de gás hélio de dois aparelhos de bombardeamento, distância de migração das partículas, número de tiros e a realização de pré e pós-tratamento osmótico dos tecidos-alvo. No presente trabalho foram obtidos um número bastante alto de pontos azuis por calo, a indução de calos embriogênicos e embriões somáticos em uma freqüência de até 58,3% e a regeneração de 60 plantas, sendo 43 de calos bombardeados. As melhores condições observadas foram o promotor e primeiro íntron do gene Adh de milho (plasmídeo pNGI), o aparelho de bombardeamento “ Particle Inflow Gun” (PIG) utilizando-se a distância de migração de partículas de 14,8 cm, dois tiros disparados por placa e a realização de tratamento osmótico dos explantes com 0,2 M de manitol e 0,2 M de sorbitol 4-5 horas antes e 17-19 horas depois dos bombardeamentos. Das 43 plantas obtidas de calos bombardeadas, 3 apresentaram atividade de GUS na base das suas folhas. A utilização de primers sintéticos definidos a partir de genes de quitinases descritos na literatura em PCRs resultou na amplificação de dois fragmentos de aproximadamente 700 e 500 pb a partir de DNA total das cvs. MN-599 e MN-698 de cevada e um fragmento, com aproximadamente 500 pb, a partir do DNA total do isolado A4c de Trichoderma sp. Estes fragmentos foram purificados dos géis de agarose e diretamente seqüenciados de forma manual e automática. Os fragmentos de 700 e 500 pb amplificados do genoma da cultivar MN-599 foram identificados como genes de quitinases de cevada e o fragmento de 500 pb do isolado A4c de Trichoderma sp. não apresentou homologia com seqüências conhecidas de quitinases depositadas no EMBL/GenBank. A utilização de novos pares de primers, representando seqüências conservadas de quitinases do fungo Metarhizium anisopliae, resultou na amplificação de 3 fragmentos a partir do DNA total do isolado A4b de Trichoderma sp., que estão sendo purificados para realização de seqüenciamento.

Blendas de polipropileno com elastômeros termoplásticos tipo SBS e SEBS

Neste trabalho, foram preparadas blendas de polipropileno (PP) com elastômeros termoplásticos (TPE) tipo SBS (poliestireno-bloco-polibutadieno-blocopoliestireno) e tipo SEBS (poliestireno-bloco-poli(etileno-co-butileno)-blocopoliestireno) a fim de se avaliar a influência do tipo e concentração de elastômero nas propriedades do polímero final. Foram utilizados como matrizes de polipropileno um homopolímero (PP-H) e um copolímero aleatório de propileno-co-etileno (PP-R). A fim de avaliar o efeito da presença de um agente nucleante na matriz PP-R, algumas blendas de PP-R/TPE foram preparadas utilizando-se dibenzilideno sorbitol (DBS). Os resultados mostraram que o TPE teve efeito nucleante na cristalização do PP, aumentando a temperatura de cristalização (Tc) e estreitando o pico de fusão, sendo que o SBS teve um maior efeito do que o SEBS em ambas matrizes, resultando em maiores valores de Tc. Embora o efeito de nucleação possa mudar a cristalinidade da matriz na blenda, as propriedades mecânicas foram mais suscetíveis às alterações na morfologia ou dispersão do TPE nas matrizes de PP. Estudos de microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostraram que as morfologias das blendas com TPE apresentaram-se diferenciadas, dependendo do tipo e principalmente da quantidade adicionada de TPE em cada matriz. Na matriz PP-H observou-se um maior número de domínios de TPE do que nas matrizes PP-R e PP-RN O tamanho médio dos domínios elastoméricos nas blendas PP/SEBS foram menores e mais bem dispersos do que nas blendas PP/SBS, resultando em um material com melhor resistência ao impacto à baixa temperatura. Ensaios de tensão-deformação mostraram que a adição dos TPES diminui a tensão no escoamento e o módulo de Young para todas matrizes, aumentando o alongamento na ruptura de forma mais significativa no caso das blendas PP-R/TPE. Ambos TPES tiveram igual influência nas propriedades de tração, especialmente com a matriz PPR, mostrando que ambos elastômeros podem ser usados como modificadores de impacto, em diferentes formulações que atendam aplicações específicas de mercado.

Análise prospectiva da utilização de uma usina como plataforma para uma biorefinaria

Este trabalho teve como objetivo verificar as possibilidades de utilização de uma usina de produção de etanol açúcar e energia elétrica como plataforma para implantação de uma biorefinaria. De forma prospectiva, foram avaliados os principais blocos de construção para o desenvolvimento de uma gama de produtos com base em matérias-primas açucaradas. Alguns destes produtos, como o ácido cítrico, a lisina e o sorbitol, já são fabricados a partir de biomassa no país. Devido ao baixo custo do açúcar de cana e da disponibilidade de fibra para geração de utilidades, as usinas se mostraram plataformas adequadas para anexar unidades para geração de produtos com maior valor agregado. A operação sazonal, entretanto, constitui um dos grandes empecilhos para a viabilização destes complexos, levando à necessidade de estocagem de combustível para operação anual das caldeiras, bem como para produção a estocagem de açúcar, melaço ou etanol como matérias-primas para os processos anexos. Fatores de competitividade, como economia de escala, escopo, diversificação, diferenciação e flexibilidade foram avaliados visando fornecer subsídio para escolha do tamanho de unidades e tipos de produtos e processos. A produção de 15.000 toneladas de cana por dia foi escolhida como módulo de produção eficiente para região de expansão. Esta escala se mostrou adequada para a produção dos produtos derivados de sacarose que atualmente são produzidos no Brasil. Entretanto, a integração da produção de eteno por rotas alcoolquímica à usina demanda unidades com capacidade de processamento acima de 30.000 toneladas de cana por dia. Para avaliação das premissas teóricas, foi realizado um estudo de caso de um complexo envolvendo a produção de etanol, açúcar, ácido cítrico, lisina, PHB e leveduras. A este complexo foi anexada uma unidade de extração de óleo de soja e uma planta de produção de biodiesel. A integração do complexo soja se mostrou viável sob o ponto de vista de suprimento de utilidades (vapor e energia elétrica) e produção de rações de farelo de soja com lisina e levedura. A produção de soja na reforma da área de cana apresenta benefícios de redução de custo de plantio, sendo uma alternativa de integração entre culturas energéticas e de alimentos. Esta produção, entretanto, é insuficiente para justificar a instalação de extratoras de soja anexas a usinas. A biorefinaria sugerida apresentou um valor presente líquido superior ao da instalação de uma usina autônoma utilizada como referência. Para futuros trabalhos foram sugeridos estudos de programação linear para as rotas de produção dos produtos intermediários e finais a partir dos blocos de construção identificados, a integração da biorefinaria com unidades de produção de proteína animal, com a cultura do sorgo e eucalipto. Esta integração tem como objetivo aumentar o fator de utilização dos equipamentos e possibilitar a inserção de tecnologias avançadas, por rotas de hidrólise e gaseificação além da produção de microalgas para melhor aproveitamento do CO2.

Análise metagenômica da microbiota de ambientes aquáticos do estado do Rio Grande do Norte - Brasil

The screening for genes in metagenomic libraries from soil creates opportunities to explore the enormous genetic and metabolic diversity of microorganisms. Rivers are ecosystems with high biological diversity, but few were examined using the metagenomic approach. With this objective, a metagenomic library was constructed from DNA soil samples collected at three different points along the Jundiaí-river (Rio Grande do Norte-Brazil). The points sampled are from open area, rough terrain and with the direct incidence of sunlight. This library was analyzed functionally and based in sequence. For functional analysis Luria-Bertani solid medium (LB) with NaCl concentration varied from 0.17M to 0.85M was used for functional analysis. Positives clones resistant to hypersaline medium were obtained. The recombinant DNAs were extracted and transformed into Escherichia coli strain DH10B and survival curves were obtained for quantification of abiotic stress resistance. The sequences of clones were obtained and submitted to the BLASTX tool. Some clones were found to hypothetical proteins of microorganisms from both Archaea and Bacteria division. One of the clones showed a complete ORF with high similarity to glucose-6-phosphate isomerase which participates in the synthesis of glycerol pathway and serves as a compatible solute to balance the osmotic pressure inside and outside of cells. Subsequently, in order to identify genes encoding osmolytes or enzymes related halotolerance, environmental DNA samples from the river soil, from the water column of the estuary and ocean were collected and pyrosequenced. Sequences of osmolytes and enzymes of different microorganisms were obtained from the UniProt and used as RefSeqs for homology identification (TBLASTN) in metagenomic databases. The sequences were submitted to HMMER for the functional domains identification. Some enzymes were identified: alpha-trehalose-phosphate synthase, L-ectoina synthase (EctC), transaminase L-2 ,4-diaminobutyric acid (EctB), L-2 ,4-diaminobutyric acetyltransferase (EctA), L-threonine 3 dehydrogenase (sorbitol pathway), glycerol-3-phosphate dehydrogenase, inositol 3-phosphate dehydrogenase, chaperones, L-proline, glycine betaine binding ABC transporter, myo-inositol-1-phosphate synthase protein of proline simportadora / PutP sodium-and trehalose-6-phosphate phosphatase These proteins are commonly related to saline environments, however the identification of them in river environment is justified by the high salt concentration in the soil during prolonged dry seasons this river. Regarding the richness of the microbiota the river substrate has an abundance of halobacteria similar to the sea and more than the estuary. These data confirm the existence of a specialized response against salt stress by microorganisms in the environment of the Jundiaí river

Avaliação bioquímica e hostológica de fígado de ratas wistar diabéticas e tratadas com tamoxifeno

Tamoxifen (TX), a drug used in the treatment of breast cancer, may cause hepatic changes in some patients. The consequences of its use on the liver tissues of rats with or without diabetes mellitus (DM) have not been fully explored. The purpose of this multidisciplinary study was to evaluate the correlation between plasma hepatic enzyme levels and the presence of iron overload in the hepatic tissue of female Wistar rats with or without streptozotocin-induced DM and using TX. Female rats were studied in control groups: C-0 (non-drug users), C-V (sorbitol vehicle only) and C-TX (using TX). DM (diabetic non-drug users) and DM-TX (diabetics using TX) were the test groups. Sixty days after induced DM, blood samples were collected for glucose, alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST) alkaline phosphatase (ALP) and bilirubin measures. Hepatic fragments were processed and stained with hematoxylin and eosin (H&E), Masson s trichrome, Perls. The hepatic iron content was quantified by atomic absorption spectrometry. AST, ALT and ALP levels were significantly elevated in the DM and DM-TX groups, with unchanged bilirubin levels. Liver iron overload using Perls stain and atomic absorption spectrometry were observed exclusively in groups C-TX and DM-TX. There was positive correlation between AST, ALT and ALP levels and microscopic hepatic siderosis intensity in group DM-TX. In conclusion, TX administration is associated with liver siderosis in diabetic and non-diabetic rats. In addition, TX induced liver iron overload with unaltered hepatic function in 2 non-diabetic rats and may be a useful tool for investigating the biological control of iron metabolism

Avaliação da atividade biológica de óleos essenciais sobre candida não albicans de origem clínica

Candidíase é um problema de importância crescente, devido o aumento do número de indivíduos imunocomprometidos e o surgimento de cepas resistentes aos antifúngicos convencionais. É de fundamental importância a busca por novos agentes antifúngicos mais eficazes, menos tóxicos, sendo os óleos essenciais (OEs) excelentes alternativas para esse propósito. Esse estudo investigou a atividade biológica do OE de Mentha spicata L. sobre Candida guilliermondii de origem anal e vaginal. Para tanto foram determinadas a Concentração Inibitória Mínima (CIM), Concentração Fungicida Mínima (CFM), cinética do crescimento das leveduras (Time-Kill), alterações micromorfológicas (técnica do microcultivo em câmara úmida) e investigação do mecanismo de ação antifúngico, utilizando o bioensaio do sorbitol. O OE de M. spicata foi obtido pelo processo de extração por destilação a vapor. Na análise fitoquímica desse óleo foi observada a presença de carvona com 84,32%, seguida pelo limoneno (13,70%) e traços de iso-dihidrocarvona (0,82%). Os resultados da análise da CIM variou entre 32 e 128 μg/mL. A CFM variou entre 64 e 1024 μg/mL. Na avaliação da ação de OE e da nistatina 100UI/mL, o antifúngico padrão apresentou o efeito fungicida a partir de 4 horas e para OE de M. spicata foi observado efeito fungistático na CIM, CIMX2 e CIMX4 frente às cepas avaliadas. O OE de M. spicata apresentou forte atividade antifúngica contra as cepas de C. guilliermondii, promovendo alterações micromorfológicas visíveis por microscopia óptica, nas concentrações testadas (CIM, CIMx2), resultado semelhante ao que se observou com a nistatina (100UI/mL). Na investigação do mecanismo de ação antifúngico foi constatado que houve alteração da CIM na presença de sorbitol, com elevação dos valores quatro vezes maior que a concentração inicial, o que indica que os componentes desse OE apresentam ação direta sobre a parede celular das leveduras. Conclui-se que o OE de Mentha spicata é um potencial agente terapêutico no tratamento de candidíase

Liofilização como ferramenta de preservação de sêmen humano

Liofilização é um método alternativo de preservação de espermatozóide, com vantagens sobre o criopreservado pelo baixo custo de armazenamento, facilidade no transporte pela não necessidade de containers e baixas taxas de contaminação. Esse estudo foi realizado no intuito e testar a eficácia de 5 açúcares na proteção do material cromossômico (DNA) de espermatozoides humanos liofilizados após reidratação. Para isso foram utilizados espermatozoides de indivíduos classificados como normozooespérmicos segundo OMS. Em eppendorfs foram colocados 1ml de sêmen que foram diluídos (1:1) em 1 ml de solução de Glicose, Lactose, Maltose, Manitol e Sorbitol, separadamente, nas concentrações 0.2M, 0.4M, 0.5M e 0.6M. Essas amostras foram analisadas em duas fases a primeira após congelamento observando a porcentagem de células com danos de membrana e outra análise após a liofilização, utilizando o Teste Cometa para detectar as taxas de fragmentação de DNA dos espermatozoides recuperadas após reidratação. O processo de liofilização de espermatozoides não foi capaz de recuperar a motilidade dos mesmos, mas foi capaz de manter 62.30 ± 13.76% de membrana plasmática intacta na presença de 0.6M manitol. As substâncias que melhor preservaram o DNA dessas células foram 0.2 lactose, 0.2M e 0.6M manitol e sorbitol, com apenas 4% de danos ao DNA. Esses resultados sugerem uma boa proteção ao DNA de espermatozoides humanos liofilizados, mas ainda requer testes adicionais para avaliar a fertilização e estudos que garantam a viabilidade da prole

Análise do vetor de impedância bioelétrico na avaliação da suplementação de zinco em crianças prepuberais e sadias

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Influência de diferentes meios de cultura sobre o crescimento de Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen (Amaranthaceae) para conservação in vitro

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

Comparison of Botryosphaeran production by the ascomyceteous fungus Botryosphaeria sp., grown on different carbohydrate carbon sources, and their partial structural features

The influence of glucose concentration and other carbohydrates (monosaccharides: fructose, galactose, mannose; polyols: mannitol and sorbitol; disaccharides: lactose, sucrose and commercial sucrose; and industrial sugarcane molasses) were compared as sole carbon sources for the production of Botryosphaeran, an exopolysaccharide (EPS) produced by Botryosphaeria sp. The optimum glucose concentration for EPS production was 50 g 1(-1). With the exception of mannitol, the fungus produced EPS on all carbon sources studied, with highest yields occurring with sucrose followed by glucose. All EPS showed exclusively glucose after acid hydrolysis and monosaccharide analysis. FTIR spectroscopy demonstrated the presence of beta-anomers indicating that all the EPS produced by Botryosphaeria sp. on the different carbon sources were essentially of the beta-D-glucan type.

Recombinant expression of glycerol-3-phosphate dehydrogenase using the Pichia pastoris system

In the present study, the GPD2 gene from Saccharomyces cerevisiae, which codifies for the enzyme glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPDH), was cloned from the pPICZ-alpha expression vector and used with the purpose of inducing the extracellular expression of the glycerol-3-phosphate dehydrogenase under the control of the methanol-regulated AOX promoter. The presence of the GPD2 insert was confirmed by PCR analysis. Pichia pastoris X-33 (Mut(+)) was transformed with linearized plasmids by electroporation and transformants were selected on YPDS plates containing 100 mu g/mL of zeocin. Several clones were selected and the functionality of this enzyme obtained in a culture medium was assayed. Among the mutants tested, one exhibited 3.1 x 10(-2) U/mg of maximal activity. Maximal enzyme activity was achieved at 6 days of growth. Medium composition and pre-induction osmotic stress influenced protein production. Pre-induction osmotic stress (culturing cells in medium with either 0.35 M sodium chloride or 1.0 M sorbitol for 4h prior to induction) led to an increase in cell growth with sorbitol and resulted in a significant increase in GPDH productivity with sodium chloride in 24h of induction approximately fivefold greater than under standard conditions (without pre-induction). (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Obtenção de sistemas microemulsionados e estudo de simulação por dinâmica molecular de sistemas micelares objetivando a veiculação de produtos naturais bioativos

Among the new drugs launched into the market since 1980, up to 30% of them belong to the class of natural products or they have semisynthetic origin. Between 40-70% of the new chemical entities (or lead compounds) possess poor water solubility, which may impair their commercial use. An alternative for administration of poorly water-soluble drugs is their vehiculation into drug delivery systems like micelles, microemulsions, nanoparticles, liposomes, and cyclodextrin systems. In this work, microemulsion-based drug delivery systems were obtained using pharmaceutically acceptable components: a mixture Tween 80 and Span 20 in ratio 3:1 as surfactant, isopropyl mirystate or oleic acid as oil, bidistilled water, and ethanol, in some formulations, as cosurfactants. Self-Microemulsifying Drug Delivery Systems (SMEDDS) were also obtained using propylene glycol or sorbitol as cosurfactant. All formulations were characterized for rheological behavior, droplet size and electrical conductivity. The bioactive natural product trans-dehydrocrotonin, as well some extracts and fractions from Croton cajucara Benth (Euphorbiaceae), Anacardium occidentale L. (Anacardiaceae) e Phyllanthus amarus Schum. & Thonn. (Euphorbiaceae) specimens, were satisfactorily solubilized into microemulsions formulations. Meanwhile, two other natural products from Croton cajucara, trans-crotonin and acetyl aleuritolic acid, showed poor solubility in these formulations. The evaluation of the antioxidant capacity, by DPPH method, of plant extracts loaded into microemulsions evidenced the antioxidant activity of Phyllanthus amarus and Anacardium occidentale extracts. For Phyllanthus amarus extract, the use of microemulsions duplicated its antioxidant efficiency. A hydroalcoholic extract from Croton cajucara incorporated into a SMEDDS formulation showed bacteriostatic activity against colonies of Bacillus cereus and Escherichia coli bacteria. Additionally, Molecular Dynamics simulations were performed using micellar systems, for drug delivery systems, containing sugar-based surfactants, N-dodecylamino-1-deoxylactitol and N-dodecyl-D-lactosylamine. The computational simulations indicated that micellization process for N-dodecylamino-1- deoxylactitol is more favorable than N-dodecyl-D-lactosylamine system.

Fructose in fetal cord blood and its relationship with maternal and 48-hour-newborn blood concentrations

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

Screening of culture condition for xylanase production by filamentous fungi

The objective of this research was to investigate xylanase production by filamentous fungi (Trichoderma viride) to determine the best cultivation conditions in the process, aiming toward optimization of enzyme production. The best temperature, as well as the best carbon source, for biomass production was determined through an automated turbidimetric method (Bioscreen-C). The enzyme activity of this fungus was separately evaluated in two solid substrates (wheat and soybean bran) and in Vogel medium, pure and by adding other carbon sources. Temperature effects, cultivation time, and spore concentrations were also tested. The best temperature and carbon source for enzyme and biomass production was 25 C and sorbitol, respectively. Maximum xylanase activity was achieved when the fungus was cultivated in wheat bran along with sorbitol (1%, w/v), using a spore concentration of 2 x 10(6) spores. mL(-1), pH 5.0, for 144 h cultivation. The study demonstrated not only the importance of the nature of the substrate in obtaining a system resistant to catabolic repression, but also the importance of the culture conditions for biosynthesis of this enzyme. T. viride showed a high potential for xylanase production under the conditions presented in these assays.

The effect of changes in the bulk dielectric constant on the DNA torsional properties

The effect of changes in the bulk dielectric constant on the DNA torsional properties was evaluated from plasmid circularization reactions. In these reactions, pUC18 previously linearized by EcoRI digestion was recircularized with T4 DNA ligase. The bulk dielectric constant of the reaction medium was decreased by the addition of different concentrations of neutral solutes: ethylene glycol, glycerol, sorbitol, and sucrose, or increased by the addition of glycine. The topoisomers generated by the ligase reaction were resolved by agarose-gel electrophoresis. The DNA twist energy parameter (K), which is an apparent torsional constant, was determined by linearization of the Gaussian topoisomers' distribution. It was observed that the twist energy parameter for the given solutes is almost linearly dependent on the bulk dielectric constant. In the reaction buffer, the twist energy parameter was determined to be 1100 +/- 100. By decreasing the dielectric constant to 74 with the addition of sorbitol, the value of the parameter reaches K = 900 +/- 100, whereas the addition of ethylene glycol leads to kappa = 400 +/- 50. Upon addition of glycine, which resulted in a dielectric constant equal to 91, the value of the twist energy parameter increased to K 1750 +/- 100. (c) 2007 Wiley Periodicals.