26º Informativo – Bioluminescência, Bahia e fragmentos

1 – Origem da bioluminescência

2 – Bahia sedia workshop sobre animais peçonhentos

3 – Estudo vê floresta atlântica maior e mais fragmentada

Pesquisadores brasileiros clonam e isolam enzimas do tipo luciferases – responsáveis pela bioluminsecência, ou emissão de luz por seres vivos – e dão passo importante para compreender como elas adquiriram essa propriedade no decorrer da evolução

Alex Sander Alcântara escreve para a “Agência Fapesp”:

Um grupo de pesquisadores brasileiros conseguiu dar um passo à frente para entender como determinadas enzimas podem adquirir bioluminescência, ou a emissão de luz visível por organismos vivos.
O estudo, coordenado por Vadim Viviani, professor do Departamento de Genética e Evolução da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), partiu da clonagem de enzimas do tipo luciferases – que catalisam a oxidação da luciferina, pigmento responsável pela bioluminescência de animais como o vaga-lume – a fim de identificar os aminoácidos e as partes da estrutura das enzimas responsáveis pela produção de luz.
Para entender como as luciferases se tornaram bioluminescentes no decorrer da evolução, os cientistas compararam as enzimas clonadas com uma proteína semelhante, mas fracamente bioluminescente: a AMP-ligase, uma enzima presente em todos os organismos, que desempenha variadas funções metabólicas.
Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Photochemical & Photobiological Sciences, em artigo que aborda o processo de clonagem e traz informações inéditas sobre a estrutura e funções dessas enzimas luminescentes.
De acordo com Viviani, esse é o primeiro passo para entender como as AMP-ligases podem adquirir a propriedade de produzir luz. Segundo ele, em um futuro próximo, esse tipo de informação pode ajudar a tornar as enzimas que já produzem mais eficientes e, eventualmente, tornar enzimas que não produzem luz em luminescentes.
“Os resultados são um importante passo para entender como um grupo de enzimas pode se tornar bioluminescente. Mas estamos olhando para a frente. Para tornar outras enzimas bioluminescentes, haverá necessidade de mais estudos”, disse Viviani à “Agência Fapesp”.
A pesquisa, que integra um projeto financiado pela Fapesp na modalidade Auxílio a Pesquisa, no âmbito do Programa Biota-Fapesp, foi desenvolvida na UFSCar e na Universidade de Harvard, nos Estados Unidos. De acordo com Viviani, no estudo inicial o grupo tentava descobrir como as luciferases se originaram durante sua evolução.
“Queríamos saber como as luciferases se originaram e que tipos de enzimas evoluíram. É sabido já há dez ou 15 anos que elas evoluíram a partir de AMP-ligases, que são um grupo muito diverso de enzimas que ocorrem em todos os organismos. Mas a questão que sempre ficou é a seguinte: como essas enzimas, que possuem diferentes funções metabólicas, adquiriram em determinado momento a capacidade de produzir luz fria como os vaga-lumes? Este tem sido um dos principais focos da nossa pesquisa ao longo de vários anos”, explicou o pesquisador.
Segundo Viviani, várias dessas enzimas já haviam sido clonadas nos últimos 15 anos, inclusive por seu próprio grupo. Entretanto, faltava saber como enzimas bioluminescentes – como as luciferases – adquiriram a função bioluminescente no decorrer da evolução.
Em 1996, o grupo de pesquisa descobriu que insetos não-luminescentes têm enzimas com a capacidade de produzir luz, como as luciferases. Mas trata-se de uma luz muito fraca, que só pode ser detectada com equipamentos especiais. “Por muitos anos não tivemos condição de isolar e clonar essas enzimas. Ficamos vários anos tentando”, contou.
Outros grupos no Japão, Estados Unidos e Inglaterra, principalmente, também tentaram a clonagem, segundo o pesquisador. “Se conseguirmos entender como uma enzima adquire uma determinada função, isso nos dará uma ideia geral de como as enzimas evoluem durante o tempo e adquirem novas funções biológicas. Mas neste nosso caso específico essa compreensão nos dá uma importante informação sobre como enzimas que não produzem luz podem começar a produzir”, enfatiza.
Em 2008, o grupo da UFScar conseguiu isolar e clonar enzimas do tipo luciferases com baixa capacidade de emissão de luz, utilizando câmaras de fotodetecção ultrassensíveis da Universidade de Harvard. Segundo Viviani, o processo de clonagem foi feito no Brasil, mas o isolamento foi realizado nos Estados Unidos.
Existe uma gama de aplicações biotecnológicas com luciferases e enzimas fluorescentes para se detectar processos biológicos e patológicos em organismos – inclusive no ser humano – para os estudos de câncer e infecções bacterianas, por exemplo.
“Ainda neste momento não é possível se fazer testes em seres humanos, por questões éticas. Mas em modelos animais é possível estudar patologias e processos biológicos importantes até descobrir novas formas de tratamento e terapias, como está sendo feito pela indústria farmacêutica, utilizando esses sistemas bioluminescentes com essa finalidade”, explica.
Viviani afirma que, quando se consegue melhorar essa propriedade de produzir luz ou até, eventualmente, colocar essa propriedade numa enzima que não tem essa capacidade, pode-se ampliar muito os horizontes de aplicação.
Segundo Viviani, o grupo está agora tentando levantar dados conclusivos sobre a função biológica dessa enzima. “Já temos evidências de que ela funcione em detoxificação de ácidos carboxílicos tóxicos, porque é encontrada em uma estrutura de excreção dos túbulos de Malpighi dos insetos, que são como os rins nos seres humanos, funcionam na excreção de várias substâncias tóxicas. O que na verdade foi mostrado é que essas enzimas que descobrimos, com capacidade de bioluminescência fraca, funcionam provavelmente na detoxificação desses compostos tóxicos”, aponta.
Segundo ele, outra linha de frente da pesquisa em desenvolvimento está tentando fazer a mutagênese em determinados aminoácidos para ver se é possível recuperar a atividade bioluminescente total da enzima. “Isso vai dar a informação-chave do que realmente a enzima precisa para ser bioluminescente. São as duas vias principais que estamos tomando com o estudo dessa enzima descoberta”, explica.
O professor ressalta a importância da parceria com a Universidade de Sorocaba (Uniso), cujo Departamento de Biotecnologia tem um convênio com a UFSCar para o projeto. “A Uniso nos cedeu o laboratório e tem participação nessa descoberta”, disse.
“Esse trabalho é fruto de vários anos de pesquisa básica e depois de alguns anos temos tanto conhecimento sobre o funcionamento dessas enzimas que já começamos a poder aplicá-las e melhorá-las. Isso não seria possível sem tantos anos de investimentos da Fapesp nesse nível de pesquisa básica”, destacou Viviani.
O artigo An ancestral luciferase in the Malpighi tubules of a non-bioluminescent beetle, de Vadim Viviani e outros, pode ser lido por assinantes da Photochemical & Photobiological Sciences em http://www.rsc.org/publishing/journals/PP.
(Agência Fapesp, 16/4)

Prazo para inscrição de resumos é 26 de maio

O Núcleo Regional de Ofiologia e Animais Peçonhentos da Universidade Federal da Bahia (Noap/UFBA) promove o I Workshop Animais Peçonhentos da Bahia: O Passado, os Estudos Atuais e as Perspectivas?, na Faculdade de Medicina da Bahia (UFBA), Salvador, Bahia, de 7 a 10 de julho.
A meta é discutir o estado do conhecimento sobre os animais peçonhentos que ocorrem na Bahia, com ênfase nas demandas e necessidades do Estado.
Na programação constam palestras, mesas-redondas, apresentação de trabalhos em forma de pôsteres, com convidados da Bahia, Pernambuco, Minas Gerais, São Paulo e Rio de Janeiro.
O prazo para inscrição de resumos é 26 de maio e pode ser feita pelo site http://www.noap.ufba.br/workshop
As inscrições online podem ser feitas pelo site http://www.fapex.com.br/mof.
Mais informações podem ser obtidas pelo e-mail workshop.noap@gmail.com ou pelo telefone (71) 3283-6564.

Remanescentes têm o dobro da área estimada, mas tamanho de ilhas limita preservação. Nova análise de dados de satélite foi liderada por grupo da USP e sugere que fragmentos do bioma ainda podem ser reconectados

Afra Balazina escreve para a “Folha de SP”:

Um estudo que dissecou a mata atlântica traz uma notícia relativamente boa e dados muitos dados alarmantes. A área que ainda resta dessa floresta é maior do que as previsões anteriores indicavam: em vez de 7% a 8%, ela ocupa hoje entre 11,4% e 16% da sua extensão original. Porém, os fragmentos de mata estão pequenos – mais de 80% têm menos de 50 hectares, tamanho incapaz de preservar a maioria das espécies florestais.
As informações estão em artigo publicado neste mês no periódico “Biological Conservation”. Os autores são ligados à USP, ao Inpe (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e à Fundação SOS Mata Atlântica.
Segundo Jean Paul Metzger, pesquisador do Instituto de Biociências da USP e um dos autores do trabalho, a diferença no dado de “quanto sobrou” de mata atlântica se deve ao fato de a pesquisa ter levado em conta remanescentes menores e florestas em estágios mais iniciais de regeneração.
O atlas dos remanescentes da mata atlântica, produzido pela SOS Mata Atlântica e pelo Inpe, não contabiliza, por exemplo, fragmentos com menos de 100 hectares. Mas, segundo Metzger, estes também têm valor ecológico e não podem ser desprezados. Eles têm papel fundamental, por exemplo, na redução do isolamento entre fragmentos grandes.

Entretanto, muitos animais acabam “ilhados” nesses espaços reduzidos de floresta. O estudo revelou que, em média, a distância entre as áreas com remanescentes de mata atlântica é de 1,4 km, o que torna difícil, senão impossível, que as espécies cruzem de um fragmento ao outro. Isso aumenta o risco de extinção local.
“Se o isolamento fosse menor, a possibilidade de uma ave, inseto ou mamífero de pequeno porte sair de um fragmento e migrar para outro seria muito maior. (…) E, quanto maior a taxa de troca de indivíduos entre fragmentos, maior é a possibilidade de aumentar a variabilidade genética”, afirma o pesquisador Milton Cezar Ribeiro, da USP, também autor do artigo.
São Paulo possui a maior extensão contínua dessa floresta: a serra do Mar. O local é o único remanescente do bioma ameaçado que possui mais de 1 milhão de hectares – de um total de 245.173 fragmentos de mata atlântica identificados.
Nova ameaça
Para Metzger, a palavra mais importante quando se fala em mata atlântica hoje é restauração. E, para que haja uma recuperação da mata e para que os fragmentos sejam conectados, será preciso envolver os proprietários particulares.
“Noventa e nove por cento da mata atlântica está em áreas privadas. Obrigatoriamente teremos de trabalhar em parceria com os proprietários”, afirma.
Uma lei aprovada em Santa Catarina e sancionada na semana passada pelo governador Luiz Henrique da Silveira (PMDB), porém, vai justamente na direção contrária: permite a redução das áreas protegidas ao longo dos rios no Estado. A lei teve apoio dos agricultores e a objeção de ambientalistas.
Maria Cecília Wey de Brito, secretária de Biodiversidade e Florestas do Ministério do Meio Ambiente, demonstra preocupação com a “tentativa constante e insistente dos nossos políticos e colegas de outros setores” de usar as áreas de mata atlântica para agropecuária.
“É impressionante você achar que o Brasil vai precisar acabar com o que tem de mata atlântica para se manter como produtor agrícola”, afirma ela.
Ela ainda não teve acesso aos resultados do novo estudo. Porém acredita que os dados serão úteis na formulação de políticas públicas. O ministério considera que o total de mata atlântica restante é de 27% (22,4% são remanescentes exclusivamente florestais e 4,6% estão em áreas de manguezal e restinga, principalmente).
Segundo a secretária, o uso de metodologias diferentes pode explicar a diferença do dado.
Para ela, o fato de o ministério apontar maior área de floresta não prejudica a mobilização para protegê-la. Principalmente quando se trata de ocupar áreas com agricultura. “Se falamos que existe 7% de mata atlântica, quer dizer que 93% pode ser usado. Mas, se existe cerca de 20%, pode-se usar uma área menor.”
Para acompanhar o desmatamento, o ministério iniciou na quinta-feira o monitoramento via satélite oficial da mata atlântica e de outros biomas. A secretária diz que até o final do ano os primeiros dados poderão ser divulgados.
(Folha de SP, 20/4)