Informativo 183 – Genoma de vespas e CO2

1 – Sequenciamento e análise de genoma de vespas têm participação brasileira

2 – Cientistas criam técnica barata para tirar CO2 do ar

1 – Sequenciamento e análise de genoma de vespas têm participação brasileira

Consórcio internacional desvenda bases moleculares de vespas parasitoides, abrindo caminho para controle biológico de pragas
Leia o texto escrito ao “JC e-mail” por um dos autores do trabalho, Francis Nunes, pesquisador do Departamento de Biologia da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da USP-Riberão Preto:
O periódico internacional Science publicou, na edição desta sexta-feira, 15 de janeiro, os resultados obtidos com o sequenciamento do genoma de três vespas parasitoides do gênero Nasonia (Nasonia vitripennis, Nasonia giraulti e Nasonia longicornis). Essas vespas são microhimenópteros amplamente distribuídos pelo mundo. As fêmeas adultas botam ovos em pupários de dípteros, entre eles os califorídeos, conhecidos popularmente como moscas varejeiras.
Antes da oviposição, as fêmeas injetam seu veneno no hospedeiro, induzindo paralisia e impedindo o seu desenvolvimento. Assim, a prole de vespas tem a garantia de um local seguro e dieta abundante para que se desenvolvam até a fase adulta.
Estas vespas são, portanto, predadores carnívoros e os conhecimentos advindos desses dados genômicos abrem caminhos para a utilização desses parasitoides no controle biológico de pragas de importância agrícola e médica.
O consórcio internacional que decifrou o genoma das vespas envolveu 157 cientistas de 16 países. A participação brasileira contou com os pesquisadores Alexandre Cristino, atualmente na Universidade de Queensland, Austrália; Zilá Simões, Márcia Bitondi e Francis Nunes, do Departamento de Biologia da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da USP-Riberão Preto; Angel Barchuk, do Departamento de Ciências Biomédicas da Universidade Federal de Alfenas (Unifal), MG; e Deodoro Oliveira, atualmente na Universidade Autônoma de Barcelona (Espanha). O artigo pode ser lido em www.sciencemag.org
Foram três anos de pesquisa, entre o seqüenciamento, a montagem do genoma, o processo de anotação e as análises experimentais. Segundo os autores, análises mais robustas e refinadas foram dedicadas ao genoma de Nasonia vitripennis, que apresenta 332 milhões de pares de base (Mb), dos quais 295Mb já se encontram disponibilizadas publicamente com alta precisão e qualidade. Os demais 37Mb representam regiões de DNA altamente repetitivo, que em geral que são mais difíceis de serem sequenciadas e analisadas.
Foram estimados cerca de 17 mil genes, dos quais 74% foram confirmados experimentalmente e 6.935 genes possuem correspondentes em humanos. Curiosamente, 445 genes compartilhados entre Nasonia e humanos, não são encontrados na mosca Drosophila melanogaster.
Os três genes ligados a mecanismos de metilação do DNA em vertebrados estão presentes no genoma de Nasonia, e apenas um deles é encontrado na mosca e em Anopheles gambiae, o mosquito hospedeiro e transmissor da malária. Um importante achado foi a identificação de 79 genes codificadores de proteínas relacionados à produção de veneno das vespas.
Muitas destas pertencentes à família de proteínas já descritas em amostras de venenos de insetos, como as serina-proteases, que catalisam a hidrólise de ligações peptídicas. Contudo, mais da metade dessas 79 proteínas não estão funcionalmente caracterizadas, tornando-se um rico conjunto de dados como potencial para o desenvolvimento de novos medicamentos. Ainda, o genoma de Nasonia contém a maioria dos genes envolvidos no processamento de pequenos ácidos ribonucléicos (RNAs).
Isso explica o sucesso obtido em estudos prévios nessa vespa, usando a técnica de RNAi (interferência por RNA), em que se induziu o silenciamento da expressão de alguns genes. Também foram preditos ou validados 120 microRNAs, mostrando um grande repertório de reguladores pós-transcricionais nessa espécie. Além de contribuir com a anotação do genoma, o grupo brasileiro desenvolveu um estudo com os genes codificadores de proteínas de estocagem, conhecidas como hexamerinas.
Esse estudo contou com a participação da Valéria Magalhães Aguiar Coelho (Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro) e os resultados estão publicados no periódico Insect Molecular Biology: http://www3.interscience.wiley.com/journal/118497253/home
As hexamerinas se acumulam na hemolinfa das larvas e servem como importante fonte de aminoácidos para o desenvolvimento até o estágio adulto. O grupo brasileiro identificou sete genes que codificam hexamerinas e um pseudogene. Alguns desses genes estão dispostos em seqüência, tanto no genoma da vespa quanto de um outro himenóptero, a abelha Apis mellifera.
A disposição conservada desses genes (microcrosintenia) é um sinal evolutivo que indica o parentesco entre esses dois insetos. Os perfis de expressão de RNAs mensageiros de hexamerinas durante as fases larvais até os indivíduos adultos indicam que, além da essencial importância na metamofose, esses genes desempenham funções diferentes nas fêmeas e machos.
Uma das hexamerinas se expressa duas vezes mais no tórax de fêmeas (que são capazes de voar) do que de machos (que possuem asas vestigiais e não voam). Os autores concluem que os perfis de expressão das hexamerinas estão estreitamente relacionados ao estilo de vida desta vespa.

2 – Cientistas criam técnica barata para tirar CO2 do ar

Material especial converte gás de efeito estufa em substância com uso industrial
Um novo dispositivo apresentado nesta quinta-feira (14/1) por cientistas pode um dia se tornar uma máquina para salvar o planeta do aquecimento global: ele tira o CO2 do ar e o transforma em compostos de carbono que podem ser vendidos como matéria-prima à indústria. Os pesquisadores holandeses autores da invenção, porém, afirmam que ainda não é possível aplicá-la em grande escala.
O que os cientistas fizeram foi criar uma estrutura que ajuda o CO2 do ar a se transformar em uma substância chamada oxalato de lítio. O mecanismo usa um composto do tipo que os cientistas chamam de catalisador, que serve para estimular e acelerar reações químicas.
Conseguir que uma placa feita de um material complexo à base de cobre fizesse isso não foi fácil. Estruturas com cobre expostas ao ar geralmente reagem com o oxigênio (O2), não com o gás carbônico (CO2). Isso ocorre porque o oxigênio tem muito mais facilidade para participar de reações químicas. Ele é mais instável, se agrupa facilmente com outras moléculas. A estrutura criada pelos holandeses, entretanto, quebra a expectativa e reage com o CO2.
Nem os cientistas entenderam direito como conseguiram a façanha. “Por que isso aconteceu, nós não entendemos”, disse à Folha Elisabeth Bouwman, da Universidade Leiden, na Holanda, que publicou, com sua equipe, a descoberta na revista “Science”. Eles são especialistas em estruturas sintéticas úteis como catalisadoras em reações com carbono.
Eles ficaram especialmente animados por três motivos. Um deles é que a substância final em que o CO2 se transforma, o oxalato de lítio, é bastante estável. Isso significa que o carbono está bastante preso dentro dela -não vai voltar para a atmosfera tão cedo.
O segundo é que o oxalato de lítio pode servir como insumo na fabricação de produtos de limpeza doméstica ou de substâncias úteis para uso em componentes de refrigeradores.
O último é que o catalisador que criaram é “reciclável”. Ou seja, ele pode ser utilizado de novo após oxalato de lítio ser removido dele. Isso torna o mecanismo mais viável. O processo, porém, ainda está longe de sair dos laboratórios e ganhar escala.
Dificilmente se tornaria viável rápido o suficiente para conter o aquecimento global nas próximas décadas. Segundo Bouwman, seu estudo “é só o começo”.
Ainda assim, é um grande passo. Todos os mecanismos propostos até hoje para tirar CO2 da atmosfera e transformá-lo em outra substância gastavam uma quantidade proibitiva de energia. O mecanismo holandês, entretanto, é mais simples e, assim, tem um consumo elétrico pequeno.
Algumas substâncias usadas no processo, porém, ainda encareceriam um ganho em escala. Uma delas é o lítio. Por isso, diz Bouwman, o próximo passo é fazer pequenas modificações nas estruturas usadas. O trabalho vai adiante em um constante processo de tentativa e erro. “Fazemos as modificações e observamos o que acontece: se o complexo fica mais reativo, se a reação vai mais rápido.” (Ricardo Mioto). (Folha de SP, 15/1).