Por Fábio Reynol
Agência FAPESP – O método de classificação de DNA barcoding, para identificar espécies por trechos de seus genomas apresentados em forma de código de barras, está auxiliando cientistas a descobrir e a mapear peixes e aves em todo o planeta.
Iniciado em 2005, o All Birds Barcoding Initiative (ABBI) pretende montar um arquivo de 10 mil espécies de aves com seus respectivos códigos de barras de DNA. De acordo com o argentino Pablo Tubaro, líder da iniciativa, o método tem apresentado bons resultados e apenas duas espécies não puderam ser identificadas por meio da técnica no continente americano.
“Essa relativa facilidade em identificar aves faz do ABBL um centro gerador de procedimentos para sequenciamentos de outras espécies animais e vegetais”, disse Tubaro, que em dezembro participou do Simpósio Internacional sobre DNA Barcoding do Programa Biota-FAPESP, na sede da Fundação.
O trabalho já permitiu descobertas que vão além da identificação de espécies. Ao fazer o levantamento de populações na América do Sul, os pesquisadores descobriram espécies que estão presentes tanto na região de Yungas, entre a Bolívia e a Argentina, como na vegetação atlântica brasileira, dois sistemas que não possuem ligação atualmente. “Desconfiamos que essas regiões eram ligadas por uma vegetação contínua no passado”, apontou Tubaro.
Graças ao DNA barcoding, os cientistas descobriram, por exemplo, que 99% das espécies de aves presentes no Uruguai estão na Argentina. Das espécies do Sul do Brasil, 94% também estão presentes na Argentina, mas aquele país compartilha apenas 52% de suas aves com a Bolívia. “Isso indica a enorme diversidade de pássaros da Bolívia”, afirmou.
O banco de dados da ABBI pretende ser uma fonte de referência para estudiosos e interessados em pássaros. Segundo Tubaro, a boa qualidade das identificações permite que os dados tenham aplicações que vão desde aplicações em investigações forenses até estudos de biologia evolucionista.
Barbatanas de tubarões
Aplicações inusitadas também ocorrem em outra iniciativa com DNA barcoding, o Fish Barcode of Live Initiative (Fish-BOL). Com auxílio da técnica, pesquisadores que participam do projeto analisaram, por exemplo, várias toxinas do peixe baiacu.
A técnica também permitiu mapear todas as espécies de tubarões que frequentam os mares da Austrália, que foram identificados por meio de características de suas barbatanas.
O canadense Robert Hanner, coordenador do Fish-BOL, conta que o necessita de sistemas robustos de identificação de espécies, o que significa critérios e metodologias padronizadas de coleta de informações e de produção de dados. A solução para essa demanda foi centralizar os trabalhos em uma instituição especialmente projetada para a tarefa.
O Canadian Centre for DNA Barcoding (CCDB), da Universidade de Guelph, em Ontário, foi concebido, segundo Hanner, para ser uma verdadeira “fábrica de barcoding”. “Com ele, conseguimos aumentar a quantidade e a qualidade do sequenciamento”, afirmou.
Os trabalhos do CCDB já garantiram o sequenciamento de 95% dos peixes de água doce do Canadá e 98% dos peixes ornamentais comercializados para aquários. Entre as contribuições desses estudos está a separação de populações que se imaginava serem formadas por uma só espécie. Também foram detectadas espécies idênticas que haviam recebido nomes diferentes quando foram registradas.
Segundo Hanner, o Brasil tem um enorme campo de trabalho em mapeamento de espécies de peixes. Ao mostrar um mapa do país, o pesquisador lembra que as principais espécies já catalogadas com DNA barcoding estão nas regiões Sul e Sudeste.
“Ainda há muito peixe para ser registrado nadando no resto do país”, disse. Ao todo, foram codificados 904 tipos de peixe na América Latina, muito pouco diante de um universo estimado em mais de 8 mil espécies.
sexta-feira, 8 de janeiro de 2010
terça-feira, 5 de janeiro de 2010
Microambiente manipulado
Por Fábio de Castro
Agência FAPESP – Não é novidade que o estado de baixo teor de oxigênio em tecidos orgânicos, conhecido como hipóxia, é um fator importante para o câncer, conferindo ao tumor um prognóstico ruim, com baixa resposta a quimioterapias. Mas, até o início da década, praticamente nada se sabia sobre a possibilidade de a hipóxia ocorrer em doenças parasitárias, ou qual o seu efeito no progresso das infecções.
Nos últimos seis anos, um grupo de pesquisas da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), com a leishmaniose como modelo de estudos, tem feito grandes avanços no sentido de desvendar como o microambiente – com mais ou menos oxigênio – altera as células de tecidos lesionados.
Os pesquisadores descobriram, entre outras coisas, que a oferta de oxigênio para as células pode diminuir as lesões cutâneas causadas pela parasitose que atinge até 30 mil pessoas por ano no Brasil. As pesquisas são coordenadas por Selma Giorgio, professora do Laboratório de Leishmaniose do Instituto de Biologia (IB) da Unicamp.
Segundo Selma, a origem das pesquisas está em um trabalho feito por ela em 1998 em colaboração com a professora Ohara Augusto, do Departamento de Bioquímica do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP).
"Na época, percebemos que as lesões de animais com leishmaniose eram muito necróticas e tinham infecção secundária com bactérias. Isso nos levou a acreditar que naquela lesão havia um microambiente hipóxico", disse Selma à Agência FAPESP.
Ela aponta que a suspeita se baseou no conhecimento há longo tempo consolidado pelos pesquisadores que estudam câncer. A presença de áreas hipóxicas seria uma característica de carcinomas. "Os tumores de mama, por exemplo, apresentam pressão de oxigênio de cerca de 25 miligramas de mercúrio, enquanto a média encontrada em tecidos normais é de 65 miligramas", disse.
O grupo coordenado por Selma começou, então, a utilizar a leishmaniose como modelo para estudar se as lesões eram de fato hipóxicas. Em 2005, Wagner Arrais-Silva, em seu doutorado, conseguiu confirmar a presença de hipóxia nas lesões. O estudo foi publicado na revista Experimental and Molecular Pathology.
Em maio de 2005, Selma passou a receber apoio da FAPESP na modalidade Auxílio a Pesquisa, em projeto sobre o tema. "Em paralelo, outros pesquisadores do grupo começaram a estudar o comportamento dos macrófagos, tipo de célula muito importante do sistema imune e hospedeira do parasita Leishmania em ambiente com pouco oxigênio", disse.
Outra pesquisadora do grupo, Adriana Degrossoli, obteve em seu doutorado dados importantes sobre a capacidade de os macrófagos modularem a infecção com o parasita, produzindo proteínas de estresse.
O trabalho foi publicado no Journal of Biomedical Science e posteriormente, em 2006, na Experimental Biology and Medicine. Em 2007, foi apresentado no Encontro Anual da Sociedade Norte-Americana de Biologia Celular, em Washington, nos Estados Unidos.
"Mais recentemente, o grupo mostrou que, in vitro, quando infectados com Leishmania, os macrófagos também produziram o fator de transcrição HIF, expresso em células tumorais e macrófagos associados a tumores. A produção de HIF, conforme constatamos, era importante para manter o macrófago vivo e a infecção", disse. Esse trabalho foi publicado na revista Immunology Letters.
Oxigenação hiperbárica
O grupo, de acordo com Selma, também trabalhou em colaboração com o University College of London, da Inglaterra, para mostrar que o HIF regula, com patógenos intracelulares, a expressão de uma proteína envolvida na resistência à infecção por Leishmania, Salmonella e micobactérias. O trabalho foi publicado na revista Blood, da Sociedade Norte-Americana de Hematologia.
"Em paralelo a esse projeto, nós também tivemos a intenção de modificar o microambiente lesional com uma situação oposta: a oxigenação hiperbárica. Se a hipóxia pode estar influenciando no desenvolvimento da infecção, imaginamos que talvez fosse possível mudar o seu curso ao inverter o microambiente, com uma maior oxigenação", indicou.
Em artigo publicado em 2004 na revista Parasitology International, os pesquisadores descreveram um efeito observado in vitro e uma pequena melhora nas lesões dos animais tratados com hiperbárica.
O grupo continuou otimizando os protocolos de tratamento e testando a possibilidade de utilização da oxigenação hiperbárica como tratamento adjuvante. O trabalho, publicado em 2006 na revista Acta Tropica, mostrou que a terapia de oxigenação de fato reduzia lesões leves causadas por leishmaniose em camundongos.
"Atualmente, colaboramos também com o grupo do professor Fabio Trindade Maranhão Costa, do IB da Unicamp, que estuda o efeito do tratamento hiperbárico em camundongos com malária, cuja infecção afeta as hemácias. O aumento nos níveis de oxigênio no sangue pode ter efeitos tóxicos no parasita", disse Selma.
Agência FAPESP – Não é novidade que o estado de baixo teor de oxigênio em tecidos orgânicos, conhecido como hipóxia, é um fator importante para o câncer, conferindo ao tumor um prognóstico ruim, com baixa resposta a quimioterapias. Mas, até o início da década, praticamente nada se sabia sobre a possibilidade de a hipóxia ocorrer em doenças parasitárias, ou qual o seu efeito no progresso das infecções.
Nos últimos seis anos, um grupo de pesquisas da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), com a leishmaniose como modelo de estudos, tem feito grandes avanços no sentido de desvendar como o microambiente – com mais ou menos oxigênio – altera as células de tecidos lesionados.
Os pesquisadores descobriram, entre outras coisas, que a oferta de oxigênio para as células pode diminuir as lesões cutâneas causadas pela parasitose que atinge até 30 mil pessoas por ano no Brasil. As pesquisas são coordenadas por Selma Giorgio, professora do Laboratório de Leishmaniose do Instituto de Biologia (IB) da Unicamp.
Segundo Selma, a origem das pesquisas está em um trabalho feito por ela em 1998 em colaboração com a professora Ohara Augusto, do Departamento de Bioquímica do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP).
"Na época, percebemos que as lesões de animais com leishmaniose eram muito necróticas e tinham infecção secundária com bactérias. Isso nos levou a acreditar que naquela lesão havia um microambiente hipóxico", disse Selma à Agência FAPESP.
Ela aponta que a suspeita se baseou no conhecimento há longo tempo consolidado pelos pesquisadores que estudam câncer. A presença de áreas hipóxicas seria uma característica de carcinomas. "Os tumores de mama, por exemplo, apresentam pressão de oxigênio de cerca de 25 miligramas de mercúrio, enquanto a média encontrada em tecidos normais é de 65 miligramas", disse.
O grupo coordenado por Selma começou, então, a utilizar a leishmaniose como modelo para estudar se as lesões eram de fato hipóxicas. Em 2005, Wagner Arrais-Silva, em seu doutorado, conseguiu confirmar a presença de hipóxia nas lesões. O estudo foi publicado na revista Experimental and Molecular Pathology.
Em maio de 2005, Selma passou a receber apoio da FAPESP na modalidade Auxílio a Pesquisa, em projeto sobre o tema. "Em paralelo, outros pesquisadores do grupo começaram a estudar o comportamento dos macrófagos, tipo de célula muito importante do sistema imune e hospedeira do parasita Leishmania em ambiente com pouco oxigênio", disse.
Outra pesquisadora do grupo, Adriana Degrossoli, obteve em seu doutorado dados importantes sobre a capacidade de os macrófagos modularem a infecção com o parasita, produzindo proteínas de estresse.
O trabalho foi publicado no Journal of Biomedical Science e posteriormente, em 2006, na Experimental Biology and Medicine. Em 2007, foi apresentado no Encontro Anual da Sociedade Norte-Americana de Biologia Celular, em Washington, nos Estados Unidos.
"Mais recentemente, o grupo mostrou que, in vitro, quando infectados com Leishmania, os macrófagos também produziram o fator de transcrição HIF, expresso em células tumorais e macrófagos associados a tumores. A produção de HIF, conforme constatamos, era importante para manter o macrófago vivo e a infecção", disse. Esse trabalho foi publicado na revista Immunology Letters.
Oxigenação hiperbárica
O grupo, de acordo com Selma, também trabalhou em colaboração com o University College of London, da Inglaterra, para mostrar que o HIF regula, com patógenos intracelulares, a expressão de uma proteína envolvida na resistência à infecção por Leishmania, Salmonella e micobactérias. O trabalho foi publicado na revista Blood, da Sociedade Norte-Americana de Hematologia.
"Em paralelo a esse projeto, nós também tivemos a intenção de modificar o microambiente lesional com uma situação oposta: a oxigenação hiperbárica. Se a hipóxia pode estar influenciando no desenvolvimento da infecção, imaginamos que talvez fosse possível mudar o seu curso ao inverter o microambiente, com uma maior oxigenação", indicou.
Em artigo publicado em 2004 na revista Parasitology International, os pesquisadores descreveram um efeito observado in vitro e uma pequena melhora nas lesões dos animais tratados com hiperbárica.
O grupo continuou otimizando os protocolos de tratamento e testando a possibilidade de utilização da oxigenação hiperbárica como tratamento adjuvante. O trabalho, publicado em 2006 na revista Acta Tropica, mostrou que a terapia de oxigenação de fato reduzia lesões leves causadas por leishmaniose em camundongos.
"Atualmente, colaboramos também com o grupo do professor Fabio Trindade Maranhão Costa, do IB da Unicamp, que estuda o efeito do tratamento hiperbárico em camundongos com malária, cuja infecção afeta as hemácias. O aumento nos níveis de oxigênio no sangue pode ter efeitos tóxicos no parasita", disse Selma.
segunda-feira, 4 de janeiro de 2010
Mutação decisiva
Agência FAPESP – Embora tenham grande proximidade genética com os humanos, outros primatas como os chimpanzés não desenvolveram a capacidade inata da linguagem e da fala. De acordo com um novo estudo, modificações em aminoácidos de uma proteína associada com o surgimento da linguagem podem explicar por que a fala é única para os seres humanos.
O estudo, realizado por pesquisadores da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) e da Universidade Emory, em Atlanta, ambas nos Estados Unidos, foi publicado na edição da revista Nature.
Os cientistas acreditam que o gene FOXP2 está ligado à fala e à linguagem, pois, quando ele sofre uma mutação, essas capacidades são afetadas. O estudo indica que pequenas mudanças na proteína do gene podem levar a um efeito cascata que potencialmente influencia o desenvolvimento da fala humana.
A estrutura de aminoácidos do FOXP2 foi evolutivamente conservada, mas a versão do chimpanzé não contém dois aminoácidos específicos que são encontrados na variante humana.
A pesquisa indicou que a diferença de aminoácidos entre as variantes do homem e do chimpanzé altera a função da proteína FOXP2, levando-a a ativar uma rede de genes diferente. Essa mudança na sequência de eventos pode ser suficiente para levar ao desenvolvimento de um sistema de linguagem única nos humanos, sendo responsável pela capacidade de falar.
De acordo com os autores, os resultados do estudo fornecem novos caminhos de investigação sobre a evolução do cérebro humano e podem apontar para possíveis alvos para o desenvolvimento de drogas para doenças humanas caracterizada por perturbações da fala, tais como o autismo e a esquizofrenia.
“Pesquisas preliminares sugeriram que a composição de aminoácidos do FOXP2 humano evoluiu rapidamente mais ou menos ao mesmo tempo em que a linguagem surgiu nos seres humanos modernos”, disse Daniel Geschwind, da Escola de Medicina David Geffen, da UCLA.
“Mostramos que as versões do gene FOXP2 do ser humano e do chimpanzé não apenas parecem diferentes, mas funcionam de maneira diferente também”, disse Geschwind, que atualmente é professor visitante do Instituto de Psiquiatria do King's College de Londres (Reino Unido). “Nossos resultados podem lançar luzes sobre uma questão importante: por que os cérebros humanos nascem com o circuito de fala e linguagem e o cérebro do chimpanzé não.”
O FOXP2 “liga” e “desliga” outros genes. A equipe do laboratório de Geschwind esquadrinhou o genoma para determinar quais genes são alvo do FOXP2 humano. A equipe usou uma combinação de células humanas, tecido humano e tecido cerebral de chimpanzés mortos por causas naturais.
As dissecções de cérebros de chimpanzés foram realizadas no laboratório de Todd Preuss, coautor do estudo e professor associado de neurociências no Centro Nacional de Pesquisas em Primatas da Universidade Emory. O foco do estudo foi a expressão genética – processo pelo qual uma sequência de DNA de um gene é convertida em proteínas celulares. Os cientistas se surpreenderam ao descobrir que as formas do FOXP2 em humanos e em chimpanzés produziam efeitos diferentes sobre os alvos de genes nas linhas celulares humanas.
“Descobrimos que um número significativo dos alvos que foram identificados são expressos de forma diferente em cérebros humanos e chimpanzés. Isso sugere que o FOXP2 leva esses genes a se comportar de maneira diferente nas duas espécies”, disse Geschwind.
A pesquisa demonstra que as mutações, importantes para a evolução do FOXP2 em humanos, alteram as funções do gene. O resultado é que um conjunto diferente genes-alvo é “ligado” ou “desligado” nos cérebros de humanos e de chimpanzés.
“As mudanças genéticas entre a espécie humana e os chimpanzés dão pistas sobre como nossos cérebros desenvolveram as suas capacidades de linguagem”, disse a primeira autora do estudo, Genevieve Konopka, pós-doutoranda em neurologia da Escola de Medicina David Geffen. “Ao identificar os genes influenciados pelo FOXP2, determinamos um novo conjunto de ferramentas para estudar como a fala humana pode ser regulada em nível molecular.”
O artigo Human-specific transcriptional regulation of CNS development genes by FOXP2, de Daniel Geschwind e outros, pode ser lido na Nature em www.nature.com.
O estudo, realizado por pesquisadores da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) e da Universidade Emory, em Atlanta, ambas nos Estados Unidos, foi publicado na edição da revista Nature.
Os cientistas acreditam que o gene FOXP2 está ligado à fala e à linguagem, pois, quando ele sofre uma mutação, essas capacidades são afetadas. O estudo indica que pequenas mudanças na proteína do gene podem levar a um efeito cascata que potencialmente influencia o desenvolvimento da fala humana.
A estrutura de aminoácidos do FOXP2 foi evolutivamente conservada, mas a versão do chimpanzé não contém dois aminoácidos específicos que são encontrados na variante humana.
A pesquisa indicou que a diferença de aminoácidos entre as variantes do homem e do chimpanzé altera a função da proteína FOXP2, levando-a a ativar uma rede de genes diferente. Essa mudança na sequência de eventos pode ser suficiente para levar ao desenvolvimento de um sistema de linguagem única nos humanos, sendo responsável pela capacidade de falar.
De acordo com os autores, os resultados do estudo fornecem novos caminhos de investigação sobre a evolução do cérebro humano e podem apontar para possíveis alvos para o desenvolvimento de drogas para doenças humanas caracterizada por perturbações da fala, tais como o autismo e a esquizofrenia.
“Pesquisas preliminares sugeriram que a composição de aminoácidos do FOXP2 humano evoluiu rapidamente mais ou menos ao mesmo tempo em que a linguagem surgiu nos seres humanos modernos”, disse Daniel Geschwind, da Escola de Medicina David Geffen, da UCLA.
“Mostramos que as versões do gene FOXP2 do ser humano e do chimpanzé não apenas parecem diferentes, mas funcionam de maneira diferente também”, disse Geschwind, que atualmente é professor visitante do Instituto de Psiquiatria do King's College de Londres (Reino Unido). “Nossos resultados podem lançar luzes sobre uma questão importante: por que os cérebros humanos nascem com o circuito de fala e linguagem e o cérebro do chimpanzé não.”
O FOXP2 “liga” e “desliga” outros genes. A equipe do laboratório de Geschwind esquadrinhou o genoma para determinar quais genes são alvo do FOXP2 humano. A equipe usou uma combinação de células humanas, tecido humano e tecido cerebral de chimpanzés mortos por causas naturais.
As dissecções de cérebros de chimpanzés foram realizadas no laboratório de Todd Preuss, coautor do estudo e professor associado de neurociências no Centro Nacional de Pesquisas em Primatas da Universidade Emory. O foco do estudo foi a expressão genética – processo pelo qual uma sequência de DNA de um gene é convertida em proteínas celulares. Os cientistas se surpreenderam ao descobrir que as formas do FOXP2 em humanos e em chimpanzés produziam efeitos diferentes sobre os alvos de genes nas linhas celulares humanas.
“Descobrimos que um número significativo dos alvos que foram identificados são expressos de forma diferente em cérebros humanos e chimpanzés. Isso sugere que o FOXP2 leva esses genes a se comportar de maneira diferente nas duas espécies”, disse Geschwind.
A pesquisa demonstra que as mutações, importantes para a evolução do FOXP2 em humanos, alteram as funções do gene. O resultado é que um conjunto diferente genes-alvo é “ligado” ou “desligado” nos cérebros de humanos e de chimpanzés.
“As mudanças genéticas entre a espécie humana e os chimpanzés dão pistas sobre como nossos cérebros desenvolveram as suas capacidades de linguagem”, disse a primeira autora do estudo, Genevieve Konopka, pós-doutoranda em neurologia da Escola de Medicina David Geffen. “Ao identificar os genes influenciados pelo FOXP2, determinamos um novo conjunto de ferramentas para estudar como a fala humana pode ser regulada em nível molecular.”
O artigo Human-specific transcriptional regulation of CNS development genes by FOXP2, de Daniel Geschwind e outros, pode ser lido na Nature em www.nature.com.
quarta-feira, 30 de dezembro de 2009
Ave, réptil ou mamífero?
Agência FAPESP – Não há nada igual. Quando exemplares do ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus) foram enviados da Austrália para a Inglaterra, em 1798, causaram tamanho espanto que os cientistas britânicos consideraram se tratar de uma farsa.
Não é para menos, pois o estranho animal desfila uma lista de características inusitadas. Para começar, é um mamífero que põe ovos. Em seguida, combina um couro espesso que permite a permanência em águas geladas com um bico semelhante ao de um pato – bico que tem um sistema sensorial usado para buscar alimentos na água. O macho conta ainda com esporão capaz de disparar poderoso veneno para afugentar predadores ou competidores.
Tudo isso tem aguçado, desde o século 18, o interesse da ciência pelo representante da ordem dos monotrematas. Agora, um grupo internacional acaba de dar a mais valiosa contribuição ao conhecimento do ornitorrinco, com o seqüenciamento de seu genoma.
Publicada na edição de 8 de maio da revista Nature, a análise revela que as características únicas do animal não se resumem ao seu exterior, mas são também destacadas geneticamente. A seqüência foi comparada com as do homem, camundongo, cão, gambá, frango e lagarto.
Os pesquisadores descobriram que o genoma do ornitorrinco tem aproximadamente o mesmo número de genes que codificam proteínas que o genoma dos demais mamíferos – cerca de 18,5 mil. Ele também compartilha mais de 80% de seus genes com outros mamíferos cujos genomas foram seqüenciados.
Bico de pato à parte, os cientistas verificaram no genoma do animal, além de detalhes de mamíferos, características comuns aos répteis. A principal foi a presença de genes associados à fertilização de ovos. Outra é a presença de poucos receptores olfativos, diferente dos demais mamíferos.
O grupo também descobriu que o veneno produzido pelo animal deriva de duplicações em determinados genes durante a evolução, que foram herdados de ancestrais répteis.
"À primeira vista, o ornitorrinco aparenta ser resultado de um acidente evolucionário. Mas, independentemente de sua aparência estranha, a seqüência de seu genoma é muito valiosa para compreender como os processos biológicos fundamentais dos mamíferos evoluíram. Comparações de seu genoma com os de outros mamíferos levarão a novas descobertas a respeito da história, estrutura e funcionamento do nosso próprio genoma", disse Francis Collins, diretor do Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano, nos Estados Unidos, que financiou parte do estudo.
"Com o seqüenciamento, poderemos identificar quais genes foram conservados, quais foram perdidos e quais se transformaram durante a evolução dos mamíferos", disse Richard Wilson, da Escola de Medicina da Universidade Washington, um dos autores da pesquisa.
O artigo Genome analysis of the platypus reveals unique signatures of evolution, de Wesley Warren e outros, pode ser lido em www.nature.com.
Não é para menos, pois o estranho animal desfila uma lista de características inusitadas. Para começar, é um mamífero que põe ovos. Em seguida, combina um couro espesso que permite a permanência em águas geladas com um bico semelhante ao de um pato – bico que tem um sistema sensorial usado para buscar alimentos na água. O macho conta ainda com esporão capaz de disparar poderoso veneno para afugentar predadores ou competidores.
Tudo isso tem aguçado, desde o século 18, o interesse da ciência pelo representante da ordem dos monotrematas. Agora, um grupo internacional acaba de dar a mais valiosa contribuição ao conhecimento do ornitorrinco, com o seqüenciamento de seu genoma.
Publicada na edição de 8 de maio da revista Nature, a análise revela que as características únicas do animal não se resumem ao seu exterior, mas são também destacadas geneticamente. A seqüência foi comparada com as do homem, camundongo, cão, gambá, frango e lagarto.
Os pesquisadores descobriram que o genoma do ornitorrinco tem aproximadamente o mesmo número de genes que codificam proteínas que o genoma dos demais mamíferos – cerca de 18,5 mil. Ele também compartilha mais de 80% de seus genes com outros mamíferos cujos genomas foram seqüenciados.
Bico de pato à parte, os cientistas verificaram no genoma do animal, além de detalhes de mamíferos, características comuns aos répteis. A principal foi a presença de genes associados à fertilização de ovos. Outra é a presença de poucos receptores olfativos, diferente dos demais mamíferos.
O grupo também descobriu que o veneno produzido pelo animal deriva de duplicações em determinados genes durante a evolução, que foram herdados de ancestrais répteis.
"À primeira vista, o ornitorrinco aparenta ser resultado de um acidente evolucionário. Mas, independentemente de sua aparência estranha, a seqüência de seu genoma é muito valiosa para compreender como os processos biológicos fundamentais dos mamíferos evoluíram. Comparações de seu genoma com os de outros mamíferos levarão a novas descobertas a respeito da história, estrutura e funcionamento do nosso próprio genoma", disse Francis Collins, diretor do Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano, nos Estados Unidos, que financiou parte do estudo.
"Com o seqüenciamento, poderemos identificar quais genes foram conservados, quais foram perdidos e quais se transformaram durante a evolução dos mamíferos", disse Richard Wilson, da Escola de Medicina da Universidade Washington, um dos autores da pesquisa.
O artigo Genome analysis of the platypus reveals unique signatures of evolution, de Wesley Warren e outros, pode ser lido em www.nature.com.
Bactérias espertas
Agência FAPESP – Bactérias antecipam mudanças no ambiente e rapidamente se adaptam de modo a conseguir vantagem competitiva. É o que aponta um estudo publicado na revista Science.
Por meio de simulação em computadores, Ilias Tagkopoulos, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, e colegas apresentam no artigo evidências de que bactérias podem aproveitar seqüências previsíveis de sinais ambientais, como variações de temperatura ou de oxigênio, para antecipar necessidades futuras e imediatamente se preparar para um novo cenário.
Os pesquisadores verificaram que as respostas da bactéria simulada em computador espelharam precisamente o comportamento real da Escherichia coli durante transições entre o ambiente externo e o trato gastrintestinal de mamíferos, sugerindo o comportamento antecipatório.
A E. coli também demonstrou capacidade de adaptação única em diversos novos ambientes, modificando-se para a sobrevivência em apenas centenas de gerações, no lugar de milhares, como se achava até agora.
"O estudo fornece evidências de comportamento antecipatório por meio da revelação de relações notáveis entre as respostas transcricionais da E. coli com perturbações na temperatura e em oxigênio", destacaram os autores. "Essas relações internas refletem um real paradigma de aprendizado associativo, uma vez que mostram rápidas alterações internas após exposição a novos ambientes."
Segundo a Science, as descobertas promovidas pela pesquisa destacam a necessidade de se reavaliar as interpretações de respostas a estímulos ambientais observadas em todos os organismos.
O artigo Anticipatory behavior within microbial genetic networks, de Ilias Tagkopoulos e outros em www.sciencemag.org.
Por meio de simulação em computadores, Ilias Tagkopoulos, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, e colegas apresentam no artigo evidências de que bactérias podem aproveitar seqüências previsíveis de sinais ambientais, como variações de temperatura ou de oxigênio, para antecipar necessidades futuras e imediatamente se preparar para um novo cenário.
Os pesquisadores verificaram que as respostas da bactéria simulada em computador espelharam precisamente o comportamento real da Escherichia coli durante transições entre o ambiente externo e o trato gastrintestinal de mamíferos, sugerindo o comportamento antecipatório.
A E. coli também demonstrou capacidade de adaptação única em diversos novos ambientes, modificando-se para a sobrevivência em apenas centenas de gerações, no lugar de milhares, como se achava até agora.
"O estudo fornece evidências de comportamento antecipatório por meio da revelação de relações notáveis entre as respostas transcricionais da E. coli com perturbações na temperatura e em oxigênio", destacaram os autores. "Essas relações internas refletem um real paradigma de aprendizado associativo, uma vez que mostram rápidas alterações internas após exposição a novos ambientes."
Segundo a Science, as descobertas promovidas pela pesquisa destacam a necessidade de se reavaliar as interpretações de respostas a estímulos ambientais observadas em todos os organismos.
O artigo Anticipatory behavior within microbial genetic networks, de Ilias Tagkopoulos e outros em www.sciencemag.org.
terça-feira, 29 de dezembro de 2009
Para a preservação da água
Agência FAPESP – A Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp) e a Federação do Comércio do Estado de São Paulo (Fecomércio) publicaram a cartilha O uso racional da água no comércio, que está disponível para livre consulta na internet.
A publicação traz informações para ajudar no combate ao desperdício da água. Segundo dados da Organização Mundial da Saúde (OMS), cada pessoa necessita de cerca de 110 litros de água por dia para atender suas necessidades de consumo e higiene, sendo que no Brasil esse consumo quase dobra: 200 litros por pessoa.
O livreto é dividido em categorias como “Dicas de economia”, “Soluções ambientais”, “Caixa d’água”, “Recebimento de esgotos não domésticos”, “Medição individualizada”, “Como calcular o seu consumo” e “Entenda a sua conta de água”.
Um dos pontos destacados pela obra é o fato de que combater o desperdício e dar o destino correto à água deixaram de ser questões econômicas, passando a também ser um diferencial competitivo para as empresas modernas.
Nesse propósito, a cartilha aponta que, para atender empresas que buscam utilizar melhor a água em seus processos, reduzir custos e preservar o meio ambiente, a Sabesp lançou o Programa Sabesp Soluções Ambientais e o Programa de Uso Racional da Água (Pura) para o incentivo ao consumo consciente por meio de ações tecnológicas e mudanças culturais.
A cartilha está disponível em: www.sabesp.com.br
A publicação traz informações para ajudar no combate ao desperdício da água. Segundo dados da Organização Mundial da Saúde (OMS), cada pessoa necessita de cerca de 110 litros de água por dia para atender suas necessidades de consumo e higiene, sendo que no Brasil esse consumo quase dobra: 200 litros por pessoa.
O livreto é dividido em categorias como “Dicas de economia”, “Soluções ambientais”, “Caixa d’água”, “Recebimento de esgotos não domésticos”, “Medição individualizada”, “Como calcular o seu consumo” e “Entenda a sua conta de água”.
Um dos pontos destacados pela obra é o fato de que combater o desperdício e dar o destino correto à água deixaram de ser questões econômicas, passando a também ser um diferencial competitivo para as empresas modernas.
Nesse propósito, a cartilha aponta que, para atender empresas que buscam utilizar melhor a água em seus processos, reduzir custos e preservar o meio ambiente, a Sabesp lançou o Programa Sabesp Soluções Ambientais e o Programa de Uso Racional da Água (Pura) para o incentivo ao consumo consciente por meio de ações tecnológicas e mudanças culturais.
A cartilha está disponível em: www.sabesp.com.br
segunda-feira, 28 de dezembro de 2009
Poeira do deserto faz chover na floresta
Por Fábio de Castro
Agência FAPESP – A poeira do deserto do Saara, na África, tem uma influência importante no regime de chuvas da Amazônia. A afirmação, que pode parecer inusitada à primeira vista, foi comprovada em um estudo realizado por um grupo internacional de pesquisadores – com participação brasileira –, publicado na revista Nature Geoscience.
De acordo com Paulo Artaxo, professor do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP) e um dos autores do trabalho, o objetivo foi realizar, pela primeira vez em uma região tropical do planeta, medidas de aerossóis conhecidos como núcleos de condensação de gelo – partículas que têm a propriedade de formar nuvens convectivas, influenciando a precipitação, a dinâmica das nuvens e a quantidade de entrada e saída de radiação solar.
“As nuvens convectivas na Amazônia, que ficam entre 12 e 15 quilômetros de altitude, têm suas gotas congeladas. Para que possam aparecer partículas de gelo nessas nuvens é preciso existir os núcleos de condensação de gelo. Pela primeira vez medimos as propriedades físico-químicas desses núcleos”, disse à Agência FAPESP.
Segundo Artaxo, ao fazer as medidas, o grupo descobriu que a vegetação da própria Amazônia e a poeira proveniente do Saara são as duas principais fontes dos núcleos de condensação de gelo.
“A importância disso é que a maior parte da chuva na Amazônia é proveniente das nuvens convectivas. E é a primeira vez que detectamos essas partículas. Identificamos como núcleos de gelo e medimos suas propriedades físicas, químicas e biológicas”, disse o também coordenador do Programa de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (LBA) e ex-coordenador da área de geociências da FAPESP.
Para realizar o estudo, o grupo utilizou modelos matemáticos que simulam o comportamento das nuvens de gelo em condições amazônicas. “A parte surpreendente é que a poeira do Saara é responsável por uma fração significativa dos núcleos de condensação de gelo da Amazônia, especialmente em altas altitudes e temperaturas mais baixas”, explicou.
Segundo Artaxo, o estudo sugere que a contribuição das partículas biológicas locais para a formação de núcleos de gelo aumenta em altas temperaturas atmosféricas – com altitude mais baixa –, enquanto a contribuição por partículas de poeira cresce nas baixas temperaturas das regiões mais altas.
“Descobrimos que a vegetação da própria floresta alimenta os núcleos em altitudes que vão até 8 ou 9 quilômetros. Enquanto isso, a poeira do Saara nessa época do ano – o estudo foi feito entre fevereiro e março – predomina em altitudes acima de 9 ou 10 quilômetros”, disse.
As análises apontaram que os núcleos são compostos principalmente de materiais carbônicos e poeira. “Mostramos que as partículas biológicas dominam a fração carbônica, enquanto a importação da poeira do Saara explica o aparecimento intermitente de núcleos contendo poeira”, contou.
A poeira do deserto africano, segundo Artaxo, é um fenômeno atmosférico sazonal cujo pico se dá entre março e o fim de abril. “É um fenômeno de transporte atmosférico de longa distância que já conhecíamos. Mas nunca tínhamos medido as propriedades de nucleação dessas partículas.”
Continuidade em Temático
Na primeira fase do estudo a equipe utilizou um equipamento supercongelador para esfriar as partículas a 50 graus negativos e lançá-las na Floresta Amazônica, a fim de fabricar cristais de gelo.
“A partir daí, analisamos as propriedades físicas, químicas e biológicas desses cristais, utilizando técnicas analíticas nucleares – especificamente o método Pixe, disponível no Instituto de Física da USP. Pudemos analisar a concentração de alumínio, silício, titânio e ferro nas partículas”, disse.
A partir da análise, os pesquisadores descobriram que a assinatura elementar das partículas correspondia à assinatura da poeira do deserto do Saara. O segundo passo foi descobrir como essas partículas saem da África e chegam à Amazônia.
“Para isso rodamos modelos de circulação global da atmosfera e mostramos que, efetivamente, quando estavam presentes as concentrações de alumínio, silício, titânio e ferro que correspondiam à poeira do Saara, o modelo confirmava essa circulação”, afirmou.
Com a pesquisa, o grupo concluiu que a concentração e a abundância de núcleos de condensação de gelo na Amazônia podem ser explicadas, em sua quase totalidade, por emissões locais de partículas biológicas complementadas pela importação da poeira saariana.
Segundo Artaxo, os estudos terão continuidade dentro de um Projeto Temático apoiado pela FAPESP no âmbito do Programa FAPESP sobre Pesquisa Mudanças Climáticas Globais (PFPMCG). “Faremos novos estudos dentro desse Temático que acaba de ser aprovado. Tentaremos simular e medir como se dá a variabilidade sazonal dos núcleos de condensação de gelo sobre a Amazônia”, destacou.
Além de Artaxo, participaram do estudo Markus Petters, Sonia Kreidenweis e Colette Heald, do Departamento de Ciências Atmosféricas da Universidade Estadual do Colorado (Estados Unidos), Scot Martin, da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Harvard (Estados Unidos), e Rebecca Garland, Adam Wollny e Ulrich Pöschl, do Departamento de Biogeoquímica do Instituto de Química Max Planck (Alemanha).
O artigo Relative roles of biogenic emissions and Saharan dust as ice nuclei in the amazon Basin, de Ulrich Pöschl e outros, estão publicado na Nature Geosciences, e podem ser lidos em www.nature.com/ngeo
Agência FAPESP – A poeira do deserto do Saara, na África, tem uma influência importante no regime de chuvas da Amazônia. A afirmação, que pode parecer inusitada à primeira vista, foi comprovada em um estudo realizado por um grupo internacional de pesquisadores – com participação brasileira –, publicado na revista Nature Geoscience.
De acordo com Paulo Artaxo, professor do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP) e um dos autores do trabalho, o objetivo foi realizar, pela primeira vez em uma região tropical do planeta, medidas de aerossóis conhecidos como núcleos de condensação de gelo – partículas que têm a propriedade de formar nuvens convectivas, influenciando a precipitação, a dinâmica das nuvens e a quantidade de entrada e saída de radiação solar.
“As nuvens convectivas na Amazônia, que ficam entre 12 e 15 quilômetros de altitude, têm suas gotas congeladas. Para que possam aparecer partículas de gelo nessas nuvens é preciso existir os núcleos de condensação de gelo. Pela primeira vez medimos as propriedades físico-químicas desses núcleos”, disse à Agência FAPESP.
Segundo Artaxo, ao fazer as medidas, o grupo descobriu que a vegetação da própria Amazônia e a poeira proveniente do Saara são as duas principais fontes dos núcleos de condensação de gelo.
“A importância disso é que a maior parte da chuva na Amazônia é proveniente das nuvens convectivas. E é a primeira vez que detectamos essas partículas. Identificamos como núcleos de gelo e medimos suas propriedades físicas, químicas e biológicas”, disse o também coordenador do Programa de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (LBA) e ex-coordenador da área de geociências da FAPESP.
Para realizar o estudo, o grupo utilizou modelos matemáticos que simulam o comportamento das nuvens de gelo em condições amazônicas. “A parte surpreendente é que a poeira do Saara é responsável por uma fração significativa dos núcleos de condensação de gelo da Amazônia, especialmente em altas altitudes e temperaturas mais baixas”, explicou.
Segundo Artaxo, o estudo sugere que a contribuição das partículas biológicas locais para a formação de núcleos de gelo aumenta em altas temperaturas atmosféricas – com altitude mais baixa –, enquanto a contribuição por partículas de poeira cresce nas baixas temperaturas das regiões mais altas.
“Descobrimos que a vegetação da própria floresta alimenta os núcleos em altitudes que vão até 8 ou 9 quilômetros. Enquanto isso, a poeira do Saara nessa época do ano – o estudo foi feito entre fevereiro e março – predomina em altitudes acima de 9 ou 10 quilômetros”, disse.
As análises apontaram que os núcleos são compostos principalmente de materiais carbônicos e poeira. “Mostramos que as partículas biológicas dominam a fração carbônica, enquanto a importação da poeira do Saara explica o aparecimento intermitente de núcleos contendo poeira”, contou.
A poeira do deserto africano, segundo Artaxo, é um fenômeno atmosférico sazonal cujo pico se dá entre março e o fim de abril. “É um fenômeno de transporte atmosférico de longa distância que já conhecíamos. Mas nunca tínhamos medido as propriedades de nucleação dessas partículas.”
Continuidade em Temático
Na primeira fase do estudo a equipe utilizou um equipamento supercongelador para esfriar as partículas a 50 graus negativos e lançá-las na Floresta Amazônica, a fim de fabricar cristais de gelo.
“A partir daí, analisamos as propriedades físicas, químicas e biológicas desses cristais, utilizando técnicas analíticas nucleares – especificamente o método Pixe, disponível no Instituto de Física da USP. Pudemos analisar a concentração de alumínio, silício, titânio e ferro nas partículas”, disse.
A partir da análise, os pesquisadores descobriram que a assinatura elementar das partículas correspondia à assinatura da poeira do deserto do Saara. O segundo passo foi descobrir como essas partículas saem da África e chegam à Amazônia.
“Para isso rodamos modelos de circulação global da atmosfera e mostramos que, efetivamente, quando estavam presentes as concentrações de alumínio, silício, titânio e ferro que correspondiam à poeira do Saara, o modelo confirmava essa circulação”, afirmou.
Com a pesquisa, o grupo concluiu que a concentração e a abundância de núcleos de condensação de gelo na Amazônia podem ser explicadas, em sua quase totalidade, por emissões locais de partículas biológicas complementadas pela importação da poeira saariana.
Segundo Artaxo, os estudos terão continuidade dentro de um Projeto Temático apoiado pela FAPESP no âmbito do Programa FAPESP sobre Pesquisa Mudanças Climáticas Globais (PFPMCG). “Faremos novos estudos dentro desse Temático que acaba de ser aprovado. Tentaremos simular e medir como se dá a variabilidade sazonal dos núcleos de condensação de gelo sobre a Amazônia”, destacou.
Além de Artaxo, participaram do estudo Markus Petters, Sonia Kreidenweis e Colette Heald, do Departamento de Ciências Atmosféricas da Universidade Estadual do Colorado (Estados Unidos), Scot Martin, da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Harvard (Estados Unidos), e Rebecca Garland, Adam Wollny e Ulrich Pöschl, do Departamento de Biogeoquímica do Instituto de Química Max Planck (Alemanha).
O artigo Relative roles of biogenic emissions and Saharan dust as ice nuclei in the amazon Basin, de Ulrich Pöschl e outros, estão publicado na Nature Geosciences, e podem ser lidos em www.nature.com/ngeo
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