Biotecnologia em Foco

2014-07-06T23:49:00.002-03:00

A biotecnologia é uma área interdisciplinar fortemente ligada à pesquisa científica e tecnológica que tem como principal objetivo desenvolver processos e produtos utilizando agentes biológicos.

De acordo com a ONU, “Biotecnologia significa, qualquer aplicação tecnológica que utilize sistemas biológicos, organismos vivos, ou seus derivados, para fabricar ou modificar produtos ou processos para utilização específica.” (ONU, Convenção de Biodiversidade 1992, Art. 2).

A Biotecnologia moderna engloba áreas de aplicações biológicas em saúde e biomedicina, na agricultura e na produção de insumos industriais, com uma forte orientação multidisciplinar e experimental. Dentre as disciplinas que constituem as bases da Biotecnologia destacam-se aquelas das áreas biológicas (principalmente microbiologia e biologia molecular), das áreas químicas (química orgânica, química analítica e bioquímica) e das áreas de engenharia (principalmente engenharia bioquímica ou de bioprocessos).

A interdisciplinaridade da Biotecnologia moderna pode ser exemplificada por algumas de suas aplicações industriais. Na indústria farmacêutica: desenvolvimento de novas drogas, farmacoterapias, produção e melhoramento de antibióticos, produção de proteínas recombinantes para fins terapêuticos, vacinas, estabelecimento de terapias gênicas e outras estratégias para o tratamento de doenças animais e vegetais. Nos laboratórios de análises: desenvolvimento de testes diagnósticos clínicos, alimentícios, agrícolas e ambientais. Na agricultura: desenvolvimento de novas variedades de cultivos/organismos transgênicos. Na indústria alimentícia: diversas aplicações na produção e no controle de qualidade de produtos alimentícios e bebidas. No meio ambiente: tratamento de esgoto e efluentes industriais, bioremediação, biocombustíveis. Na Indústria química: produção de insumos químicos, enzimas e outras proteínas recombinantes. Na instrumentação: desenvolvimento de bioreatores, softwares e consumíveis da área biotecnológica. Na medicina: desenvolvimento de biomateriais reparativos e bioindutores, produção de órgãos e tecidos biológicos ex-vivo.

Estimativas mais conservadoras apontam a Biotecnologia como responsável por aproximadamente 1% do PIB dos países da OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development), com um potencial atual de contribuir para 5,6% do PIB destes países. Estima-se que, em 2030, a área de Biotecnologia contribua para 80% dos novos medicamentos, 35% da produção química, 50% da produção do setor primário, num total de 2,7% do PIB dos países ligados à OECD, ou seja, em torno de 1 trilhão de USD.

No Brasil, a Biotecnologia é uma das principais linhas de ação de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação em áreas consideradas estratégicas pelo Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI).

Fonte:Unifesp

2012-09-23T16:14:00.000-03:00

Pneus feitos com borracha natural de plantas alternativas

Biopneus

Engenheiros europeus apresentaram os primeiros protótipos de pneus feitos inteiramente com borracha natural a partir de plantas consideradas alternativas.

Os biopneus foram fabricados com o látex das plantas guaiúle (Parthenium argentatum) e dente-de-leão da Rússia (Taraxacum kok-saghyz), um parente do dente-de-leão encontrado no Brasil (Taraxacum officinale).

A inovação é fruto de um esforço conjunto entre cientistas de várias instituições de oito países, reunidos pela União Europeia em torno do projeto EU-PEARLS.

Os protótipos estão sendo produzidos pela fabricante de pneus alemã Apollo Vredestein.

Mercado de borracha

Um dos objetivos do projeto é reduzir a dependência da Europa em relação ao látex importado da Ásia.

Além dos pneus, o material é indispensável para um sem-número de setores, e essencial para a fabricação de ítens como luvas cirúrgicas e camisinhas.

Todo o látex usado na Europa vem da seringueira (Hevea brasiliensis), cujos maiores produtores mundiais são Malásia, Indonésia e Tailândia.

Assim, o principal resultado do projeto foi identificar espécies produtoras de látex que se adequassem ao cultivo no clima europeu: o guaiúle deu-se bem na região do Mediterrâneo, enquanto o dente-de-leão da Rússia é mais adequado para as regiões mais frias.

O guaiúle já está sendo cultivado comercialmente na Espanha, mas o látex do dente-de-leão da Rússia mostrou-se de mais fácil extração.

2012-09-22T16:57:00.000-03:00

Autofagia para a sobrevivência

Somos todos autofágicos – e isso é bom. A todo momento nossas células se digerem e se renovam, desfazendo e reaproveitando proteínas, por meio de um mecanismo biológico chamado autofagia. Vista antes apenas como um processo de morte celular, essa forma de autodestruição seletiva de componentes celulares mostra-se agora como um artifício de sobrevivência dos organismos – só quando não há mais conserto possível é que as células se apagam. Como aparentemente pode ser acelerada ou retardada, a autofagia tornou-se uma estratégia nova para combater doenças e prolongar a vida das células, cujo interior deve guardar tanto movimento quanto os quadros do artista plástico Jackson Pollock.

De imediato, a autofagia está abrindo perspectivas de aplicações novas para velhos medicamentos. Por exemplo, o lítio, usado para tratar pessoas com transtorno bipolar de humor, marcado por saltos repentinos da euforia à depressão profunda, pode ser útil para deter o mal de Alzheimer, uma forma de degeneração dos neurônios que tende a se agravar com o envelhecimento. A cloroquina, além de aplacar a malária, pode ajudar a combater tumores. A rapamicina, antibiótico usado para evitar a rejeição de órgãos transplantados, prolongou a longevidade de um grupo de camundongos, em comparação com outro grupo, que seguiu o curso normal do envelhecimento.

“Estabelecer a segurança de usos e acertar as dosagens de novas aplicações de medicamentos já aprovados é bem mais fácil do que começar tudo do zero”, argumenta Soraya Soubhi Smaili, professora da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), à frente de um dos poucos grupos de pesquisa nessa área no país. Cláudia Bincoletto, também professora da Unifesp e pesquisadora da equipe de Soraya, mostrando por que essa estratégia de busca de novos remédios poderia ser conveniente para países de recursos financeiros limitados como o Brasil, acrescenta: “Drogas novas são muito mais caras que as mais antigas”.

Também há espaço para a pesquisa de remédios novos. Na Unifesp, Cláudia estuda os efeitos promissores de compostos derivados do elemento químico paládio sobre a autofagia como forma de combater tumores. Ela tem verificado que a possibilidade de regular a autofagia por meio de compostos químicos pode ser um caminho para aumentar a eficiência de compostos antitumorais, diminuindo a dosagem e os efeitos indesejados sobre outras células.

Em um estudo recém-concluído na Universidade de São Paulo (USP), Renato Massaro, orientado por Silvya Maria-Engler, testou um composto extraído de raízes e folhas de um arbusto da Mata Atlântica, a pariparoba, contra uma linhagem de células humanas de tumor de cérebro que cresciam em um meio de cultura apropriado, mantido em laboratório. Os resultados que ele colheu indicaram que esse composto, o 4-nerolidilcatecol ou 4-NC, pode estimular a autofagia nesse tipo de tumor, chamado glioma, e acionar os caminhos bioquímicos que levam não só à reciclagem, mas também à morte celular. Os gliomas se originam das chamadas células glias, muito mais numerosas no cérebro que os neurônios.

Massaro observou que o 4-NC também reduzia a capacidade de as células tumorais invadirem o espaço das células sadias. Era um bom sinal. O problema é que outros grupos de pesquisa já haviam indicado que as células tumorais podem adquirir resistência aos estímulos que induzem à morte celular. Uma das características típicas da célula tumoral é justamente a capacidade de escapar da morte celular geneticamente programada.

Como a apoptose e a autofagia se relacionam, uma estimulando ou freando a outra, Massaro adotou a estratégia inversa: acrescentou um composto que bloqueia a autofagia, o 3-metil-adenina ou 3-MA, à cultura de células tumorais humanas. O 3-MA ampliou o efeito do 4-NC e a morte dos tumores aumentou 30%, provavelmente estimulando outro mecanismo de morte celular, em comparação com o grupo de células que receberam apenas o 4-NC. Na Unifesp, com outros compostos, Cláudia Bincoletto chegou a resultados semelhantes, que indicam que a autofagia não induz à morte, mas à sobrevivência das células – portanto, quando inibida, compostos antitumorais tornam-se mais efetivos. “Essa tem sido uma estratégia defendida por muitos grupos em busca de novos tratamentos contra tumores”, comenta Soraya.

“Agora nosso desafio é encontrar a dosagem que elimine apenas as células tumorais, sem lesar as normais”, diz Silvya. Segundo ela, alterar os níveis normais de autofagia em células saudáveis poderia gerar desequilíbrios nos processos genéticos ou respostas inflamatórias indesejadas. A equipe da USP havia indicado em 2008 que o 4-NC pode estimular a apoptose de células de tumor de pele ou melanoma mantidas em cultura de células.

Na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), a equipe de Guido Lenz tem estudado os efeitos do resveratrol, composto natural encontrado na casca de uva, frutas ver-melhas e amendoim, sobre a vida e a morte das células. Sob sua orientação, Eduardo Chiela comparou os efeitos de resveratrol e da temozolomida, um dos principais medicamentos usados contra gliomas que, já se sabia, pode induzir à morte por autofagia. O estudo, em fase final de redação, indicou que o ingrediente da casca de uva (principalmente as escuras) estimula os dois mecanismos de morte celular, a autofagia e a apoptose, em culturas de células humanas tumorais.

Em um estudo anterior, Lauren Zamin, Guido Lenz e outros pesquisadores da UFRGS avaliaram os efeitos do resveratrol e da quercetina, outro componente da uva e de outras frutas: a casca de uva contém cerca de 50 a 100 microgramas por grama de resveratrol e 40 de quercetina; o vinho tinto, cerca de 7 a 13 de resveratrol e 7,4 de quercetina. Uma combinação das duas substâncias fez células de glioma de ratos entrarem em senescência, processo de envelhecimento irreversível que pode culminar em autofagia e do qual as células normais se valem como forma de evitar que se tornem cancerosas. Sob o efeito dessas duas substâncias, as células tumorais se agigantaram e depois se romperam.

Os testes prosseguem em animais e reforçam o papel duplo do resveratrol, que, de modo inverso, apresenta um efeito antienvelhecimento em células saudáveis. “O resveratrol parece perceber quando uma célula é saudável ou tumoral”, observa Lenz. “Não será fácil, mas temos muito interesse em prosseguir a pesquisa, à medida que os resultados em ações sejam positivos, rumo a aplicações em seres humanos.” Outros estudos já haviam descrito o resveratrol como um composto capaz de deter outros tipos de tumores, estimular a autofagia e deter o envelhecimento.

“A autofagia representa um enfoque promissor para tratar melanomas (cânceres de pele)”, comentou Damià Tormo, pesquisador do Centro Espanhol de Pesquisa sobre Câncer, em Madri, em uma apresentação em janeiro na USP. Ele coordenou a construção de uma estrutura sintética de RNA (ácido ribonucleico) que aciona proteínas específicas e promove autofagia, como descrito em um artigo de 2009 na revista Cancer Cell. Tormo trabalha também em sua empresa nascente, a BiOnco Tech, para levar adiante o desenvolvimento dessa molécula, que se mostrou eficaz para deter o crescimento de tumores de pele, que com frequência se tornam resistentes a medicamentos, nos primeiros experimentos realizados em cultura de células e em camundongos geneticamente modificados.

Mesmo com novas substâncias com efeitos promissores e aparentemente de baixa toxicidade, não será fácil prosseguir. Em primeiro lugar, por causa das dificuldades para desenvolver novos medicamentos no Brasil. Em segundo lugar, por conta do próprio papel – igualmente duplo – da autofagia, que ajuda a sobreviver ou a eliminar tan–to as células normais quanto as tumorais. Em vários estudos, observa Guido Kroe-mer, pesquisador do Ins-tituto Gustaf Rouassy de Paris, mostrou-se que a autofagia pode ter funções diferentes, de acordo com o tipo de célu-la. Em neurônios, células do coração e ou–tros tipos de células que se reproduzem normalmente, esse mecanismo poderia ajudar na limpeza, eliminando resíduos, além de preparar a célula para a morte por apoptose. Em células que se multiplicam de modo descontrolado – ou seja, com potencial para formar tumores –, a autofagia poderia favorecer a sobrevivência e, portanto, a eventual resistência a compostos ou estímulos externos usados contra elas.

Reconhecida nos anos 1970 por Daniel Klionsky, pesquisador da Universidade de Michigan, Estados Unidos, a autofagia passou quase três décadas vista apenas como uma forma, inicialmente sem muita importância, de a célula se livrar de si mesma. Por essa razão, foi chamada de morte celular programada tipo 2 para diferenciar da apoptose, ou morte tipo 1, muito mais estudada. “Pode-se dizer que a autofagia antecede a morte celular ou que é cruzada à morte celular, mas hoje não é mais correto afirmarmos que a autofagia seja um tipo de morte celular”, comenta Soraya.

Os genes que controlam a autofagia começaram a ser identificados em 1997, inicialmente em leveduras, organismos unicelulares, empregados na fabricação de pão, vinho, cerveja e álcool combustível. A partir dos genes, os especialistas conheceram quais são e como interagem as proteínas que levam adiante esse mecanismo flexível de reciclagem de componentes celulares. Além de desmontar o que não está funcionando direito, a autofagia tem outras funções ao longo do desenvolvimento das células, nem sempre levando à morte. É necessária, por exemplo, para as leveduras se reproduzirem e para as larvas de insetos se transformarem em pupas.

“Hoje vemos que a autofagia está mais para sobrevivência e resistência do que morte celular”, observa Soraya. “Diante de um estímulo agressor ou de um defeito celular, a célula pode entrar em autofagia como uma tentativa de reparo e só quando não há mais conserto é que entra em processo de morte celular.” Vários estudos sugerem que os genes e as proteínas que estimulam a autofagia podem bloquear a apoptose, ou o contrário, a partir de estímulos muito bem definidos, estabelecendo assim uma conversa cruzada entre esses dois fenômenos.

Quando recebem estímulos internos ou externos, as duas dezenas de genes já identificados que controlam a autofagia acionam a produção de proteínas, que aos poucos se encaixam formando membranas que cercam os componentes celulares a serem desmontados antes de causarem problemas. Em seguida, movida por outras proteínas específicas, a membrana se funde com os lisossomos, compartimentos da célula ricos em enzimas que rotineiramente fragmentam proteínas.

Os lisossomos digerem proteínas defeituosas celulares mais lentamente que outro mecanismo de limpeza celular chamado proteossomo. Embora mais lentos, os lisossomos podem eliminar estruturas celulares maiores, quando danificadas ou deficientes, principalmente as mitocôndrias, compartimentos celulares que convertem a energia obtida dos alimentos em moléculas de ATP, fundamentais para a manutenção das células. Na Unifesp, sob orientação de Soraya, Juliana Terashima irrigou células com um composto conhecido pela sigla FCCF, extremamente tóxico para as mitocôndrias. Em resposta, as células entraram em autofagia, que, uma vez acionada, ajudou a remover as mitocôndrias que haviam sido danificadas pelo composto.

Ao participar da linha de desmontagem celular, os lisossomos permitem às células construir novas moléculas mesmo quando não são abastecidas por matéria-prima habitual, vinda dos alimentos. A fusão das membranas com os lisossomos leva à formação de grandes bolsas, chamadas vacúolos autossômicos, que levam adiante a transformação de resíduos em matéria- -prima para moléculas novas. Segundo Lenz, aparentemente é o número de mitocôndrias eliminadas por esses vacúolos que marca o momento em que a célula sai da fase da reciclagem para a da destruição completa. O problema é encontrar esse limite. Ou, em termos práticos, descobrir quantas mitocôndrias uma célula precisa perder – uma célula possui em média 200 mitocôndrias – para entrar no caminho irreversível da morte celular.

O conhecimento sobre essa linha de desmontagem celular, à medida que encorpava, levantou as primeiras possibilidades, hoje mais concretas, de intervir nessa cadeia de reações bioquímicas para prolongar a vida das células sadias e reduzir a das tumorais. Em um estudo publicado em fevereiro de 2008 na revista PNAS, pesquisadores italianos mostraram que o lítio, aplicado durante 15 meses em um grupo de 44 pessoas, poderia adiar a progressão da esclerose lateral amiotrófica, uma doença neurodegenerativa.

Um mês antes uma equipe da Universidade de Cambridge havia mostrado na Human Molecular Genetics as possibilidades de uso do lítio e da rapamicina, combinados, para tratar a doen-ça de Huntington, outra enfermidade com perda contínua da funcionalidade dos neurônios. “A autofagia parece remover os agregados de proteínas malformadas, que atrapalham o funcionamento das células nervosas e estão presentes em doenças neurodegenerativas como a de Huntington, Parkinson e Alzheimer”, observa Soraya. Segundo ela, estudos realizados em seu laboratório com células de pacientes com Huntington mostraram que estimular a autofagia pode retardar o aparecimento da morte celular por apoptose.

Uma célula que se limpou por meio da autofagia pode viver mais, de acordo com um estudo realizado nos Estados Unidos e publicado na Nature em julho de 2009. Para chegar a essa conclusão, os pesquisadores cuidaram de cerca de 3 mil ratos idosos, com uma idade equivalente a 60 anos em seres humanos. Administraram rapamicina, composto que estimula a autofagia, a uma parte dos animais e esperaram todos morrer naturalmente, de cinco a sete meses depois. Os camundongos que receberam rapamicina apresentaram um tempo de vida de 28% a 38% maior que os do grupo que não recebeu nada.

Esse experimento impressionou pela grandiosidade, já que o número de animais raramente é tão elevado, mas sua aceitação não foi consensual – e muitos pesquisadores argumentaram que os camundongos podem ter vivido mais por outras razões ou que esse resultado não é o bastante para associar o controle da autofagia ao prolongamento da vida celular. De todo modo, os mecanismos de funcionamento da autofagia tornam-se mais claros. Outros experimentos sugeriram que a simples privação de nutrientes pode estimular esse tipo de limpeza celular. “Recebendo menos glicose”, comenta Soraya, “a célula vai produzir menos energia pelas vias metabólicas habi-tuais, mas também produzirá menos resíduos que aceleram o envelhecimento, além de estimular a autofagia, que pode remover mitocôndrias e proteínas malformadas”.

Em um artigo publicado em 2006 na Cancer Cell, Melanie Hippert, Patrick O’Toole e Andrew Thorburn, da Universidade de Colorado, em Denver, Estados Unidos, reconhecem que a manipulação da autofagia deve ser útil para deter a evolução de tumores e aumentar a eficiência dos tratamentos contra câncer. O problema é que a autofagia tem um papel duplo: pode inibir ou favorecer o crescimento de tumores, dependendo das circunstâncias. Por essa razão, a autofagia poderia ser estimulada para evitar a formação de tumores em pessoas com risco de câncer, mas reduzida se um tumor já tiver se estabelecido no organismo.

Depois de encontrar um composto adequado, o desafio seguinte será definir a melhor dosagem, para que apenas as células tumorais morram. Chi Dang, da Universidade John Hopkins, Estados Unidos, relatou em janeiro de 2008 na Journal of Clinical Investigation que a cloroquina, um antimalárico, pode ajudar a prevenir a evolução de tumores. Ele advertiu, porém, que o uso prolongado desse composto, que inibe a autofagia e estimula a apoptose, pode ter efeitos colaterais ainda não previstos, já que o conhecimento sobre o equilíbrio celular ainda é rudimentar.

“Não acredito que os novos antitumorais apenas estimulem a autofagia”, comenta Lenz. “Seria arriscado. A saída talvez seja algo, como o resveratrol, que possa ter múltiplos alvos e ativar mais de um processo bioquímico que leve à morte dos tumores, inclusive por autofagia.” Mesmo que novos compostos não cheguem logo, a capacidade de induzir ou bloquear a morte celular deve tornar-se uma característica dos medicamentos em geral, ajudando a explicar como atuam no organismo – muitos medicamentos antitumorais já em uso, por sinal, podem induzir à autofagia. Pode ajudar também a retomar muitas pesquisas interrompidas. “Fármacos que falharam em testes clínicos talvez precisem ser revisitados”, cogita Silvya Stuchi Maria-Engler, da USP, “porque podem se tornar excelentes se usados com outros, capazes de induzir ou inibir a autofagia”.

> Artigos científicos 1. Zamin, L.L. et al. Resveratrol and quercetin cooperate to induce senescence-like growth arrest in C6 rat glioma cells. Cancer Science. v. 100, n. 9, p. 1.655-62. 2009.
2. Hippert, M.M. et al. Autophagy in cancer: good, bad, or both? Cancer Research. v. 66, n. 19, p. 9.349-51. 2006.
3. Harrison, D.E. et al. Rapamycin fed late in life extends lifespan in genetically heterogeneous mice. Nature. v. 460, p. 392-5. 2009.
4. TORMO, D. et al. Targeted activation of innate immunity for therapeutic induction of autophagy and apoptosis in melanoma cells. Cancer Cell. v. 16, n. 2, p. 103-14. 2009.

Autor: Carlos Fioravanti

Fonte: Revista Pesquisa FAPESP Online

Bactéria que 'come' pode dar R$ 2,8 bilhões para Vale

2012-08-26T01:25:00.000-03:00

A Vale desenvolve, em parceria com a USP, uma tecnologia para identificar bactérias e fungos capazes de "comer" cobre para, no futuro, aproveitar economicamente os rejeitos produzidos no beneficiamento do mineral e absorvidos por esses micro-organismos.

O projeto conta com financiamento não reembolsável (a fundo perdido) de R$ 12 milhões do BNDES e contrapartida de R$ 3 milhões da Vale. A pesquisa está em curso na barragem de rejeitos da mina de Sossego, em Carajás (PA).

Nessa espécie de lago onde são depositadas as sobras do processamento do cobre, há 90 milhões de toneladas de detritos -nelas, há teor residual de 0,07% de cobre.

Ao preço atual do metal, a Vale teria receita bruta (sem descontar as despesas) extra de US$ 1,4 bilhão (R$ 2,8 bilhões) com o aproveitamento dos resíduos da barragem -mais do que a companhia investiu, de 1997 a 2004, para colocar a mina em operação (R$ 1,2 bilhão).

	Alex Argozino/Editoria de Arte/Folhapress

"Será uma tecnologia revolucionária para o mundo da mineração. O aproveitamento do cobre será muito maior do que hoje", disse Eugênio Victorasso, diretor de operações de cobre da Vale.

Até a viabilidade econômica do projeto, porém, ainda há um longo percurso. A primeira etapa é identificar a bactéria ou fungo ideal para "comer" o cobre, com capacidade para absorver o maior volume possível do metal.

Já foram coletadas 35 amostras de micro-organismos na própria barragem de rejeitos, mas os 20 pesquisadores da Engenharia Química da USP envolvidos na pesquisa voltarão ao local em busca de mais amostras de bactérias e fungos, a fim de aumentar as chances de selecionar os melhores.

Na segunda fase, a pesquisa se voltará ao desenvolvimento de um processo para retirar dos micro-organismos o cobre absorvido por eles, o que permitirá o aproveitamento comercial do produto.

Para Victorasso, porém, a etapa de seleção das bactérias é a mais importante e a mais difícil. O segundo passo, diz, é "uma consequência natural" do primeiro.

Se tiver êxito, será a primeira iniciativa no mundo a viabilizar economicamente os rejeitos da mineração e beneficiamento do cobre.

O metal é raro na natureza. Em uma tonelada de minério extraída, só existe de 0,9% a 1,5% de cobre puro. Na mina da Vale, o percentual é de 1%. Por isso, o metal é valorizado: a tonelada é cotado na faixa de US$ 7.600.

A cada ano, a Vale extrai 13 milhões de toneladas de minério bruto (com cobre contido) da mina no Pará. Para abrigar o detrito, a Vale está aprofundando em quatro metros a barragem de rejeito.

Fonte : Folha de São Paulo

Biotecnologia é para quem sonha com vida dentro do laboratório

2012-07-30T15:59:00.000-03:00

Agronegócio e área farmacêutica lideram seleção de estudantes. Confira as empresas que mais contratam

Foto: Getty Images

Estágio em biotecnologia é feito no laboratório

Quem pensa em uma vida profissional dentro de laboratórios de pesquisa avançada, alta tecnologia e muito estudo, deve prestar atenção ao que diz o professor de ciências físicas e biomoleculares da Universidade de São Paulo (USP), Otávio Henrique Thiemann: “A biotecnologia está tendo um momento semelhante ao que ocorreu com a informática há 30 anos. É um despertar das grandes empresas para a necessidade de fazer pesquisa e desenvolvimento nessa área”. Entendeu? O que ele quer dizer é que essa área não muito conhecida oferece boas perspectivas de desenvolvimento profissional.

Prova disso é que a produção brasileira recente de trabalhos acadêmicos reconhecidos está concentrada justamente nesse setor. Os quatro campos da ciência no Brasil que mais publicam artigos científicos em revistas internacionais estão ligados à biotecnologia, são eles: ciências agrárias, zootécnica e botânica, microbiologia e farmacologia, segundo levantamento recente do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Investimento – Esses setores são também os que mais oferecem oportunidades de estágio e trainee para interessados em trabalhar com pesquisa. O agronegócio, por exemplo, é a área que mais recebe recursos para pesquisa e, no Brasil, desenvolve projetos que vão desde o desenvolvimento de sementes geneticamente modificadas à produção de vacinas transgênicas. O país é o terceiro do mundo em área de transgênicos plantada, atrás apenas dos Estados Unidos e Argentina.

Além do agronegócio, os setores químicos e farmacêuticos também recebem investimentos, mas o volume de pesquisa é menor. De acordo com o professor Marcelo Menossi Teixeira, livre docente em genética pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), as empresas procuram as universidades para investir em pesquisas, “não falta dinheiro, faltam bons projetos”.

Para entrar nessa área, o professor Thiemann diz que se exige dos pesquisadores o domínio de diversas disciplinas, como física, química, matemática, biologia molecular e bioquímica, e saber utilizar esses conhecimentos com versatilidade para resolver problemas. “Ou seja aliar a teoria com a prática”, diz. A maior parte dos profissionais da área possui diploma de agronomia, biologia, farmácia e química.

Quem consegue uma oportunidade de estágio nas empresas de biotecnologia atua em geral como assistentes de profissionais mais graduados, podendo ou não estar ligado a uma pesquisa. O cientista Francisco Aragão, pesquisador de engenharia genética de plantas da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), diz que o estagiário só vai para os laboratórios das empresas se estiver ligado a uma pesquisa realizada por um pós-doutorando. “Normalmente o estagiário se integra a subprojetos (pesquisas paralelas e complementares à pesquisa principal), dentro de projetos que já existem”, afirma.

Veja algumas das empresas que oferecem estágio ou trainee em biotecnologia:

Basf

Sobre o programa: Empresa oferece programas de trainee e estágio
Áreas: Para atuar em biotecnologia, são escolhidos principalmente os estudantes ou recém-formados em agronomia
Inscrições: Pelo site da empresa
Sobre a empresa: Indústria química de origem alemã com fábricas em 39 países, no Brasil desenvolve em parceria com a Embrapa a soja Cultivance; e programa ainda lançar uma variedade de cana-de-açúcar resistente à seca, um projeto em conjunto com o Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) que deve estar pronto até 2020.

Bayer

Sobre o programa: empresa possui 170 estagiários divididos nas suas três áreas de atuação (saúde, ciências agrícolas e materiais inovadores), que envolvem pesquisas.
Inscrições: Pelo site da empresa
Sobre a empresa: Indústria farmacêutica e química alemã; no Brasil, a Bayer CropScience (segmento da empresa ciências agrícolas) concentrada em sementes para as culturas de algodão, arroz e hortaliças.

Cristália

Sobre o programa: O estagiário de bioquímica, engenharia, farmácia e química pode estagiar diretamente na área de biotecnologia.
Áreas: Administração, bioquímica, economia, engenharia, farmácia e química
Inscrições: Durante todo o ano pelo site da empresa.
Sobre a empresa: Laboratório farmacêutico nacional que possui mais de 100 pedidos de patentes registrados.

Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária)

Sobre o programa: Não há programa de estágio específico. As vagas variam de acordo com a necessidade das unidades da Embrapa no Brasil.
Áreas: Administração de empresas, biologia, engenharia agronômica, engenharia florestal, agronomia, engenharia de alimentos e medicina veterinária.
Inscrições: O estudante deve entrar em contato com a unidade onde ele deseja se inscrever, levando em conta a proximidade da faculdade.
Sobre a empresa: Vinculada ao Ministério da Agricultura, a Embrapa desenvolve parcerias com instituições de ensino e empresas para a realização de pesquisas.

Monsanto

Sobre os programas: Empresas oferecem estágio nas áreas técnica (ligada ao desenvolvimento das sementes, seja em campo ou nos laboratórios), administrativa, de negócios e marketing.
Inscrições: O envio de currículo é centralizado no site da Monsanto, mas o processo de seleção ocorre separadamente nas unidades da Monsanto, Alellyx e Canavialis.
Sobre a empresa: Multinacional norte-americana, líder global em biotecnologia para a agricultura e dona das empresas Alellyx e CanaVialis

Fonte: http://www.ig.com.br/

2012-06-25T23:05:00.000-03:00

IDENTIFICAÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO

2012-05-22T21:24:00.001-03:00

Em 1866 Mendel descreveu os genes através dos seus efeitos finais tais como os fenótipos. Pelos experimentos de Mendel, e de outros pesquisadores, ficou definido que os genes levam a informação genética de uma geração para outra e, apesar de não ser visto ou delimitado fisicamente, deveriam apresentar as seguintes propriedades:

- Replicação: processo que permite ao gene produzir outras unidades iguais a si próprio.

- Transcrição: Processo pelo qual a informação genética, é transferida para o local apropriado (ribossomo) e é traduzido.

- Tradução: Processo pelo qual são produzidas as proteínas a partir de uma seqüência de nucleotídeos.

Após Mendel, os genes foram definidos quimicamente e foram conhecidos pelo que realizam na síntese protéica e não a nível de expressão fenotípica.

Miescher (1869-71) publicou metodologia, que permite separar o núcleo do citoplasma. Do núcleo ele extraiu uma substância denominada nucleína, hoje conhecida por ácido nucléico, que se caracterizava por ter alta acidez, apresentava grande quantidade de fósforo e não continha enxofre.

Mais tarde descobriram que a nucleína estava associada, a vários tipos de proteínas formando a nucleoproteínas.

Da porção protéica foi constatado dois tipos de proteínas:

a. Protaminas: Proteína de estrutura simples, consistindo na maioria das vezes de grupos do aminoácido arginina. Esta proteína está presente no esperma de peixes e aves.

b. Histona: Proteínas relativamente complexas de ocorrência mais ampla.

Embora os peixes e as aves não sejam as mais complexas das criaturas parece difícil aceitar a idéia de que o material genético destes organismos seja a protamina. Ela, constituída quase apenas de arginina, não deveria ser capaz de originar os outros 20 aminoácidos conhecidos. Também é pouco aceitável que o material genético seja a histona, até a formação de uma protamina.

Griffith (1928) apresentou as primeiras evidências de que o DNA é o material genético. As evidências surgiram em experimentos realizados com bactérias do gênero Pneumococus. Muitas linhagens ou tipos de pneumococus (Diplococcus pneumoniae) podem ser distinguidos por diversas características:

Caracterização

Virulenta

Avirulenta

Colônia

Lisa (S)

Rugosa (R)

Capa protéica

Presente

Presente

O experimento realizado por Griffith é resumido a seguir:

Tratamento

Resultado

· Tipo II R injetado em ratos

ratos sobreviveram

· Tipo III S morto pelo calor injetado em rato

ratos sobreviveram

· Tipo III S morto pelo calor mais o tipo II R injetado em ratos

ratos morreram

A mudança não poderia ter surgida por mutação pois um mutante deveria ser da mesma linhagem genética do tipo III, entretanto foi o tipo II (com capa protéica) que adquiriu a propriedade de causar a doença tal como o tipo III. Algum fator das bactérias do tipo III S estava aparentemente sendo transferido para os cocus vivos (tipo II) de tal forma que o tipo II avirulento, transformara-se em cocus virulentos. Este fenômeno foi conhecido como "efeito Griffith" ou "transformação".

Avery, MacLeod e McCarty (1944) publicaram resultados de extensas investigações durante um período de 10 anos. Ele fizeram, em condições de laboratório, experimentos semelhante ao de Griffith. Avery et al relataram que ao colocar em um tubo de ensaio bactérias II R (avirulenta), extrato de DNA do tipo III S (virulenta) mortas pelo calor e soro que precipitava as bactérias do tipo II R, foram recuperadas as colônias de bactérias do tipo III S. Estes experimentos identificaram o DNA como material genético. Assim, quando o DNA extraído de uma linhagem é introduzido em células de outra linhagem, os organismos receptores desenvolveram características da linhagem doadora.

Desta forma, conclui-se que:

- O DNA é o material genético em D. pneumoniae.

- O DNA atua como agente que especifica produção de um produto final.

Fonte: UFV

DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS GENÉTICAS : MÉTODOS DE RASTREAMENTO

2012-05-22T21:19:00.003-03:00

DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS GENÉTICAS: MÉTODOS DE RASTREAMENTO

Uma ampla variação de técnicas são utilizadas para a identificação de doenças genéticas. Todos os métodos têm vantagens e desvantagens e requerem considerável habilidade e experiência para serem realizados. Não existe uma padronização ou preferência geral por um método, mas os laboratórios devem ser conhecedores das limitações e sensibilidade dos métodos por eles usados.
A apresentação a seguir é uma síntese das diferentes estratégias, baseadas na análise do DNA, utilizadas para o diagnóstico de doenças genéticas.

Doenças Genéticas: Padrões de Herança Simples ou Complexo

Autossômicas Recessivas - os genes estão presentes nos autossomas e os indivíduos afetados tem duas cópias do gene mutante. Ex: Fibrose Cística.
Autossômicas Dominantes - os genes também estão nos autossomas, mas basta uma cópia do gene mutante para causar a doença. Ex: Doença de Huntington.
Ligadas ao Cromossomo X - os genes agem como mutações dominantes no sexo masculino. Ex: Distrofia muscular de Duchenne.
Poligênicas ou Multifatoriais- resultam de mutações em genes diferentes ou surgem da interação de fatores ambientais com múltiplos genes. Ex: Doenças cardíacas coronárias, câncer e esquizofrenia.

Aconselhamento Genético

O aconselhamento genético é o conjunto de informações dado à família com relação ao risco de recorrência , prognóstico e possíveis tratamentos de uma determinada doença genética.

Testes Genéticos

Citogenético
DNA
Metabólico

Métodos de Análise do DNA (Diagnóstico Molecular)

As técnicas mais comuns de diagnóstico molecular são:

amplificação enzimática do DNA (PCR)
digestão da fita de DNA genômico ou produto de PCR com enzimas de restrição
separação eletroforética do DNA ou do produto de PCR
hibridação do DNA ou fragmentos de PCR com sondas oligonucleotídicas.

Aplicações da PCR

1. A PCR permite a rápida amplificação de um gene específico ou de um exon de um determinado gene como a primeira etapa para rastreamento de mutações não caracterizadas:

PCR para amplificações de exons específicos do DNA genômico
RT-PCR para análise de transcritos

2. A PCR permite a rápida genotipagem de marcadores polimórficos:

Como uma alternativa de RFLP pelo desenho de primers flanqueadores de sítio de restrição polimórfico, permitindo a amplificação da região do polimorfismo e digestão do produto da PCR com a enzima de restrição sítio específica.
Pelo desenho de primers de seqüências que flanqueiam repetições em tandem ou seja Short tandem repeat polymorphisms (STRs), conhecidas como microssatélites, que são seqüências curtas de 1-4 nucleotídeos de comprimento, que se repetem diversas vezes em tandem e que geralmente são caracterizadas por muitos alelos.

3. A PCR pode ser usada para ensaio de mutações conhecidas

A discriminação alélica pelo tamanho: pequenas deleções ou insersões em alelos que podem ser detectadas por PCR, por exemplo, deleções no alelo mais comum que causa a fibrose cística (DF508)
A suscetiblidade a enzima de restrição: mutações que mudam um sítio de restrição podem ser detectadas como descrito anteriormente, pela digestão do produto de PCR com a enzima de restrição específica

4. PCR alelo-específico (teste de ARMS)

Mutações conhecidas podem ser identificadas pelo desenho de três primers, um específico para o alelo mutante, o outro específico para o alelo selvagem e o terceiro é específico da região flanqueadora (conservada) do exon e que será o primer que vai encaminhar a amplificação da fita no sentido direto. O desenho é feito de maneira que o primer específico para o alelo mutante termina com a base mutada na extremidade 3’ e o primer específico para o alelo selvagem termina com a base normal em sua extremidade 3’, funcionando como uma sonda alelo específica. Este método é usado para detectar mutações específicas e foi chamado de sistema de amplificação de mutação refretária.

5. A PCR pode ser usada para rastreamento de mutações e polimorfismos de DNA

A detecção de variação de seqüências no DNA é importante para a identificação de mutações que causam doenças em um determinado gene, bem como para a detecção de polimorfismos de DNA. Uma vez que uma grande fração das variações genéticas são devido às diferenças produzidas pela mudança de base única na seqüência de DNA, o uso de técnicas capazes de detectar substituições de uma única base quando se procura mutações e seqüências polimórficas foi um avanço tecnológico para a pesquisa destas variações. Alguns destas técnicas de rastreamento são: DGGE, SSCP, DHPLC.

Cromatografia Líquida Desnaturante de Alta Performance (DHPLC)
DHPLC é uma cromatografia líquida baseada no método de pareamento de íons em fase reversa sob condições desnaturantes. Seu princípio é:

formação de heteroduplexes através da hibridação após o aquecimento e esfriamento dos produtos de PCR.
separação dos heteroduplexes e homoduplexes sob condições parciais de desnaturação

Método Citogenético

A observação microscópica de cromossomos normais e anormais permitiram a construção de mapas citogenéticos do genoma de muitas espécies. Estes mapas mostram a localização relativa de características morfológicas dos cromossomos (ex; centrômeros, marcadores citogenéticos ou bandas) e lesões cromossômicas visíveis. O conceito de mapa citogenético tem sido estendido para incluir a ordem de seqüências de DNA derivadas de arranjos físicos dos seus sítios de hibridação. O novo método de FISH ( hibridação in situ fluorescente) é o meio mais direto de localizar marcadores moleculares e genéticos no mapa citogenético permitindo a integração entre mapas genéticos e moleculares.

Sondas cosmídeos - sondas de seqüência única, que se ligam em pequenos segmentos de determinados cromossomos, úteis para o estudo de microdeleções.

Painting probes - sondas específicas de regiões muito separadas ao longo de um único cromossomo, dando a ilusão de "pintar" o cromossomo inteiro, usadas para a identificação de material extra (ex: translocação)

Sondas DNA Alfa-Satélite - composto de elementos com seqüências altamente repetitivas encontrados próximos dos centrômeros (ex: duplo sinal significa a presença de dois centrômeros).

Fonte :

Giselda MK Cabello, MSc.
Responsável pelo Projeto Fibrose Cística
Laboratório de Genética Humana
Departamento de Genética/IOC/FIOCRUZ
gkalil@ioc.fiocruz.br

DNA E RNA

2012-04-20T00:05:00.005-03:00

Constituição química do DNA e RNA

Quando o ácido nucléico foi separado da proteína muitos pesquisadores, especialmente Levene, mostraram que ele poderia ser quebrado em pequenas partes denominadas de nucleotídeos. Cada nucleotídeo contém:

Caracterização DNA RNA

1. Açúcar Desoxiribose Ribose

2. Grupo Fosfatro H3PO4 H3PO4

3.Bases nitrogenadas Piridiminas:
Citosinas e Timinas
Purinas
Adenina e Guanina Piridiminas:
Citosinas e Uracil
Purinas
Adenina e Guanina

Chargaff, em seus estudos, apresentou várias informações a respeito da molécula de DNA. Identificou-se que ocorre ligações entre a pirimidina citosina e purina guanina e entre a pirimidina timina e a purina adenina. As ligações envolvem duas pontes ente A e T e três entre G e C. Também constatou a seguinte relação:

(C+A)/(G+T) =1

Diferenças entre DNA e RNA

O DNA se diferencia do RNA nos seguintes aspectos:

a. O açúcar do DNA é a desoxiribose enquanto que o do RNA é a ribose.

b. O DNA contém a timina e o RNA a uracil.

c. O DNA é um filamento duplo e o RNA é um monofilamento.

d. O DNA apresenta uma molécula longa e o RNA uma molécula curta

Modelo do DNA segundo Watson e Crick

Watson e Crick propuseram um modelo de DNA cujos princípios físicos derivaram das figuras de difração de raios X produzidas por Wilkins e Astracan, usando DNA isolado. Os princípios químicos derivaram principalmente dos trabalhos apresentados por Chargaff e seus associados.

Segundo Watson e Crick, o DNA apresenta as seguintes características:

a. O DNA é uma hélice dupla helicoidal.

b. O enrolamento da hélice é para a direita.

c. Os longos filamentos externos relativamente rígidos, são constituídos de fósforo (P) e açúcar (A).

d. No sentido transversal os filamentos menos rígidos são constituídos por bases orgânicas (purinas e pirimidinas) unidas, por pontes de hidrogênio.

e. O comprimento de uma volta completa, na espiral envolve cerca de 10 nucleotídeos (34 angstron)

Associação entre DNA e Histonas

As histonas formam um complexo juntamente com os grupos fosfatados do DNA carregados negativamente. As histonas são carregadas positivamente, sendo conhecidas por "proteínas básicas". As cargas positivas são fornecidas por uma alta proporção de aminoácidos lisina e arginina. Algumas histonas são denominadas "rica. em lisina" e outras "ricas em arginina".

Em geral são encontradas somente nos organismos em que a diferenciação celular ocorre (eucariotas). São distinguidos, em função da proporção lisina/arginina, cinco diferentes tipos de histonas (H1, 2 H2A, 2 H2B e 2 H3).

A complexação das histonas além de causar um aumento do diâmetro do DNA, de cerca de 20 a 30 angstron, muda também as propriedades físicas do DNA. A temperatura de fusão (temperatura na qual os fios de DNA mudam da forma de hélice dupla regular para a forma de fio simples) é bastante aumentada.

Replicação do material genético

O modelo de replicação do DNA é dito ser semi-conservativo, ou seja, uma fita de DNA dá origem a outras duas sendo que, cada uma delas apresenta um filamento da fita original.

A replicação ocorre na intérfase da divisão celular e é dirigida pela enzima DNA polimerase. Na replicação as pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas se rompem e a enzima DNA polimerase cataliza a adição de novos nucleotídeos complementares às bases expostas de tal maneira que duas novas fitas de DNA sejam formadas. .

O RNA - Ácido ribonucléico

O RNA é encontrado tanto no núcleo quanto no citoplasma. Tem sido reconhecido vários tipos de RNA:

a. RNA mensageiro - mRNA

É o RNA envolvido pela transcrição da informação genética contida no DNA, no núcleo, e condução da mesma até os sítios ribossômicos.

b. RNA transportador - tRNA

Caracteriza-se por ser um RNA pequeno, contendo cerca de 75 a 85 nucleotídeos e por assumir uma forma de trevo. Sua função principal é a de conduzir os aminoácidos requeridos na síntese protéica até as subunidades do ribossomo.

c. RNA ribossômico - rRNA

Entra na composição do Ribossomo. Sua função não é bem definida.

O RNA - Ácido ribonucléico

O RNA é encontrado tanto no núcleo quanto no citoplasma. Tem sido reconhecido vários tipos de RNA:

a. RNA mensageiro - mRNA

É o RNA envolvido pela transcrição da informação genética contida no DNA, no núcleo, e condução da mesma até os sítios ribossômicos.

b. RNA transportador - tRNA

Caracteriza-se por ser um RNA pequeno, contendo cerca de 75 a 85 nucleotídeos e por assumir uma forma de trevo. Sua função principal é a de conduzir os aminoácidos requeridos na síntese protéica até as subunidades do ribossomo.

c. RNA ribossômico - rRNA

Entra na composição do Ribossomo. Sua função não é bem definida.

Fonte : UFV

FUNÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO

2012-04-20T00:01:00.000-03:00

Garrod (1900), médico inglês, deu os primeiros passos para evidenciar a ação dos genes. Este pesquisador estudou a alcaptonúria, uma doença hereditária caracterizada pela coloração escura na urina. Para esta doença foi observado que o escurecimento era conseqüência do acúmulo de ácido homozentízico (alcapton) o qual, nos indivíduos normais, era decomposto através de reações enzimáticas, de tal maneira que havia excreção de ácido acético. Constatou-se ainda que dietas com tirozina e fenilalamina aumentava a manifestação de sintomas.

Os trabalhos decisivos sobre a função do gene foram apresentados por Beadle e Tatum que propuseram a teoria "um gene - uma enzima". As idéias principais do trabalho realizado por estes autores foram:

a. Todos os processos bioquímicos dos organismos estão sob controle genético.

b. Os processos bioquímicos ocorrem numa seqüência de reações individuais.

c. Cada reação simples é controlada por um gene simples.

d. Cada gene atua através do controle e produção de uma enzima específica.

Na atualidade esta teoria apresenta as seguinte falhas:

a. Um gene pode especificar a síntese de uma cadeia polipeptídica que não apresenta nenhuma função enzimática (Ex.: Hemoglobina).

b. Uma enzima pode ser constituída por mais de uma cadeia polipeptídica (Ex.: RNA polimerase é constituída por várias cadeias e, consequentemente, esta sob o controle de vários genes.

c. Um gene pode controlar a atividade de uma enzima especificada por outro gene (Ex.: sítio operadores, repressores, etc.).

Fonte : UFV

Caracterização	Virulenta	Avirulenta
Colônia	Lisa (S)	Rugosa (R)
Capa protéica	Presente	Presente

Tratamento	Resultado
· Tipo II R injetado em ratos	ratos sobreviveram
· Tipo III S morto pelo calor injetado em rato	ratos sobreviveram
· Tipo III S morto pelo calor mais o tipo II R injetado em ratos	ratos morreram

Caracterização	DNA	RNA
1. Açúcar	Desoxiribose	Ribose
2. Grupo Fosfatro	H3PO4	H3PO4
3.Bases nitrogenadas	Piridiminas: Citosinas e Timinas Purinas Adenina e Guanina	Piridiminas: Citosinas e Uracil Purinas Adenina e Guanina