LNBio Workshop will address recent topics in proteomics and mass spectrometry

Portal MCTI and CNPq – 9th August 2013

Republished: Jornal da Ciência, Jornal Brasil On-Line, Rural Pecuária, Agência FAPESP, Planeta Universitário

Available only in Portuguese

Workshop do LNBio aborda aplicações da proteômica

Estão abertas, até 16 de setembro, as inscrições para o 4º Proteomics Workshop, evento a ser realizado nos dias 6 e 7 de novembro no campus do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas (SP). O evento, organizado pelo Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), abordará os avanços recentes na área de proteômica com base na espectrometria de massas.

A proteômica estuda o conjunto de proteínas de uma amostra biológica. A espectrometria, ferramenta física de caracterização de moléculas, vem sendo muito usada nessa área da biotecnologia.

O evento terá um dia dedicado a palestras sobre princípios básicos e tutoriais e outro voltado a apresentações sobre temas avançados. Nove palestrantes, de Luxemburgo, da Alemanha e dos Estados Unidos, vão expor diferentes aplicações de proteômica e de espectrometria de massas e estarão disponíveis para conversas informais e esclarecimento de dúvidas dos participantes.

A iniciativa promove a troca de informações científicas sobre projetos de pesquisa na área e incentiva a formação de novos núcleos de investigação. Além disso, contribui para o intercâmbio de novas tecnologias, o estreitamento da relação entre pesquisadores brasileiros e internacionais e a difusão de conhecimento na comunidade científica.

As inscrições para o 4º Proteomics Workshop são gratuitas. Acesse o site do evento (em inglês).

LNBio at the 65th Annual Meeting of the Brazilian Society for the Advancement of Science (SBPC)

Little boy operating the MiScope microscope

LNBio was present at the 65th Annual Meeting of the Brazilian Society for the Advancement of Science (SBPC), along with the three other National Laboratories that integrate the Center for Research in Energy and Materials (CNPEM): the Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS),the Brazilian Bioethanol Science and Technology (CTBE) and the Brazilian Nanotechnology National Laboratory (LNNano).

The LNBio researcher, Ana Carolina Zeri, LNBio.Educa project coordinator and head of the Nuclear Magnetic Resonance facility, offered to the CNPEM stand visitors the opportunity to use a MiScope microscope from Zarbeco, through which visitors could observe many common objects at a magnification of 40 to 140 times, as well a Celestron microscope, which allows up to 1600x total magnification. The observed materials, such as ants, fabric, hair, saliva, beach sand and puddle water, were collected by the participants themselves at the Federal University of Pernambuco (UFPE) Campus, the event headquarters. Check out the microscope images here.

In addition to these optical microscope observations, the visitors to the CNPEM stand at the 65th Annual Meeting of the Brazilian Society for the Advancement of Science (SBPC), were able to observe images obtained with the electron microscopes at the Brazilian Nanotechnology National Laboratory. Check out the gallery of these pictures here.

Inauguration of the Bacwall international associated laboratory (LIA)

Consulat Général de France à São Paulo – 19th July 2013

Available only in Portuguese

Inauguração do Laboratório Internacional Associado (LIA) Bacwall em Campinas

Resultado de uma parceria entre o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) e o seu Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), o ‘‘Centre National de la Recherche Scientifique’’ (CNRS), o ‘‘Commissariat à l’Energie Atomique et aux énergies alternatives’’ (CEA) e a Universidade Joseph-Fourier de Grenoble (UFJ), a criação do Laboratório Internacional Associado (LIA), denominado LIA Bacwall, foi formalizada por meio da assinatura de um acordo de cooperação, nesta sexta-feira 12 de julho de 2013.

Dedicado ao estudo dos mecanismos de formação da parede bacteriana, esse laboratório vem assim consagrar os trabalhos realizados durante quase um ano no LNBio por Andrea Dessen de Souza e Silva, Diretora de pesquisa em uma unidade mista de pesquisa CEA-CNRS-UFJ do Instituto de Biologia Estrutural (IBS) em Grenoble, no marco do Programa-piloto de Cátedras de Excelência (SPEC) da Fundação de Amparo à Pesquisa (FAPESP). Primeira selecionada por esse programa, Andrea Dessen de Souza e Silva coordenará o LIA Bacwall com Kleber Franchini, Diretor do LNBio.

Presentes em Campinas na ocasião dessa cerimônia, o Diretor científico da FAPESP, Carlos Henrique de Brito Cruz, o Diretor da Divisão de Ciências da Vida do CEA, Gilles Bloch, e seu Diretor de Relações Internacionais, Renaud Blaise, o Vice-Presidente do Conselho Científico da UJF, bem como o representante do CNRS no Brasil, Jean-Pierre Briot, o Conselheiro nuclear da Embaixada da França no Brasil, Serge Perez e o Adido para a Ciência e a Tecnologia do Consulado Geral da França em São Paulo, Gérard Chuzel, foram recebidos pelo Diretor-geral do CNPEM, Carlos Alberto Aragão. Todos ficaram orgulhosos pela criação desse laboratório franco-brasileiro reunindo pesquisadores e recursos dos dois países.

Texto também disponível em Frances.

Looking for new antibiotics, laboratory investigates bacterial proteins

Agência Fapesp – 17th July 2013

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Em busca de novos antibióticos, laboratório investiga proteínas bacterianas

Descobrir os mecanismos biológicos usados por bactérias para infectar as células humanas e driblar o ataque do sistema imunológico e, com base nesse conhecimento, estudar proteínas-alvo para o desenvolvimento de novos antibióticos. Esses são os objetivos de um projeto de pesquisa coordenado pela brasileira Andrea Dessen de Souza e Silva, do Instituto de Biologia Estrutural (IBS) de Grenoble, na França.

A pesquisa vem sendo desenvolvida há cerca de um ano no Laboratório Nacional de Biociência (LNBio), em Campinas, no âmbito do São Paulo Excellence Chairs (SPEC), um programa-piloto da FAPESP que busca estabelecer colaborações entre instituições paulistas e pesquisadores de alto nível radicados no exterior.

Na semana passada, a parceria do LNBio com a França foi formalizada por meio da assinatura de um acordo com o Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS) que criou, dentro do LNBio, um Laboratório Internacional Associado (LIA) – uma espécie de laboratório sem muros que reúne pesquisadores e recursos dos dois países.

Denominado Bacwall, o projeto desenvolvido no LIA tem como meta estudar – por meio de técnicas de cristalografia com raios X, bioquímica, biologia molecular e microscopia eletrônica – os mecanismos de virulência que dependem da parece celular bacteriana para funcionar.

O grupo de Dessen no IBS já mantém colaborações com outras instituições europeias, entre elas o Instituto Pasteur (Paris) e a Universidade de Utrecht (Holanda), o que permite a formação de uma ampla rede que inclui o LNBio e o Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) – ambos pertencentes ao Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM).

“A colaboração com o Brasil nos permite ousar e buscar objetivos mais ambiciosos. Na França, a situação financeira não é boa. Precisamos batalhar muito para conseguir contratar estudantes. As bolsas duram apenas três anos e não há possibilidade de renovação. Não podemos nos arriscar muito”, contou Dessen à Agência FAPESP.

Formada em Engenharia Química pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj) em 1987, Dessen está fora do Brasil há 25 anos. Antes de se fixar na França, fez doutorado na Universidade de Nova York, nos Estados Unidos, e pós-doutorado primeiro no Albert Einsten College of Medicine e depois na Universidade Harvard. Especializou-se no estudo da estrutura de proteínas usando técnicas em bioquímica e cristalografia.

Nos últimos anos, já em Grenoble, Dessen tem se dedicado ao estudo de uma classe de proteínas conhecidas como PBPs (proteínas ligadoras de penicilina, na sigla em inglês), essenciais para a formação da parede celular bacteriana.

“Ao inibir a síntese dessas proteínas, a bactéria literalmente explode, pois a parede celular se torna frágil e incapaz de suportar a pressão interna da célula. Esse é o mecanismo de ação da penicilina e de seus análogos sintéticos, mas, graças a mutações, muitas bactérias já se tornaram resistentes”, disse a pesquisadora.

Segundo Dessen, há um grupo de doenças infecciosas – especialmente as causadas pela bactériaStaphylococcus aureus – que ainda mata mais do que a Aids e a tuberculose combinadas. “Temos uma população que está envelhecendo e um número cada vez maior de transplantados e de pacientes em tratamento contra o câncer. Estamos ficando mais sensíveis aos micróbios. Por isso, esse tema de pesquisa nos interessa”, disse.

Polo internacional

Além de Dessen, que, de acordo com o previsto pelo programa SPEC deve passar cerca de 10 semanas por ano no Brasil, durante pelo menos quatro anos, as pesquisas no LIA também estão sendo coordenadas pelo brasileiro David Neves, seu assistente de pesquisa e ex-aluno de pós-doutorado em Grenoble.

A equipe ainda conta com a doutoranda Mayara Mayele Miyachiro, bolsista FAPESP, e com o mestrando Paulo Madeira. Em agosto, também passa a fazer parte do grupo a pós-doutoranda francesa Samira Zouhir, da Universidade de Paris, que virá ao Brasil também com apoio da FAPESP.

“Zouhir foi selecionada entre cerca de 30 candidatos de vários países. Pretendemos ampliar o número de pós-doutorandos no grupo e, quando novas vagas forem abertas, vamos divulgá-las internacionalmente. A intenção é que o laboratório realmente seja um polo internacional”, disse Dessen.

Primeiros resultados

Até o momento, o grupo já publicou um comentário na revista Nature Chemical Biology sobre os fatores de virulência bacterianos.

Outros dois artigos resultantes de pesquisas coordenadas por Neves devem ser publicados em breve. Na revista mBio, da American Society for Microbiology, o tema foi a proteína macroglobulina.

“Essa proteína existe no sistema imunológico humano e, em 2004, descobriu-se que havia um homólogo nas bactérias. Em nossa pesquisa, mostramos que a estrutura da macroglobulina bacteriana é similar à humana, o que nos leva a crer que a proteína tem como função proteger a bactéria do sistema imune”, disse Neves.

Já o artigo previsto para sair no Journal of Molecular Biology aborda uma família de proteínas chamada internalinas, expressadas por bactérias da espécie Listeria monocytogenes, causadoras de infecção alimentar. Estima-se que as internalinas também façam parte da estratégia bacteriana para fugir do ataque do sistema imunológico.

No momento, Neves se dedica ao estudo de uma proteína de superfície sintetizada pela bactéria Staphylococcus aureus, que permanece na membrana celular do patógeno. Sua função é recrutar uma outra proteína do sistema imunológico humano chamada fator H, o que acaba inibindo o ataque à invasora.

“Pretendemos entender melhor como ocorre essa interação entre a bactéria e o sistema imunológico por meio do estudo da estrutura das duas proteínas", disse o pesquisador.

O projeto de mestrado de Madeira tem como objetivo investigar a estrutura de uma fosfolipase, secretada pela bactéria oportunista Pseudomonas aeruginosa para ajudar a romper a membrana das células do hospedeiro e facilitar o processo infeccioso.

Já Miyachiro vem se dedicando ao estudo de uma proteína de membrana da bactéria Thermotoga maritima, essencial para a síntese da parede celular. “Seu mecanismo de atuação pode inspirar um novo tipo de antibiótico”, disse Dessen.

O grupo ainda pretende testar uma biblioteca com mais de 30 mil compostos químicos comprados pelo LNBio do National Institutes of Health (NIH), dos Estados Unidos, para ver se são capazes de inibir a síntese das proteínas-alvo – sem as quais a sobrevivência da bactéria fica ameaçada.

“Estará disponível ainda, a partir de janeiro de 2014, aqui no LNBio, uma biblioteca de compostos da biodiversidade brasileira com cerca de 10 mil cepas de bactérias e fungos. Se os testes com moléculas compradas forem bem-sucedidos, pretendemos avaliar também as moléculas da biodiversidade brasileira, em colaboração com pesquisadores do Laboratório de Bioensaios do LNBio”, contou Dessen.

Colaboração internacional em pesquisa

Durante a cerimônia de inauguração do LIA, o diretor científico da FAPESP, Carlos Henrique de Brito Cruz, ressaltou que é parte importante da estratégia da Fundação promover oportunidades de colaboração internacional para os pesquisadores paulistas.

“Andrea Dessen foi a primeira selecionada para o programa SPEC e estamos felizes de ver os resultados do projeto que estamos financiando no CNPEM”, afirmou Brito Cruz.

Gilles Bloch, diretor da Divisão de Ciências da Vida da Comissão Francesa de Energias Alternativas e Energia Atômica (CEA), destacou que o IBS é um dos melhores e mais ativos laboratórios franceses na área de biologia.

“Estamos muito orgulhosos pela iniciativa de Dessen de criar essa ponte com o Brasil. Esse projeto é um bom exemplo do que é a biologia estrutural integrada. Parte do estudo da estrutura de biomoléculas e assim é capaz de lidar com problemas em nível celular e buscar aplicações clínicas. É uma grande oportunidade para nós de desenvolver laços fortes com o Brasil”, afirmou Bloch.

Também estiveram presentes à cerimônia Kleber Franchini, líder do lado brasileiro do LIA e diretor do LNBio; Carlos Alberto Aragão, diretor-geral do CNPEM; Renaud Blaise, diretor de Relações Internacionais da CEA; Serge Perez, conselheiro do Serviço Nuclear da Embaixada da França em Brasília; Jean-Pierre Briot, representante do CNRS no Brasil; Yassine Lakhnech, vice-presidente de Pesquisa da Universidade Joseph Fourier; e Gérard Chuzel, adido para a Ciência e a Tecnologia do consulado geral da França em São Paulo.

O CNRS, a CEA e a Universidade Joseph Fourier são órgãos públicos franceses responsáveis pela tutela do IBS. Repercussão: Exame,

Zebrafish as an animal model

Revista Fapesp – July 2013

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Um peixe modelo

No subsolo do Museu de Ciências e Tecnologia da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS), em Porto Alegre, funciona uma agência de encontros um tanto incomum. Todo fim de tarde alguns casais – trios, na verdade – são conduzidos a uma sala silenciosa onde, às escuras, passam algumas horas se conhecendo a certa distância. Pela manhã, quando as luzes são acesas e o contato físico é liberado, os participantes iniciam um namoro de apenas 15 minutos que costuma deixar muitos descendentes. Um cartaz afixado no lado de fora da porta mantém afastados os curiosos: “Não entre: acasalamento em andamento”. Nesse laboratório da PUC-RS, a bióloga Monica Ryff Moreira Vianna, seguindo estratégias que ela otimizou, controla a reprodução de um pequeno peixe listrado de prata e negro conhecido como zebrafish ou paulistinha, cada vez mais usado nas pesquisas em neurociências no mundo e, agora, no Brasil.

“Em alguns testes, o zebrafish pode funcionar como uma alternativa ao uso de roedores; em outros, pode oferecer informação complementar”, afirma o biólogo Denis Rosemberg, que recentemente participou da instalação de um biotério de zebrafish na Universidade Comunitária da Região de Chapecó (Unochapecó), em Santa Catarina. Ele começou a trabalhar com o peixe no Laboratório de Neuroquímica e Psicofarmacologia, da farmacologista Carla Bonan, durante a graduação na PUC-RS. Ele investigou os efeitos danosos do álcool sobre o cérebro e demonstrou a ação neuroprotetora da taurina, naturalmente produzida pelo organismo e encontrada em bebidas energéticas, quando migrou para a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).

Em Santa Catarina, Rosemberg e o farmacologista Angelo Piato começam agora a usar o peixe para investigar os efeitos do estresse no sistema nervoso central e no comportamento. Esse, aliás, é um dos casos em que o zebrafish (Danio rerio) pode oferecer vantagens sobre os roedores. É que no peixe o hormônio que controla o estresse é o cortisol, o mesmo que nos seres humanos é liberado por glândulas situadas sobre os rins em situações reais ou imaginárias de ameaça à vida. Nos roedores, o hormônio produzido nessas situações é a corticosterona, que ocorre em concentrações muito baixas no organismo humano.

Na UFRGS, o grupo do biólogo Diogo Losch de Oliveira conseguiu dar um passo além. Em um trabalho publicado no início deste ano na revista PLoS One, ele e seu aluno de mestrado Ben Hur Mussulini haviam descrito detalhadamente as alterações comportamentais que caracterizam os estágios epilépticos no zebrafish adulto. “Na literatura científica só havia descrições detalhadas para o modelo em larvas, que apresentam um repertório comportamental mais restrito”, diz Losch.

Mais recentemente seu grupo começou a testar os primeiros de um grupo de 30 compostos desenvolvidos em parceria com Grace Grosmann, da Faculdade de Farmácia da UFRGS. Esses compostos tentam explorar uma via bioquímica distinta das que são alvo dos medicamentos atualmente disponíveis, incapazes de controlar cerca de 30% dos casos de epilepsia. Dos três compostos testados, apenas um se mostrou capaz de reduzir a intensidade das crises e deve seguir para outras fases de avaliação.

Estudos internacionais, a propósito, consideram o zebrafish uma ferramenta bastante promissora para a análise e seleção de compostos candidatos a medicamentos. Com esse peixe, espera-se acelerar e baratear o processo. Uma das vantagens é que seu ciclo de vida é rápido – em quatro dias vários dos seus órgãos estão formados – e as larvas, que nascem às centenas a cada postura, com uns poucos milímetros de comprimento, podem ser acomodadas em vários poços de teste com doses baixíssimas de compostos químicos. Com essa seleção, imagina-se ser possível reduzir o número de moléculas que seguiriam para as fases seguintes, de experimentos com roedores. “Com o zebrafish é possível testar em meses e com alguns milhares de dólares o que levaria anos para ser feito com roedores e custaria milhões”, comenta o bioquímico Diogo Onofre Souza, coordenador do Instituto Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação de Excitoxocidade e Neuroproteção, onde são desenvolvidas as pesquisas com zebrafish na UFRGS. No exterior, algumas indústrias de medicamentos já começam a adotá-lo em sua linha de testes.

Pioneiros Nativo do sudoeste da Ásia, onde é encontrado em rios calmos e rasos e nas plantações alagadas de arroz e juta, esse peixe chegou aos laboratórios de pesquisa no final dos anos 1960, com o biólogo norte-americano George Streisinger, da Universidade do Oregon. Ele trabalhou sozinho por uma década para selecionar linhagens que permitissem entender como defeitos em diferentes genes afetavam o desenvolvimento. Seu esforço só conseguiu reduzir o ceticismo dos colegas em 1981, quando publicou um artigo na revista Nature apresentando o modelo consolidado. Nos anos seguintes, o número de artigos científicos que usavam o peixe como modelo biológico cresceu aceleradamente, em especial nos estudos de genética e desenvolvimento, e só na última década o zebrafish chegou à neurociência.

Modelos Complementares

“O zebrafish começa a preencher uma lacuna que existia entre os modelos animais para o estudo de doenças humanas”, diz o neurofisiologista Luiz Eugenio Mello, da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), que estuda alterações no sistema nervoso central, entre elas as causadas pela epilepsia, usando ratos como modelo biológico. Mello lembra que um axioma da ciência diz que o melhor modelo para investigar uma coisa é a própria coisa. De acordo com esse raciocínio, o ideal para o estudo das doenças humanas seriam os próprios seres humanos. Mas isso raramente é possível. “Na maioria das vezes há restrições éticas e limitações de tempo, espaço e custo para realizar as pesquisas”, afirma. “Por isso são necessários vários modelos experimentais, dos mais simples aos mais complexos, para compreender a origem de alguns problemas.”

Quando não se pode investigar um problema no próprio ser humano, a medicina e a biologia adotam uma espécie de escala preferencial de modelos, em que são levados em conta fatores como a semelhança evolutiva, anatômica, fisiológica e genética. Segundo esse sistema, os animais que permitiriam extrapolar os resultados com mais segurança para as pessoas seriam os outros primatas, como o chimpanzé, cujo uso em pesquisa é proibido no Brasil e vem sendo banido nos Estados Unidos, e outros macacos. “Só trabalha com primata quem dispõe de muita verba e muito espaço”, comenta o biólogo molecular João Bosco Pesquero, também da Unifesp, criador de uma das primeiras linhagens brasileiras de camundongos transgênicos.“Por isso, muita gente opta pelos roedores, que são mamíferos como os seres humanos”, diz.

Diante de dificuldades técnicas que impedem o trabalho com roedores, o que às vezes ocorre na genética – por exemplo, só há bem pouco tempo se começou a conseguir a produzir ratos transgênicos –, a saída é trabalhar com modelos evolutivamente mais distantes dos seres humanos, mas mais fáceis de manipular, como as drosófilas. E mais recentemente com o zebrafish.

O mais importante, porém, é que, do ponto de vista evolutivo, o zebrafish é mais próximo dos seres humanos do que as drosófilas, há quase um século usadas como organismo modelo em genética. O genoma do zebrafish, concluído no início deste ano, indica que 70% de seus 26 mil genes são semelhantes aos genes humanos – essa similaridade é menor com a drosófila e maior com camundongos e ratos, que serviram de base para muito do que se conhece de fisiologia humana.

“Historicamente as pesquisas em neurociências usam os roedores como modelo biológico, mas esse cenário começa a mudar”, conta Monica, que também integra a diretoria da Rede Latino-americana de Zebrafish (Lazen). Esse consórcio reúne pesquisadores de sete países que usam o peixe em seus estudos e oferece treinamento para aqueles, em geral em início de carreira, interessados em adotar o zebrafish como modelo experimental. Dos 39 grupos que integram a rede, 11 são brasileiros e quase metade está no Rio Grande do Sul.

A produção científica nacional utilizando o zebrafish, que inexistia há pouco mais de uma década, vem crescendo de modo acelerado nos últimos anos, num ritmo maior do que no restante do mundo. A bióloga Luciana Calabró, especialista em cientometria e integrante de um dos grupos que realizam estudos com o paulistinha na UFRGS, chegou a essa conclusão em um levantamento recente realizado em uma das maiores bases internacionais de artigos científicos, a Scopus. “A produção brasileira saiu de 2 artigos por ano em 1999 para 36 em 2012, quando passou a representar cerca de 2% dos trabalhos com zebrafish publicados no mundo”, conta.

A produção nacional com esse peixe ainda é modesta ante a internacional, que soma quase 2 mil artigos por ano nos últimos tempos. Mas vem conseguindo se destacar nas neurociências. “O zebrafish é um modelo novo nessa área e a comunidade que trabalha com ele ainda é pequena”, conta Monica.

No Brasil Os primeiros trabalhos com esse peixe feitos no Brasil saíram do laboratório da pesquisadora Rosana Mattioli, da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), no interior de São Paulo. Naquela época o zebrafish começava a ser usado nas pesquisas em neurociências, mas o comportamento natural da espécie ainda era pouco conhecido. Rosana, então, realizou uma série de experimentos simples que ajudou a identificar a preferência do peixe por viver em ambientes escuros. Ela colocava os exemplares do zebrafish em um aquário pintado de duas cores – metade preto e metade branco – e media o tempo que passavam em cada uma das partes. Assim, observou que eles ficavam a maior parte do tempo (cerca de 80%) no lado negro. Viu também que, uma vez colocados na parte clara, eles rapidamente nadavam para a parte escura. Esse trabalho, publicado em 1999 no Brazilian Journal of Medical and Biological Research, começou a estabelecer a base de um importante teste de ansiedade, aprimorado em seguida por ela e outros pesquisadores e hoje utilizado para avaliar o efeito de compostos que combatem a depressão e a ansiedade.

Ansiedade Ao ver esse trabalho, o psicólogo Amauri Gouveia Junior, então na Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Bauru, notou uma grande semelhança entre o teste do claro-escuro em zebrafish e um experimento que avalia o nível de ansiedade em roedores. Nesse teste, o roedor é colocado em uma plataforma em X a cerca de 60 centímetros do chão. Em dois dos braços, o espaço para caminhar é protegido por paredes, enquanto nos outros dois é aberto. Uma vez no labirinto, os ratos, curiosos, apresentam a tendência de explorá-lo. Mas passam a evitar a parte aberta. Essa ansiedade resulta de um conflito entre a curiosidade e o medo. “O tempo que os peixes passavam no lado escuro era muito semelhante àquele que os roedores ficavam na parte protegida do labirinto”, conta Gouveia. “Por isso imaginei que os dois testes pudessem medir a ansiedade em animais diferentes.” Desde então, ele aplicou o teste de claro-escuro a 12 espécies de peixe, o zebrafish entre eles, para avaliar ansiedade em peixes. “É um dos testes mais adotados hoje em laboratórios de estudos de peixe no mundo todo”, conta Gouveia, hoje pesquisador na Universidade Federal do Pará.

A fase seguinte é testar compostos que interferem nesse comportamento para tentar descobrir como eles o alteram. Com alguns desses testes padronizados, os pesquisadores brasileiros já identificam alterações químicas e celulares no cérebro, provocadas por crises de epilepsia ou por compostos que controlam a depressão e a ansiedade. Na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), onde instalou um laboratório dezebrafish há dois anos, a geneticista Cláudia Maurer-Morelli e sua aluna de mestrado Patrícia Barbalho viram que os níveis de uma molécula inflamatória, a interleucina 1-beta, aumentaram logo após uma crise epiléptica induzida. As crises também elevam a produção e a atividade do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), uma proteína que em humanos está alterada na epilepsia, como mostraram os resultados publicados por Fernanda Reis-Pinto em 2012 no Journal of Epilepsy and Clinical Neurophysiology. Numa linha de pesquisa em fase inicial, Cláudia planeja produzir peixes com alterações genéticas encontradas em pessoas com epilepsia para investigar o papel dessas mutações na doença. O trabalho integra o Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão financiados pela FAPESP, coordenado por Fernando Cendes.

Embora os primeiros trabalhos com zebrafish tenham sido feitos em São Paulo, cerca de metade dos artigos brasileiros dos últimos anos é de equipes do Rio Grande do Sul, boa parte em neurociências. Segundo Monica Vianna, uma razão histórica explica a concentração dos trabalhos brasileiros com paulistinha em neurociências. Tanto ela quanto Carla Bonan, da PUC-RS, uma das primeiras a instalar um laboratório dezebrafish no Brasil, haviam feito parte de seu treinamento no grupo de Iván Izquierdo na UFRGS, um dos principais estudiosos da memória no mundo. Depois de trabalhar com roedores no mestrado e no doutorado, Carla e Monica decidiram investir nozebrafish. Nos últimos anos, Carla mostrou que nesses peixes os níveis de algumas moléculas que atuam na comunicação entre as células cerebrais – o trifosfato de adenosina e um de seus componentes, a adenosina – desempenham um papel protetor contra a epilepsia, o estresse e a neurotoxicidade induzida por metais.

Reprodução Na PUC-RS, Monica e sua equipe trabalharam meses até chegarem à estratégia mais eficiente de promover o acasalamento dos peixes no Laboratório de Biologia e Desenvolvimento do Sistema Nervoso. Ela só conseguiu aumentar a taxa reprodutiva quando reuniu os participantes em grupos de três (uma fêmea e dois machos) e os manteve separados por uma divisória transparente – machos de um lado e fêmeas do outro – durante toda uma noite antes que pudessem finalmente ter contato. “Se não os separo, cada fêmea produz menos de uma dezena de ovos”, conta a bióloga. Já com o isolamento e as 12 horas de namoro a distância, esse número pode aumentar para cerca de 200. Lá ocorrem cerca de dez acasalamentos por dia e nascem, em média, 2 mil filhotes por mês. Em uma manhã excepcionalmente produtiva de maio deste ano, Monica e sua equipe passaram horas recolhendo um a um, com uma pipeta, os cerca de 1.800 embriões que resultaram de um único acasalamento de algumas dezenas de trios de zebrafish, que ela vem usando para investigar a bioquímica da memória e de doenças neurodegenerativas como o mal de Alzheimer.

Com a expectativa de que a demanda por exemplares do peixe possa crescer nos próximos anos, os grupos de Monica, Carla e os colegas que compartilham o biotério da PUC-RS trabalham na sua ampliação. É que os 5 mil peixes mantidos ali hoje são suficientes apenas para suprir os estudos conduzidos por eles e alguns colaboradores. A meta é tornar esses laboratórios um dos principais fornecedores desse zebrafish para pesquisa no Brasil, ao lado do Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), em Campinas, onde a equipe do biólogo José Xavier Neto instalou no ano passado um biotério para produzir zebrafish com alterações genéticas para o estudo do desenvolvimento de vertebrados. Comparando o desenvolvimento embrionário de peixes, galinhas e camundongos, a equipe de Xavier começou a elucidar nos últimos anos o papel de alguns fatores envolvidos na diferenciação do coração dos vertebrados e no desenvolvimento de neurônios sensoriais.

Uma das razões para aumentar a produção do peixe é que há um potencial mercado. A Lei Arouca, que regulamenta o uso de animais em pesquisa, determina que a partir de 2014 sejam usados exemplares de origem, qualidade e uniformidade certificadas. “Em princípio”, diz Monica, “não será mais possível fazer pesquisa com peixes comprados em lojas de animais”.

Artigos científicos MUSSULINI, B.H. et al. Seizures Induced by Pentylenetetrazole in the adult zebrafish: a detailed behavioral characterization. PLos One. v. 8. Jan. 2013.

REIS-PINTO, F. C. et al. Análise temporal dos transcritos dos genes bdnf e ntrk2 em cérebro de zebrafish induzido à crise epiléptica por pentilenotetrazol. Journal of Epilepsy and Clinical Neurophysiology. v. 18, n. 14, p. 107-13. 2012.

CASTILLO, H. A. et al. Insights into the organization of dorsal spinal cord pathways from an evolutionarily conserved raldh2 intronic enhancer. Development. v. 137, p. 507-18. 2010.

Brazil and France join forces to search the biology of bacteria

Communication of LNBio – 15th July 2013

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Brasil e França se associam para pesquisar a biologia de bactérias

Laboratório Nacional de Biociências (LNBio) e Instituto de Biologia Estrutural (IBS) se unem para  expandir conhecimentos sobre infecções bacterianas

O Laboratório Nacional de Biociências (LNBio) foi nomeado na última sexta-feira, 12 de julho de 2013, Laboratório Internacional Associado (LIA) do Instituto de Biologia Estrutural (IBS) de Grenoble, na França. A assinatura do acordo foi realizada no Campus do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) em Campinas – SP e formalizou a cooperação científica entre o LNBio e o IBS nas pesquisas sobre parede bacteriana.

O conhecimento das estruturas moleculares e das funções das proteínas que formam a parede bacteriana é fundamental para compreender como bactérias infectam as células e desenvolvem resistência aos antibióticos. Os resultados dessas pesquisas são importantes para a criação de novos medicamentos e vacinas.

O LNBio se tornou um Laboratório Internacional Associado (LIA) do IBS, estratégia de cooperação internacional promovida pelo Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS), órgão do governo francês. Por meio desses, chamados popularmente de ´laboratórios sem paredes´, os institutos de pesquisa da França desenvolvem projetos em parceria com instituições estrangeiras e compartilham disposições relacionadas à propriedade intelectual, recursos humanos e financeiros.

A parceria entre o LNBio e o IBS nos estudos sobre a biologia estrutural de bactérias começou em 2012, com a volta da pesquisadora Andrea Dessen ao Brasil. Fora do país há mais de 25 anos, Dessen foi a primeira selecionada pelo “Programa-piloto São Paulo Excellence Chairs” (Spec), uma iniciativa da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) que promove colaborações entre instituições paulistas e pesquisadores brasileiros de alto nível radicados no exterior. Andrea lidera um grupo de patogenia bacteriana no IBS e, por meio do SPEC, passou a coordenar pesquisas nessa área no LNBio há cerca de um ano e meio.

A formalização dessa parceria contou com a presença, pelo lado francês, de Gilles Bloch, diretor do Departamento das Ciências da Vida da Comissão Francesa de Energias Alternativas e Energia Atômica (CEA); Renaud Blaise, diretor de Relações Internacionais do CEA; Serge Perez, conselheiro do Serviço Nuclear da Embaixada da França em Brasília; Jean-Pierre Briot, representante do CNRS no Brasil; Yassine Lakhnech, vice-presidente de Pesquisa da Universidade Joseph Fourier; Gérard Chuzel, Adido para a Ciência e a Tecnologia do Consulado Geral da França em São Paulo. O CNRS, a CEA e o Universidade Joseph Fourier são órgãos públicos franceses responsáveis pela tutela do IBS.

Durante a cerimônia que formalizou o acordo, Giles Bloch ressaltou o forte progresso do Brasil no desenvolvimento de ciência e tecnologia desde a sua última visita ao País, há cinco anos. Bloch comentou ainda a importância da parceria entre LNBio e IBS. «Esse laboratório mostra bem o que é a biologia molecular, onde você parte do estudo de uma estrutura molecular, analisa a sua função e chega a possíveis aplicações», explica Bloch.

Do lado brasileiro, acompanharam a cerimônia: Carlos Henrique de Brito Cruz, diretor científico da FAPESP; Andrea Dessen, líder da parte francesa do LIA e pesquisadora do LNBio e do IBS; Kleber Franchini, líder do lado brasileiro do LIA e diretor do LNBio e o Carlos Alberto Aragão, diretor-geral do CNPEM. 

As pesquisas sobre a biologia bacteriana

As pesquisas realizadas no LNBio estudam uma estrutura presente na superfície das células bacterianas, semelhante à uma agulha, utilizada para injetar toxinas dentro das células humanas saudáveis, com a intenção de matá-las. O trabalho consiste em desvendar como essa ´agulha´ é sintetizada pela bactéria, assim como as toxinas e seus efeitos envolvidos no processo.

Esse é um sistema de infecção agressivo, tanto que algumas toxinas destroem as células em cerca de 30 minutos. A bactéria que causa peste bubônica e a que infecta pessoas que têm fibrose cística são exemplos que utilizam esse mecanismo. Compreender como esse sistema é gerado e pode ser controlado é de grande valia no desenvolvimento de antibióticos e vacinas que possam controlar esse tipo de infecção no futuro.

Uma segunda linha de pesquisa investiga como a parede bacteriana é formada e as enzimas envolvidas nesse processo. Sabe-se que a penicilina, por exemplo, bloqueia parte dessas proteínas, mas muitas bactérias já desenvolveram resistência a esse antibiótico. A ideia é estudar tais enzimas, tendo em vista o desenvolvimento de novas moléculas antibióticas. No LNBio esses ensaios são conduzidos principalmente com bactérias do tipo Pseudomonas, conhecidas por causarem infecção hospitalar.

Tais projetos combinam técnicas de cristalografia com raios X, bioquímica, biologia molecular e microscopia eletrônica e são desenvolvidos em parceria com a Universidade de Oxford; Universidade de Ljubljana, na Eslovênia; Universidade de Utrecht, na Holanda e Instituto Pasteur, de Paris. Essas colaborações, firmadas antes da formalização do LIA e previstas no SPEC, serão mantidas no novo acordo. 

Cambridge and Brazil discuss possibilities for further scientific collaboration

University of Cambridge – 19th June 2013

A delegation comprising some of Brazil’s most senior researchers and science administrators was in Cambridge on June 7 to take part in a half-day seminar, “Cambridge-Brazil: Opportunities for a strategic partnership.”

The group was led by Prof Jorge Guimarães, President of Brazil’s federal agency for the support of post-graduate education and research (CAPES), a division of the Ministry of Education; and by Prof Paulo Beirão, Director of Agricultural, Biological and Medical Sciences of Brazil’s national research council (CNPq), part of the Ministry for Science, Technology and Innovation.

Supported by CAPES, by the Brazilian embassy in London, and by the UK embassy in Brazil, the event sought to identify opportunities for Cambridge-Brazil research collaboration in biological sciences, medical sciences, and physical sciences and technology.

Welcoming the Brazilian delegates and over sixty Cambridge attendees at Clare College’s Gillespie Centre, Prof Lynn Gladden, Pro-Vice-Chancellor for Research, emphasised the University’s interest in pursuing collaborative opportunities with the world’s best researchers in strategic fields of knowledge. She welcomed the chance to explore ways of supporting the growing number of links established by Cambridge academics with their Brazilian counterparts.

Prof Guimarães told the audience that CAPES takes very seriously the opportunity of fostering collaboration with Cambridge–as shown by the fact that most of the Brazilian academics invited to join the delegation were full members of the Brazilian Academy of Science, one of the highest forms of scientific distinction.

Representing the Ministry of Science, Technology and Innovation (MCTI), Prof Beirão reminded the audience that, although science is relatively young in the country, Brazil has been catching up fast by investing significantly in its science base, and has already attained world excellence in certain fields of knowledge –represented by the National Institutes for Science and Technology (INCTs), which CNPq supports. A closer research relationship with a world-leading university like Cambridge would, he hoped, bring benefits to all.

Following the opening remarks, simultaneous breakout sessions were held during which panellists from Cambridge and Brazil offered overviews of their research interests and suggested possible areas for further collaboration.

The session on Biological Sciences included presentations by Prof Geoffrey Smith, Head of Department of Pathology; Dr John Carr, Senior Lecturer in Plant Sciences; Prof Steve Oliver, Director of the Systems Biology Centre; and Dr David Sargan, from the Department of Veterinary Medicine. Their Brazilian counterparts were Prof Ricardo Gazinnelli, of the Federal University of Minas Gerais (UFMG), and coordinator of the INCT for Vaccines; Prof Mauro Martins Teixeira, also of UFMG, and coordinator of the INCT for Dengue; and Prof Maria de Fatima Grossi de Sá, plant biotechnology researcher at Brazil’s national agricultural agency, EMBRAPA.

Physical Sciences and Technology were represented by Prof Lindsay Greer, Head of Department of Materials Science and Metallurgy; Prof Jeremy Baumberg, Director of the Nanophotonics Centre; Prof Simone Hochgreb, Professor of Experimental combustion at the Department of Engineering; and Dr Sophie Jackson, Reader in Biophysical Chemistry. They shared the panel with Prof Carlos Aragão, Director of the Brazilian Center for Research in Energy and Materials (CNPEM); Prof Luiz Davidovich, quantum physicist at the Federal University of Rio de Janeiro; Prof Alvaro T. Prata, mechanical engineer at the Federal University of Santa Catarina and currently Secretary for Technological Development and Innovation at the MCTI; and Prof Virgilio Almeida, computer scientist at UFMG and Secretary for Information Technology Policy at the MCTI.

The session on medical sciences involved Prof Christopher Rudd, from the Department of Immunology; Dr Kenneth Seamon, Development Director for Science at the Cambridge Cancer Centre; and Dr Thais Minnet, Senior Research Associate, Institute of Public Health. They discussed potential areas for collaborative work with Prof Jorge Kalil, Director of the Immunology laboratory at São Paulo’s InCor hospital; Prof Guilherme Kurtz, Head of Pharmacology at Brazil’s National Cancer Institute; and Prof Kleber Gomes Franchini, Director of the National Laboratory for Biosciences (LNBio), in Campinas.

The breakout sessions and closing remarks were followed by a buffet lunch, during which attendees were able to discuss their research interests with the Brazilian delegates.

As immediate follow-up to the event, the International Strategy Office and Research Strategy Office are collecting and collating feedback from panellists and attendees. The purpose is to create a list of research themes and modes of engagement that Cambridge researchers would find most useful as they seek to establish or deepen research links to Brazilian scientists.

After comparing priorities and interests, CAPES and Cambridge will identify areas of research that CAPES is likely to support through the provision of funding for researcher mobility and for the organisation of thematic workshops. This initial form of support, it is hoped, will allow collaborators in Cambridge and Brazil to tap other sources of funding for joint research projects.

Senior Visiting Researcher and Post-Doctoral Program

Communication of LNBio – 7th June 2013

To encourage the scientific and technological research in the field of Biotechnology, Synchrotron Light, Bioenergy and Nanotechnology. This is the goal of Capes/CNPEM Call for Proposals, which expects to distribute 10 scholarships in the modality of Senior Visiting Researchers and 15 scholarships in the Post-Doctoral modality. Approved projects will be developed in National Laboratories composing the National Research Center for Energy and Materials (CNPEM), in the city of Campinas, São Paulo, Brazil.

Scholarships offered by the Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel (Capes) have duration of up to 48 months for Senior Visiting Researchers and up to 36 months for Post-Doctoral, with monthly amount of R$ 8.905,42 and R$ 4.100,00, respectively. CNPEM will fund travel tickets, bench fees (for Post-Doctoral), meals and health insurance of beneficiaries. Call for Proposal is open for applications. Further information can be found here.

Call for Proposals require from applicants to the scholarship of Senior Visiting Researchers having obtained a PhD/DSc for at least 10 years, in addition to major scientific production in the related field. For Post-Doctoral, applicant must have obtained a PhD/DSc for a maximum of five years ago. Projects submitted shall be evaluated by the technical area of Capes and by a scientific committee composed for such activity.

Ceremony of the Call for Proposals announcement was held at CNPEM campus in early May, counting with the presence of Jorge Almeida Guimarães, president of Capes. Guimarães explained that the Call for Proposals announced is an action comprised in the Post-Graduation National Plan (PNPG) 2011-2020. “Our plan provides more inductive process, in addition to bench that shall continue to exist. Therefore, we are formalizing agreements in this category with several renowned research institutions, as Fiocruz, ITA, Inmetro and IMPA”, informs Capes president.

General Director of CNPEM, Carlos Aragão de Carvalho, also recalls the partnership signed with Capes as a milestone for the Center and that would be valuable throughout the construction and start of Sirius research, the new Brazilian synchrotron light source.

Application deadline for registration to PIBIC is on 1st June

Communication of LNBio – 28th May 2013

The application deadline for the Institutional Program of Scientific Initiation Scholarships (PIBIC)  of the Brazilian Center for Research in Energy and Materials (CNPEM) is on next Saturday, 1^st June. Students from various research areas can take advantage of this opportunity.

The program is developed in partnership with the National Council for Scientific and Technological Development (CNPq), it provides research opportunities at the four CNPEM´s National Laboratories: Synchrotron Source (LNLS), Biosciences (LNBio) Bioethanol (CTBE) and Nanotechnology (LNNano).

Join the CNPEM team!

For detailed information about applications and the scientific projects proposed by LNBio visit the Program website: www.cnpem.br/PIBIC

CTNBio has approved field trials of genetically modified citrus plants

Diário Comércio Indústria e Serviços – DCI – 20th May 2013

Available only in Portuguese

CNTBio aprova cultivo de laranja trasngênica para pesquisa

A Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) aprovou uma normativa que libera o cultivo de laranjeiras transgênicas em campo para pesquisas. A proposta foi elaborada em consenso pelas nove entidades de pesquisa da fruta e abre caminho para a criação, no País, de variedades geneticamente modificadas que produzam laranjas resistentes às principais pragas da cultura, como o greening e o cancro cítrico, ou ainda tolerantes à seca.

A proposta é considerada um marco para a citricultura do Brasil, maior produtor mundial da fruta, com metade da oferta mundial e maior exportador de suco, com 80% do comércio da bebida no planeta. A cadeia movimenta US$ 6,5 bilhões no País por ano e quase US$ 300 milhões desse total são com defensivos para o controle de pragas, de acordo com levantamento do Centro de Pesquisa e Projeto em Marketing e Estratégia (Markestrat), valor que pode ser reduzido com as variedades transgênicas.

Com a medida, as instituições de pesquisa poderão apresentar à CTNBio os processos completos para desenvolvimento de variedades transgênicas dessas plantas. Até então, as pesquisas com laranjas geneticamente modificadas praticamente terminavam nas casas de vegetação, cujo cultivo das mudas é feito em vasos e o ambiente é fechado para impedir a “contaminação” da planta transgênica com outros ambientes.

Agora, os testes poderão ser feitos por meio do plantio de pomares, inclusive com a permissão do florescimento e o crescimento do fruto, o que antes não era liberado. Segundo Nelson Wulff, pesquisador do Fundo de Defesa da Citricultura (Fundecitrus) – uma das entidades que elaborou a proposta à CTNBio – o florescimento da planta transgênica era a principal preocupação do órgão federal para a liberação cultivo em campo dessas plantas. A CTNBio temia que o pólen das laranjeiras transgênicas fosse carregado pelas abelhas e levado para plantas de outras espécies, ou mesmo para outras plantas cítricas não transgênicas

Para barrar o avanço do pólen transgênico para outras laranjeiras, a proposta buscou, no Instituto Valenciano da Espanha o modelo de contenção, com o plantio de barreiras naturais no entorno dos pomares geneticamente modificados. De acordo com Wulff, as barreiras, chamadas de bordaduras, são formadas por variedades de citros que impedem a saída dos insetos polinizadores, principalmente pelo fato de o néctar dessas flores serem mais “atraentes” que as da laranja.

Também participaram da proposta o Centro de Citricultura “Sylvio Moreira”, Cena-USP, Embrapa, Esalq-USP, Iapar, Instituto Biológico de São Paulo, LNBio e Uesc.