104822 - Curso de Verão em Bioquímica e Biologia Molecular - 2022 |
Período da turma: | 10/01/2022 a 21/01/2022
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Descrição: | Laboratório de Biologia Molecular do Câncer
Responsável: Daniela Sanchez Basseres Monitora: Emily Bronze dos Santos O foco principal do laboratório é desvendar os mecanismos moleculares responsáveis pela disseminação mestastática visando identificar alvos moleculares para a terapia do câncer. Uma das características celulares mais importantes para aquisição de capacidade mestastática é a aquisição e manutenção de um fenótipo tronco-tumoral pelas células tronco tumorais, que constituem uma subpopulação de células tumorais autorrenováveis que possuem, não só uma capacidade excepcional de iniciar a formação de tumores, mas também são responsáveis também pela recidiva após o tratamento e pela disseminação metastática. Uma das linhas de pesquisa desenvolvidas pelo nosso grupo, é o estudo das células tronco tumorais presentes nos adenocarcinomas pancreáticos ductais (PDAC), cuja disseminação metastática é um evento precoce, sendo, portanto, o PDAC uma doença extremamente letal, com uma sobrevida média de 6 meses e uma sobrevida global de 5 anos de menos de 7%. Para estudar as células tronco presentes em PDAC nós utilizamos técnicas para enriquecimento destas células por cultura de tumoresferas ou expressão de genes reporter em modelos celulares geneticamente modificados. Para avaliar o perfil molecular, nós usamos abordagens transcritômicas combinadas com análise de vias e mineiração de dados ou análise da expressão de alvos específicos. Finalmente, nós utilizamos manipulação genética para inibir ou super- expressar alvos de interesse e utilizamos ensaios celulares de proliferação e invasão, bem como ensaios in vivo em modelos animais para avaliar o fenótipo tronco e metastático. Dentre as técnicas experimentais mais utilizadas pelo grupo destacam-se, cultura celular, transfecção de células com plasmídeos ou siRNAs, transdução viral, citometria de fluxo, RNA-Seq, qPCR e Western Blotting, ensaios celulares de proliferação, morte celular, migração e invasão, bem como ensaios in vivo de formação de xenotumores ou metástases em camundongos para estudos de progressão tumoral. Laboratório de Genética Mitocondrial (LGM) Responsável: Nadja Cristhina de Souza Pinto Monitora: Victória Vernechio Pereira Objetivo geral do laboratório: As mitocôndrias são conhecidas como as produtoras de energia para as células, com isso há a manutenção da vida eucariótica como conhecemos. Contudo, as mitocôndrias também participam de outras vias importantes para a homeostase e tem papéis em diversas patologias. Aqui no LGM nós fazemos uso de técnicas de bioquímica e biologia molecular para compreendermos melhor as funções que as mitocôndrias tem nos processos biológicos e no desenvolvimento de algumas patologias. Objetivo especifico do meu projeto: A Doença de Alzheimer (AD) é o principal tipo de demência em idosos e é caracterizada pela formação das placas amiloides decorrentes do depósito de peptídeo beta-amiloide (Aβ) no tecido extracelular aos neurônios, e pela formação de placas neurofibrilares intracelulares. Essas alterações resultam em morte dos neurônios e diminuição da capacidade cognitiva do paciente, promovendo a perda de memória e incapacitação. Vários estudos identificaram diversas modificações na mitocôndria de neurônios de pacientes com AD, mas a relação causal entre essas alterações e a fisiopatologia da doença ainda é incerta. Dentre essas alterações, as principais são: desbalanço redox, causado por uma produção exacerbada de espécies oxidantes; mitofagia deficiente, principalmente por uma redução de proteínas específicas; aumento de apoptose e alterações em atividades de reparo de DNA mitocondrial. Nesse contexto, é fundamental entender como as alterações mitocondriais se desenvolvem em AD e se contribuem para a morte neuronal. Assim, o objetivo do meu projeto de mestrado é avaliar o efeito direto do peptídeo Aβ na integridade da mitocôndria, a partir de um modelo derivado da linhagem de neuroblastoma humano SH-SY5Y, onde marcadores específicos serão expressos de forma constitutiva para avaliar a produção de H₂O₂, mitofagia e apoptose. Laboratório de Bioquímica e Sinalização Celular Docente: Deborah Schechtman Monitor: Allan Pradelli Roldao A dor é caracterizada pela sensação de desconforto causada através de estímulo nocivo, gerando uma resposta que pode servir como sinal de alerta ao indivíduo. Nesse sentido, uma rara síndrome genética traz como consequência para alguns indivíduos a impossibilidade de sentir dor ou que as mesmas passem desapercebidas. Diante disso, análises genéticas de uma proteína denominada TrkA nos ajudaram a demonstrar a ocorrência de mutações distintas nesses pacientes e em regiões diferentes. A importância da TrkA na via de sinalização da dor já era conhecida pelo fato dela ser composta de um receptor de fator neurotrófico acoplado a uma tirosina quinase. O fator neurotrófico NGF é uma proteína secretada por células específicas na região onde ocorreu alguma injúria ou onde está desencadeado um processo inflamatório. A interação de NGF com a TrkA leva a uma série de mudanças estruturais que permitem o domínio quinase dessa proteína ser ativado pelo acoplamento covalente de grupos fosfato (processo denominado fosforilação) em resíduos de aminoácidos específicos. A presença desses grupos torna possível interações com outras proteínas presentes na célula que desempenham diversas funções fisiológicas. Sendo assim, das proteínas que interagem com a TrkA, a PLCg é uma proteína que ao ser ativada pela quinase, leva a uma posterior ativação de um canal iônico presente na membrana celular (TRPV1). Uma vez ativado, esse canal permite a entrada de cátions no interior da célula de neuronio causando uma despolarização - isso gera um potencial de ação que leva a informação de dor do sistema nervoso periférico para o sistema nervoso central. Recentemente utilizamos um peptídeo que possui uma sequencia de aminoácidos idêntica ao trecho da TrkA que interage com a PLCg e administramos em animais com dor induzida e observamos um grau de analgesia. Isso nos levou a investigar o papel bioquímico desse peptídeo e nossa hipótese é que ele compete com a TrkA para interagir com a PLCg e, uma vez que não tem a possibilidade de catálise, a fosfolipase não é ativada e a sensibilização da dor não ocorre. Nosso foco a partir daqui é entender como se dá essa interação e obter informações de natureza cinética e energética, para usar como base para o desenvolvimento de novas moléculas com fim analgésico. A PLCg liga-se a domínios quinases de outros receptores presentes nas células e é importante garantir seletividade na ação de novas moléculas. Estamos investigando justamente a afinidade do domínio de ligação a quinases da PLCg por diversos receptores para obter pistas das consequências de inibir essa interação e gerar fenótipos indesejados em outros contextos celulares. Essa investigação é feita por estudos de dinâmicas computacionais que utilizam modelos matemáticos que levam em consideração variáveis energéticas das interações. Isso gera um resultado de natureza preditiva que carece de validação bioquímica in vitro, que será desenvolvido por experimentos biofísicos como calorimetria por titulação isotérmica, espectroscopias e anisotropia de fluorescência. Tais técnicas necessitam do domínio de ligação purificado e do pepídeo sintético. O domínio foi clonado e expresso, e posteriormente purificado para realização dos ensaios. Grupo Quimiosfera - NAP Astrobio/USP Responsável: Prof. Fabio Rodrigues Monitora: Ana Paula Muche Schiavo Quando pensamos em vida, as primeiras imagens que vem em nossas mentes são de animais e plantas. No entanto, a maior parte da vida (tanto em quantidade quanto em diversidade) que existe em nosso planeta é microscópica. Os microrganismos estão presentes em todos os lugares da Terra: das geleiras aos vulcões, do mar profundo à estratosfera, do deserto mais remoto à dentro de nós, sempre encontramos seres microscópicos onde quer que procuremos. Desde muito cedo na história da Terra, eles existem e se relacionam intimamente com o próprio planeta, evoluindo junto com os ambientes em que vivem. Nosso grupo procura entender justamente os aspectos químicos e bioquímicos da interação da biosfera com a geosfera, a hidrosfera e a atmosfera. O enfoque principal do Grupo Quimiosfera é no contexto da Astrobiologia, uma área interdisciplinar da ciência que estuda o fenômeno vida no Universo. A principal abordagem é o estudo de um subgrupo muito especial da vida: os extremófilos. Extremófilos são seres vivos, em sua maioria microrganismos, que sobrevivem em condições físico-químicas ambientais extremas (ex: acidez, altas ou baixas temperaturas, alta concentração de sais, presença de metais pesados, incidência de radiação, etc). Do ponto de vista da Astrobiologia, os extremófilos são interessantes porque a maior parte dos ambientes que conhecemos do Universo são ambientes extremos, assim como a Terra Primitiva (cenário provável da origem da vida). Entender esses organismos nos ajuda a entender quais os limites da vida que conhecemos, em quais ambientes extraterrestres ela poderia existir atualmente ou ter existido no passado, em quais locais a vida poderia surgir e que sinais poderíamos usar para reconhecer a vida caso existisse em outros corpos planetários. Além de nos ajudarem a responder perguntas fundamentais da Biologia e Astrobiologia, os extremófilos têm se mostrado extremamente interessantes para a Biotecnologia. Uma das abordagens utilizadas por nós é o estudo dos extremófilos isolados de amostras coletadas em locais extremos, ensaios de sobrevivência a estresses ambientais e posterior identificação por sequenciamento de DNA. Para a Astrobiologia, são procurados os chamados Ambientes Análogos (ambientes terrestres que possuam uma ou mais condição físico-química em comum com um ambiente extraterrestre de interesse). A linha de estudo explorada pela monitora consiste no estudo em larga escala de microrganismos resistentes a altas concentrações de NaCl e a incidência de radiação UV-C provenientes de ambientes brasileiros potencialmente análogos a Marte. Laboratório de Neurociência Molecular Responsável: Profa.Dra. Bettina Malnic Monitor: Rafaella Gonçalves Naressi O olfato é considerado um dos sentidos mais importantes para mamíferos, pelo seu caráter protetivo na sobrevivência com a percepção de perigos e predadores no ambiente ao seu redor e também por seus caráteres social e alimentar. Receptores olfatórios são receptores acoplados à proteína G, formando uma família com mais de 400 genes nos seres humanos e mais de 1000 em camundongos. Cada receptor olfatório é capaz de discriminar diferentes odorantes de forma combinatorial, levando a ativação dos neurônios olfatórios e dando início a transdução de sinais em vias intracelulares. No laboratório, investigamos as bases moleculares envolvidas neste processo e a distribuição e expressão dos genes destes receptores pelo genoma. Além dos neurônios olfatórios, os receptores são encontrados em diversos tecidos do corpo humano, como próstata, coração e outros. Em alguns tipos de células cancerígenas, a expressão de receptores olfatórios sofre alterações em comparação às células saudáveis do mesmo tecido. Essa expressão anormal e a ativação destes receptores pode ativar vias de sinalização não-canônicas, alterando o curso da doença e sendo até mesmo considerado como possível alvo terapêutico. Neste âmbito, estudamos a expressão de receptores olfatórios na leucemia mielóide aguda, caracterizada pela proliferação de progenitores imaturas da linhagem mielóide, mais comum em adultos e idosos devido a hematopoiese clonal que leva ao acúmulo de mutações na linhagem. Em nossos experimentos avaliamos a expressão dos receptores olfatórios por análises bioinformáticas e também por RT-PCR em linhagens celulares comerciais de leucemia mielóide aguda e pacientes do Instituto Nacional do Câncer (INCA-RJ). Por meio de ensaios dose-resposta com as linhagens celulares analisamos também os efeitos da ativação dos receptores olfatórios por odorantes. Entretanto, são poucos os receptores olfatórios deorfanizados, ou seja, com um odorante estabelecido como responsável por sua ativação. Portanto, realizamos também a deorfanização dos receptores por meio de sistema heterólogo. Laboratório de Estabilidade Genômica Responsável: Prof. Nicolas Carlos Hoch Monitora: Victoria Chaves Ribeiro As informações necessárias para o funcionamento celular estão contidas no genoma das células. Logo, é de suma importância que os processos que envolvem o material genético sejam extremamente bem regulados para que este seja preservado. Também é preciso lembrar que o DNA é uma molécula susceptível à danos e erros. É estimado na literatura que ocorrem aproximadamente 10 5 danos espontâneos no DNA por célula por dia. Caso estas lesões não possam ser reparadas, elas podem levar a mutações ou a morte celular. Para manter a integridade genômica, os organismos desenvolveram evolutivamente diversos mecanismos, à exemplo das vias de reparo de DNA, pontos de checagem do ciclo celular e modificações pós-traducionais de proteínas. Essas modificações pós-traducionais, como ubiquitinação, fosforilação e a adição de unidades de ADP-ribose, permitem uma rápida sinalização celular, importantes para diversas atividades celulares, como sinalização à danos no DNA, degradação de proteínas e morte celular programada. Nesse contexto, no Laboratório de Estabilidade Genômica estudamos como as células humanas sinalizam e reparam os diferentes tipos de danos ao DNA e as implicações de defeitos nessas vias no ser humano, com enfoque na ADP-ribosilação (um tipo de modificação pós-traducional). Para isso, realizamos o cultivo de células humanas de linhagem e primárias e utilizamos técnicas como PCR, Western Blotting, microscopia de fluorescência, ensaio de sobrevivência clonogênica, clonagem, edição genômica com CRISPR/Cas9 e siRNA. Recentemente também estamos interessados em entender o papel da ADP- ribosilação em infecções virais e em um tipo de morte celular programada conhecida como parthanatos. Laboratório de Bioluminescência de Fungos (LBF) Responsável: Prof. Cassius Vinicius Stevani Monitora: Bianca de Barros Nóbrega A emissão de luz por cogumelos bioluminescentes foi descrita pela primeira vez por Aristóteles e permaneceu um mistério durante séculos. O laboratório de bioluminescência de fungos surge da necessidade de se entender questões fundamentais sobre o fenômeno, tais como: Qual a função ecológica e bioquímica da bioluminescência? Quais os genes e as enzimas responsáveis pela emissão de luz? Quais vias metabólicas estão envolvidas? A emissão de luz segue ritmo circadiano? Após a identificação de diversos fungos bioluminescentes brasileiros, o Professor Stevani, seus alunos e colaboradores começaram a responder muitas dessas questões. As enzimas responsáveis pela bioluminescência do fungo são HispS, H3H, Luz e CPH e compõem o Ciclo do Ácido Cafeico. A enzima luciferase (Luz) é específica para cada organismo, e seu gene pode ser utilizado como gene repórter intracelular, como ocorre com a GFP (proteína fluorescente verde de águas-vivas). O estudo da bioluminescência promove o desenvolvimento de diversas ferramentas analíticas para distintos propósitos, como bioensaios para monitorar contaminação microbiana, além do uso de genes responsáveis pela luz como sondas para monitoramento in vivo, permitindo gerar novos conhecimentos acadêmicos e aplicações acadêmicas, ambientais e clínicas. Além do estudo da bioluminescência de fungos, em 2020 o grupo iniciou estudos sobre metagenômica ambiental. O projeto que já coletou e analisou águas de represas, como a Guarapiranga e de lagoas naturais, visa levantar informações sobre a biodiversidade de micro-organismos e genes envolvidos em processos metabólicos em corpos d'água, especialmente no bioma da Mata Atlântica. O grupo realiza trabalho de campo e em laboratório. Realiza coleta de cogumelos na Mata Atlântica, isola o micélio e mantém as culturas em estufas climatizadas e preservadas em Castellani. Utiliza diversas técnicas para desvendar as perguntas levantadas como síntese orgânica para preparar substratos de enzimas, purifica e isola luciferinas, conduz experimentos de marcação isotópica e cinéticos para elucidar mecanismos de emissão de luz, técnicas de PCR (reação em cadeia da polimerase), RT-qPCR para avaliar a expressão gênica, clonagem e expressão de proteínas em bactérias, desenvolvimento de protoplastos, experimentos circadianos, sequenciamento por MinION, bem como diversas análises de bioinformática. O trabalho do grupo é multidisciplinar, entre biologia e química, navegando pela taxonomia, ecologia, microbiologia, química orgânica, fotoquímica, fotobiologia, bioquímica, biologia molecular e bioinformática. Laboratório de Toxinologia Aplicada – Instituto Butantan Orientadora: Dra Solange Maria Toledo Serrano. Monitor: Joanderson Pereira Cândido da Silva. Acidentes ofídicos são considerados um problema de saúde pública a nível global. No Brasil, a maior parcela de casos é provocada por envenenamentos com serpentes do gênero Bothrops. Venenos de serpentes desse gênero são compostos por diversas toxinas que atuam em conjunto para desregular os sistemas homeostáticos dos organismos de suas presas causando mudanças importantes em nível molecular, celular, tecidual e do organismo como um todo. Localizado nas dependências do Instituto Butantan, o Laboratório de Toxinologia Aplicada – LETA tem como foco a caracterização de venenos e o estudo das respostas celulares de tecidos e organismos afetados por venenos e toxinas isoladas de diferentes venenos das serpentes brasileiras. Para o entendimento da complexidade da resposta desencadeada por estas toxinas são necessárias aplicações de metodologias integrativas, bem como abordagens experimentais analíticas e computacionais. As abordagens para estudar os efeitos locais e sistêmicos induzidos por venenos e toxinas devem considerar a resposta do hospedeiro ao envenenamento, ou seja, a resposta regulada do organismo ao veneno exibida como mudanças na expressão gênica e alterações em vias de sinalização. Seguindo essa linha, os estudos do laboratório se distribuem sob as áreas da imunologia, farmacologia, transcriptômica, proteômica e análises computacionais, reunindo esforços para esclarecer os mecanismos moleculares de resposta do hospedeiro a toxinas de aranhas, serpentes e peixes. Integrando o LETA, na Área de Proteômica Funcional, empregam-se técnicas de química e bioquímica de proteínas, tais como: espectroscopia, espectrometria de massas, microscopia, purificação por cromatografia líquida, enzimologia, buscando estabelecer a caracterização biológica e estrutural de enzimas proteolíticas de venenos de serpentes. A investigação sobre as atividades de serinoproteinases de venenos de serpentes (SVSPs, na sigla em inglês) em sistemas biológicos complexos têm permitido avaliar vários aspectos da severidade dos envenenamentos. PA-BJ (Platelet-Aggregating proteinase) é uma SVSP isolada do veneno da B. jararaca. Essa proteinase induz agregação plaquetária por meio da ativação proteolítica dos receptores PAR-1 e PAR-4. Nesse contexto, o objetivo geral em meu estudo é a caracterização dos efeitos desta SVSP sobre células endoteliais de pulmão, células musculares lisas vasculares, fibroblastos e pericitos, para investigar seu papel no envenenamento, em nível tecidual. Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” Departamento de Ciências Biológicas Laboratório de Desenvolvimento e Crescimento Vegetal Monitor: Luís Felipe Correa da Silva Fundado no ano de 2018 pela Prof.ª Dr.ª Nubia Barbosa Eloy, o Laboratório de Desenvolvimento e Crescimento Vegetal da ESALQ/USP tem como objetivo compreender como os processos moleculares regulam o desenvolvimento (alterações morfológicas e fisiológicas que ocorrem no corpo da planta ao longo de sua história de vida) e o crescimento (aumento irreversível dos órgãos vegetativos da planta) vegetal. Na maioria dos casos, o tamanho final dos organismos pode ser correlacionado ao número total de células, bem como o tamanho das mesmas, fazendo com que a divisão celular seja a principal responsável pelo crescimento vegetal. O progresso do ciclo celular requer um fino controle espaço-temporal de proteínas regulatórias para a correta duplicação do DNA, e a consequente distribuição do material genético recém copiado para as células filhas durante a mitose. Em plantas, assim como em outros eucariotos, a regulação do ciclo celular depende da atividade de quinases, ou CDK (cyclin-dependent kinases). A atividade das CDKs, a qual é crucial em ambas as fases de transição do ciclo celular (G1-S e G2-M), é regulada por meio da associação com subunidades regulatórias, chamadas de ciclinas, através de fosforilação, defosforilação, interação com proteínas inibitórias e proteólise. A proteólise de proteínas regulatórias do ciclo celular ocorre por meio da via mediada por ubiquitina, a qual garante a irreversibilidade do processo. A especificidade da proteólise é obtida ao nível da enzima E3 ligase, que marca o substrato para ubiquitinação. As E3 ligases têm papéis chaves em diversos processos, especialmente no ciclo celular. As duas principais E3 ubiquitina ligases envolvidas no ciclo celular são: Skp1-cullin-Fbox (SCF), e o Complexo Promotor da Anáfase/Ciclossomo (APC/C). Atualmente, os projetos desenvolvidos no laboratório visam compreender o papel do ciclo celular no metabolismo vegetal por meio do estudo do papel desempenhado pelo APC/C neste processo. Para isso, são realizadas análises fenotípicas de plantas de Arabidopsis thaliana, em que os níveis de expressão de cada uma das subunidades do APC/C estão alterados. Dentre as técnicas mais utilizadas diariamente, temos: PCR, qPCR, eletroforese em gel de agarose, clonagem, extração de RNA e DNA, transformação bacteriana, cultivo de células bacterianas, transformação de plantas, cultivo de plantas transgênicas em casa de vegetação certificada e in vitro, cruzamento entre linhagens de plantas e diferentes análise fenotípicas, como área foliar, tamanho total da planta e tamanho da raiz. |
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Carga Horária: |
80 horas |
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Tipo: | Optativa | ||||
Vagas oferecidas: | 200 | ||||
Ministrantes: |
Carlos Takeshi Hotta Guilherme Andrade Marson Nicolas Carlos Hoch |
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