Marcos Silveira Buckeridge COORDENADOR(A)
Título do Projeto: instituto nacional de ciência e tecnologia do bioetanol
Resumo: A proposta do INCT para o próximo período visa integrar os conhecimentos obtidos nos últimos 6 anos para montar uma série de consórcios de enzimas que sejam capazes de hidrolisar a parede celular da cana com eficiência e rapidez. O foco principal será a combinação de consórcios enzimáticos com biomassas de cana de diferentes variedades e de plantas transformadas geneticamente de forma a encontrar as combinações que incrementem o processo de hidrólise. A ideia é encontrar os diferentes padrões de correspondência entre as variações nas composições da parede oriundas das populações e variedades geneticamente conhecidas e os diferentes consórcios de enzimáticos (cerca de 70 hidrolases distintas que são parte da coleção do INCT), bem como enzimas engenheiradas por biologia molecular. Para efetivar esta integração, será montado um sistema de análise de sacarificação de biomassa utilizando inicialmente coquetéis comerciais. Amostras de biomassa de cana com diferentes graus de susceptibilidade à sacarificação serão analisadas em maior profundidade de forma a compreender mais profundamente a variabilidade química que influencia a hidrólise. Isto possibilitará encontrar marcadores genéticos de parede celular que permitam ampliar ainda mais a busca de variedades com sacarificação aumentada no âmbito de programas de melhoramento genético. Paralelamente, genes de hidrolases de parede celular de cana serão silenciados ou ativados em plantas de cana. Na primeira fase do projeto INCT-Bioetanol, compilamos uma coleção de genes de hidrolases da própria cana, relacionados aos domínios arquitetônicos da parede celular. Manipulando esses genes, será possível avaliar os respectivos impactos sobre três fatores limitantes da hidrólise: porosidade, código glicômico e estrutura macrofibrilar da biomassa. O objetivo é produzir uma variedade de cana que possua mecanismos internos de facilitação da hidrólise, induzíveis por métodos de ativação externa que permitam fazer com que as plantas passem expressar enzimas hidrolíticas no momento desejado. O impacto do conhecimento e controle sobre os processos de síntese e degradação da parede celular da cana vai, no entanto, muito além do desenvolvimento de tecnologias para a produção de etanol. Através do controle dos processos de formação e hidrólise da parede celular, uma série de possibilidades se tornam mais viáveis no sentido do uso das usinas como biorrefinarias. Um exemplo é a possibilidade de utilização da cana, bem como outras plantas como biofábricas para polímeros complexos de interesse industrial como lignanas ou polissacarídeos hemicelulósicos (p.ex. hemiceluloses como o β-glucano e o xiloglucano) permitindo a aplicação destes polímeros como aditivo de alimentos, para cosméticos e medicamentos. Portanto, os conhecimentos que o INCT do Bioetanol deverá produzir em sua segunda fase, permitirão ao Brasil se aproximar ainda mais da entrada do setor de cana na fase ainda mais ampla de biorefinaria, apresentando alta flexibilidade na confecção de produtos de caráter altamente sustentável e de grande valor econômico. Deve-se salientar ainda o fato de que o desenvolvimento de tecnologias que viabilizem a hidrólise eficiente dos resíduos lignocelulósicos da cana terá impacto sobre outros processos em desenvolvimento no mundo, uma vez que as paredes celulares de outras gramíneas usadas para produção de etanol (milho, arroz, sorgo e miscanto) são similares à cana. Assim, esta conquista tecnológica tem potencial para trazer o Brasil de volta à posição de exportador de tecnologia 2G, criando divisas internacionais de grande importância na área de energias renováveis. Em mais uma via paralela, o INCT-Bioetanol já tem informações suficientes para poder desenhar estratégias de engenharia biológica da cana no sentido de produzir plantas que tenham (ou que produzam quando necessário) paredes celulares mais susceptíveis à hidrólise. Este tipo de tecnologia abre caminho para o uso de engenharia de plantas em outras gramíneas de grande valor econômico como milho, trigo e sorgo, que estão entre as culturas agrícola mais importante no planeta.
Marcos Tavares Dias COORDENADOR(A)
Título do Projeto: ação de óleo essencial de piper callosum, piper hispidum e piper marginatum (piperaceae) em monogeneas de colossoma macropomum (serassalmidae): eficácia, hematologia e histopatologia
Resumo: A fitoterapia é uma alternativa promissora para uso na piscicultura, mas há ainda poucos estudos sobre a atividade antiparasitária de óleos em ectoparasitos de peixes, considerando o conhecimento de cerca de 3.000 espécies óleos essenciais. Este estudo tem como objetivo geral estabelecer estratégias, in vitro e in vivo, para controle e tratamento contra monogenea de Colossoma macropomum usando óleo essencial de Piper callosum, Piper hispidum e Piper marginatum. Assim, esta proposta tem como objetivos específicos Determinar os componentes químicos majoritários do óleo essencial de P. callosum, P. hispidum e P. marginatum; Avaliar o tempo e concentrações, in vitro e in vivo, desses óleos essenciais com eficácia contra monogeneas de tambaqui; Determinar a tolerância da concentração de cada óleo essencial para tambaqui; Estudar os possíveis efeitos histológicos das concentrações desses óleos essenciais nas brânquias de tambaqui; Descrever os efeitos sanguíneos das concentrações de óleos essenciais usados nos banhos terapêuticos de tambaqui; Analisar as alterações morfológicas em monogeneas expostas aos óleos essenciais usando microscopia eletrônica de varedura e indicar a melhor concentração de cada óleo s estratégias para tratamento contra monogeneas.Os resultados in vitro indicarão possíveis efeitos dose-dependente desses três óleos. A melhorar concentração de cada óleo que será usada nos banhos terapêuticos (in vivo) para avaliar a eliminação de monogeneas das brânquias de C. macropomum, após teste prévio da tolerância dos peixes. Após os banhos terapêuticos serão avaliados ainda os efeitos do óleo de P. callosum, P. hispidum e P. marginatum na morfologia estrutural das brânquias e em parâmetros sanguíneos dos peixes expostos. Devido ao potencial bioativo de P. callosum, P. hispidum e P. marginatum espera-se indicar as possíveis concentrações para controle e tratamento contra monogenea das brânquias de C. macropomum para uso na piscicultura