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Genômica funcional de fungos de importância médica, ambiental e biotecnológica Nalu T. A. Peres Laboratório de Genética e Biologia Molecular de Fungos Profa. Dra. Nilce M. Martinez Rossi Departamento de Genética – FMRP-USP Fungos • Organismos eucariotos, uni ou pluricelulares, apresentam parede celular (quitina); • Morfologicamente diversos (macro e microscópicos); • Cogumelos, leveduras e filamentosos (bolores); • Heterotróficos - nutrição por absorção secreção de uma ampla variedade de enzimas digestivas que clivam macromoléculas; • Saprófitos - absorvem os nutrientes da matéria morta; • Mutualistas - associação benéfica com outros organismos; • Patógenos - absorvem os nutrientes do tecido hospedeiro (infecções em plantas e animais). Fungos – importância biológica Ambiental: decomposição de matéria orgânica. Alimentação: Cogumelos Leveduras Saúde pública: aumento na incidência de infecções fúngicas, devido ao elevado número de individuos imunocomprometidos. Economia: fitopatógenos Filamentosos: Penicillium roqueforti Interesse biotecnológico Descoberta da penicilina (Alexander Flemim, 1928) Leveduras • Produção de antibióticos, enzimas, biocombustíveis; • Excelentes hospedeiros para expressão heteróloga de proteínas (interesse farmacêutico, industrial, ambiental); • Organismos modelo para estudo de biologia celular, regulação de expressão gênica, etc. Pichia pastoris Saccharomyces cerevisiae • Patógenos humanos, em pacientes imunocomprometidos e saudáveis – infecções de cutâneas, subcutâneas, disseminadas e invasivas (candidíases, meningite criptococócica). Candida albicans Cryptococcus neoformans Fungos filamentosos Aspergillus Penicillium Fungos Dimórficos Paracoccidioides brasiliensis Histoplasma capsulatum Morfologia dos fungos filamentosos • Micélio – composto por filamentos tubulares individuais, denominados hifas. • Hifas septadas ou cenocíticas. A presença de poros nos septos permite a circulação de organelas citosólicas e moléculas entre as células. •Algumas espécies produzem esporos sexuais, e o micélio é então organizado em uma estrutura denominada corpo de frutificação. Fungos – estruturas e formas de reprodução Esporangióforo Conidióforo Asco Reprodução – fungo modelo Aspergillus nidulans Experimentos de genética clássica em A. nidulans Cruzamento de linhagens complementares Grupos de ligação: linhagem Master apresenta marcadores genéticos cromossomo-específicos (auxotrofias e resistência a drogas). Identificação de genes de resistência em A. nidulans O fungo patogênico Trichophyton rubrum • Genes envolvidos na patogenicidade, • Resistência e resposta a agentes antifúngicos, • Adaptação ao ambiente – mudanças no pH. Fungo imperfeito (deuteromiceto): ciclo sexual não descrito. Genômica funcional – Knock out gênico Papel do gene TruMDR2 (transportador ABC) na suscetibilidade a drogas (Fachin et. al., 2006, J. Med. Microbiol. 55:1093) e na patogenicidade de T. rubrum (Maranhão et. al., 2009, J. Med. Microbiol. 58:163). WT TruMDR2 Genômica funcional – Knock out gênico PacC WT SGA WT SGA + Higromicina Ensaio de patogenicidade in vitro: Infecção ex vivo de unha WT PacC PacC Genômica funcional – análise da expressão gênica Bibliotecas de subtração Ligação de adaptadores ao cDNA teste Hibridação PCR com oligos específicos para os adaptadores Genômica funcional – análise da expressão gênica Genes expressos em pH ácido Modulação do pH ambiente Genômica funcional – análise da expressão gênica Genes expressos em pH alcalino Genômica funcional – análise da expressão gênica Genômica funcional – análise da expressão gênica BMC Microbiology (in press) Genômica funcional – análise da expressão gênica Identificação de genes envolvidos na infecção ex vivo de pele humana Subtilisina protease 5 Nosso grupo! Laboratório de Genética e Biologia Molecular de Fungos (FMRP): Profa. Dra. Nilce M. Martinez Rossi Jeny Cursino Santos Fernando Segato Fernanda Maranhão Fernanda Paião Henrique Silveira Juliana Falcão Luciene Coelho Rodrigo Cazzaniga Tiago Gabriela Felix Mendelson Mazucato Roseli de A. Ferreira Pablo R. Sanches Marcos Obrigada! Laboratório de Bioquímica e Biologia Molecular de Fungos (FMRP): Prof. Dr. Antonio Rossi Filho Diana Gras Emiliana Silva Ernna Oliveira Janaina F. Silva Juliana Leal Vivian Cipriano Niege Glauce
