Bioinformática Fúngica
Prospecção Computacional, Nutricional e Química de Compostos Naturais em Cogumelos Silvestres da Bahia
Situação: Em Execução – 2023 – Atual
Natureza: Pesquisa
Financiador(es): CNPq
Coordenador: Alexandre Rafael Lenz
Descrição: Os cogumelos representam cerca de 22 mil espécies de importância ecológica, nutricional e medicinal com cerca de 130 atividades biológicas (antitumorais, imunomoduladoras, antioxidantes, etc.) relatadas. Cerca de 400 espécies de cogumelos silvestres que ocorrem no Brasil são potencialmente comestíveis, no entanto, pouco se conhece sobre os compostos naturais bioativos que elas produzem, devido à escassez de estudos nesta área. Também é importante salientar que as espécies de cogumelos comercializadas atualmente no Brasil não são espécies nativas. Os fungos têm a capacidade de produzir ou acumular uma enorme diversidade de compostos bioativos que podem ter efeitos benéficos, mas também prejudiciais à saúde humana. Os chamados metabólitos secundários servem naturalmente como “sistemas de defesa” antimicrobianos e, portanto, são produzidos apenas sob condições ambientais ou estágios muito específicos em seu ciclo de vida. No entanto, como essas condições complexas são difíceis ou mesmo impossíveis de imitar em ambientes de laboratório, apenas uma pequena fração da verdadeira diversidade química dos fungos é conhecida até agora. Isso também implica que um grande espaço para produtos farmacêuticos potencialmente novos permaneça inexplorado. Este projeto tem como objetivo a proposição de métodos computacionais genômicos baseados em aprendizado de máquina e alinhamento de sequências para mineração em genomas de espécies de cogumelos, a fim de identificar suas potencialidades químicas, medicinais e nutricionais, com foco na segurança alimentar e na saúde humana. A partir dos genomas sequenciados e anotados de cogumelos silvestres da Bahia, a utilização de métodos computacionais genômicos permite detectar os conjuntos de genes responsáveis pela produção ou acumulação desses compostos bioativos. É importante destacar que os métodos computacionais genômicos também poderão ser utilizados para outros conjuntos de genes de interesse como, por exemplo, genes responsáveis pela produção de enzimas que degradam plásticos, genes responsáveis pelo absorção e acúmulo de metais tóxicos ou micronutrientes importantes para nutrição. Por fim, conhecer os potenciais biotecnológicos e econômicos de cogumelos silvestres da Bahia é promissor e inovador para estudos de prospecção de novos biofármacos e alimentos funcionais, alavancando a obtenção de (bio)processos e (bio)produtos.
Alunos envolvidos:
Graduação: (6)
Evelyn Souza Ferreira – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Caio Seixas De Melo – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Luiza De Sá Florentino Limoeiro – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Carlos Eduardo Carvalho Correia – Nutrição – DCV-I – UNEB
Maria Paula Machado Cardoso – Farmácia – DCV-I – UNEB
Nandjane Silva Bôa Morte – Farmácia – DCV-I – UNEB
Associação Genótipo-fenótipo em Novas Espécies de Fungos: Construção de Uma Base de Dados e Desenvolvimento de Ferramenta Bioinformática para Análise De Correlações Genótipo-Fenótipo
Situação: Em Execução – 2023 – Atual
Natureza: Pesquisa
Financiador(es): CNPq
Coordenador: Diego Gervasio Frías Suárez
Descrição: O presente projeto tem como objetivo realizar a associação genótipo-fenótipo em novas espécies de fungos por meio da construção de uma base de dados específica e da aplicação de técnicas de bioinformática. Para isso, serão coletadas amostras de diferentes espécies de fungos em diversas regiões da Bahia, e serão realizadas análises fenotípicas, como crescimento em diferentes meios de cultura e produção de metabólitos secundários. Em seguida, serão realizadas análises genômicas, como sequenciamento e montagem do genoma e anotação funcional dos genes. Com base nos dados fenotípicos e genômicos, serão construídas bases de dados específicas para cada espécie de fungo, combinando informações sobre características fenotípicas e genéticas. Por fim, serão aplicadas técnicas de mineração de dados e de aprendizado de máquina para a associação genótipo-fenótipo, visando identificar os genes e as vias metabólicas envolvidos nas características fenotípicas de interesse. Espera-se que este projeto contribua para a compreensão da relação entre genótipo e fenótipo em novas espécies de fungos, possibilitando a identificação de novos metabólitos com potencial biotecnológico.
Alunos envolvidos:
Graduação: (3)
Reinilson Bispo De Assis Souza – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Bruno Rodrigues Conceição – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Luíz Vinícius Pereira de Oliveira Souza – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Prospecção Biológica, Química, Nutricional e Computacional de Compostos Naturais em Cogumelos Silvestres do Brasil
Situação: Em Execução – 2023 – Atual
Natureza: Pesquisa
Financiador(es): CNPq
Coordenador: Alexandre Rafael Lenz
Descrição: Os cogumelos representam cerca de 22 mil espécies de importância ecológica, nutricional e medicinal com cerca de 130 atividades biológicas (antitumorais, imunomoduladoras, antioxidantes, etc.) relatadas. Cerca de 400 espécies de cogumelos silvestres que ocorrem no Brasil são potencialmente comestíveis, no entanto, pouco se conhece sobre os compostos naturais bioativos que elas produzem, devido à escassez de estudos nesta área. Também é importante salientar que as espécies de cogumelos comercializadas atualmente no Brasil não são espécies nativas. Os fungos têm a capacidade de produzir ou acumular uma enorme diversidade de compostos bioativos que podem ter efeitos benéficos, mas também prejudiciais à saúde humana. Os chamados metabólitos secundários servem naturalmente como “sistemas de defesa” antimicrobianos e, portanto, são produzidos apenas sob condições ambientais ou estágios muito específicos em seu ciclo de vida. No entanto, como essas condições complexas são difíceis ou mesmo impossíveis de imitar em ambientes de laboratório, apenas uma pequena fração da verdadeira diversidade química dos fungos é conhecida até agora. Isso também implica que um grande espaço para produtos farmacêuticos potencialmente novos permaneça inexplorado. Este projeto tem como objetivo estudar os cogumelos silvestres da Bahia e outras regiões do Brasil, e suas potencialidades químicas, medicinais e nutricionais, em relação aos mecanismos moleculares para a produção e/ou acumulação de espécies químicas (orgânicas e inorgânicas) bioativas. Este projeto também visa a proposição de métodos computacionais genômicos baseados em aprendizado de máquina e alinhamento de sequências para mineração em genomas de espécies de cogumelos, a fim de identificar suas potencialidades químicas, medicinais e nutricionais, com foco na segurança alimentar e na saúde humana. A partir dos genomas sequenciados e anotados de cogumelos silvestres da Bahia, a utilização de métodos computacionais genômicos permite detectar os conjuntos de genes responsáveis pela produção ou acumulação desses compostos bioativos. É importante destacar que os métodos computacionais genômicos também poderão ser utilizados para outros conjuntos de genes de interesse como, por exemplo, genes responsáveis pela produção de enzimas que degradam plásticos, genes responsáveis pelo absorção e acúmulo de metais tóxicos ou micronutrientes importantes para nutrição. Por fim, conhecer os potenciais biotecnológicos e econômicos de cogumelos silvestres da Bahia é promissor e inovador para estudos de prospecção de novos biofármacos e alimentos funcionais, alavancando a obtenção de (bio)processos e (bio)produtos.
Pesquisadores:
Aníbal de Freitas Santos – Farmácia – DCV-I – UNEB
Diego Gervasio Frías Suárez – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Nelson Menolli Júnior – IFungiLab – IFSP
Alunos envolvidos:
Graduação: (8)
Carlos Eduardo Carvalho Correia – Nutrição – DCV-I – UNEB
Luan Henrique Santos Barreto – Farmácia – DCV-I – UNEB
Maria Paula Machado Cardoso – Farmácia – DCV-I – UNEB
Nandjane Silva Bôa Morte – Farmácia – DCV-I – UNEB
Mestrado: (3)
Eliabe Sousa Da Silva – PPGQA – DCET-I – UNEB
Pós-doc: (1)
Gustavo Souza Dos Santos – PPGFARMA – DCV-I – UNEB
Laboratório do Grupo de Pesquisa em Bioinformática e Biologia Computacional (G2BC)
Situação: Concluído – 2022 – 2023
Natureza: Pesquisa
Financiador(es): PROINOVAÇÃO – UNEB
Coordenador: Alexandre Rafael Lenz
Descrição: À medida que o poder computacional aumenta e se torna mais acessível, a era da bioinformática acelerará nossa capacidade de entender e enfrentar os desafios globais como nunca antes. Desde descobrir novos antibióticos até combater pandemias ou tornar a agricultura mais sustentável, a promessa é grande e as aplicações já estão surgindo. A bioinformática é um amplo campo de pesquisa científica que combina biologia, ciência da computação, ciência de dados, matemática e estatística para conduzir a análise da grande quantidade de dados associados à biociência moderna. Nesta era pós-revolução genômica, uma grande quantidade dessas informações está relacionada ao estudo de DNA, RNA e proteínas, e às complexas redes e ecossistemas nos quais os organismos vivos interagem, bem como os metadados crucialmente importantes que colocam os dados “ômicos” no contexto. Este projeto objetiva a criação do Grupo de Pesquisa em Bioinformática e Biologia Computacional (G2BC) e a implementação do Laboratório do G2BC, vinculados ao Colegiado de Sistemas de Informação, Departamento de Ciências Exatas e da Terra do Campus I (DCET-I) da Uneb. A redação deste projeto tem como meta o levantamento de recursos financeiros a partir do Edital de Pesquisa Aplicada e Inovação 033/2022. A estruturação física do Laboratório ocorrerá no SI Coworking Lab, localizado ao lado da Sala dos Professores do Colegiado de Sistemas de Informação, contempla a aquisição de uma Workstation e a contratação de um Servidor Nuvem Privada para hospedar Aplicações Web desenvolvidas pelo G2BC para comunidade científica. Com a estruturação do G2BC e do laboratório, esperamos alavancar as pesquisas do grupo, elevando a Uneb a um patamar de referência nas linhas de pesquisa de bioinformática fúngica e bioinformática viral. Por fim, o desenvolvimento de aplicações Web de bioinformática para fungos e vírus atendem ao enfrentamento dos desafios globais da atualidade, destacando a importância da disponibilização pública e gratuita das aplicações desenvolvidas para uso da comunidade científica.
Pesquisadores:
Diego Gervasio Frías Suárez – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Maria Inés Valderrama Restovic – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Cláudio Alves de Amorim – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Micotrilhas Turísticas no Parque Nacional da Chapada Diamantina e no Parque Estadual da Serra do Conduru
Situação: Em andamento – 2022 – Atual
Natureza: Pesquisa
Financiador(es): Fundação Grupo Boticário de Proteção à Natureza
Coordenadora: Ana Paula Trovatti Uetanabaro – LABMA – UESC
Descrição: Existem aproximadamente 70.000 espécies conhecidas de fungos. Eles são seres fundamentais dos ecossistemas e têm recebido menos atenção do que a Flora e Fauna, embora onipresentes e de natureza altamente diversificada, formando seu próprio conjunto de organismos, a Funga. Pesquisas recentes mostram que a diversidade de fungos podem ser a chave para a sobrevivência de ecossistemas em um planeta em aquecimento. O PNCD e o PESC carecem de pesquisas sobre este reino e ações de conservação mais específicas, principalmente quando se trata de conservação de fungos. Para transformar o contexto atual é possível estabelecer parcerias com pesquisadores e instituições de referência em diferentes áreas para: 1) Aprofundar os conhecimentos sobre os macrofungos nas duas regiões, a partir de um estudo biogeográfico para mapear a ocorrência de espécies. Com os registros, elaborar um guia digital de identificação de espécies e utilizar este material para capacitar e empoderar guias, comunidades locais e turistas sobre a importância e conservação dos fungos. Os estudos biogeográficos e dados bióticos, abióticos e antrópicos dos Parques vão servir como base para 2) Elaborar um Plano de Conservação de Macrofungos para as Micotrilhas, como estratégia de sustentabilidade para que os ambientes não se deteriorem com a visitação e garanta a continuidade do projeto; e, a partir de então 3) implementar as ações de conservação definidas no Plano tendo como foco, o treinamento dos guias, que estrategicamente irão monitorar e controlar a implementação das ações propostas. E, por fim, 4) avaliar o impacto das ações realizadas a partir de um relatório de perfil demográfico e satisfação dos turistas. Espera-se que os roteiros micológicos guiados permitam que os turistas conheçam a biodiversidade de macrofungos dos parques e entendam a importância da Funga para a sustentabilidade dos ecossistemas trazendo benefícios à população, com oportunidade de geração de renda, promovendo lazer e saúde.
Pesquisadores:
Ana Paula Trovatti Uetanabaro
Alexandre Rafael Lenz – G2BC – UNEB
Alexandre G. Silva-Filho
Aristóteles Góes Neto
José Luiz Bezerra
João Paulo Torres Coutinho
Nara Lina Oliveira Coutinho
Mariana Pelin Villani
Renata Vieira Del Nero
Gustavo Andrade de Brito
Carlos Marinho de Souza Neto
Mariana de Paula Drewinski
Frederico Deccó de Siqueira
Giedre Assis Fernandes dos Santos Ribeiro
Samuel de Carvalho Silva
Caio Seixas De Melo – G2BC – UNEB
Luiza De Sá Florentino Limoeiro – G2BC – UNEB
Bioinformática Fúngica Aplicada à Construção e Análise de Redes de Regulação de Genes
Situação: Em andamento – 2021 – Atual
Natureza: Pesquisa
Coordenador: Alexandre Rafael Lenz
Descrição: Os fungos podem ser utilizados em estratégias contra doenças humanas, estratégias contra doenças de plantas, aprimoramento da agricultura, produção de alimentos e bebidas e estratégias para salvar o planeta. Novas tecnologias e ferramentas computacionais, permitem a solução de problemas na medicina, manufatura e agricultura, impactando diretamente na sustentabilidade global. A expressão de genes é regulada por um sistema regulatório complexo, resultando em um amplo interesse de pesquisadores e indústrias de diversas áreas. A caracterização dos fatores de transcrição (FTs), assim como dos demais mecanismos de regulação, são fundamentais para compreender a expressão dos genes. Metodologias in silico, utilizando análises computacionais como as realizadas neste projeto, são cruciais para a escalabilidade das tecnologias fúngicas, proporcionando uma redução significativa de custo e tempo. Este Projeto de Pesquisa engloba os subprojetos que fazem parte da linha de pesquisa Bioinformática Fúngica do Grupo de Pesquisa em Bioinformática e Biologia Computacional (G2BC). FunRegulation tem como objetivo construir uma plataforma web que permite a construção e visualização de Redes de Regulação de Genes a partir da caracterização in silico dos mecanismos reguladores que atuam na expressão gênica de fungos.
Alunos envolvidos:
Graduação: (5)
Pedro Victor Santana Benevides – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Gabriel Antônio Alves de Amorim – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Samuel Santos Vieira – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Evelyn Souza Ferreira – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Jhonatas Santana dos Anjos – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Brazilian Edible Mushrooms
Situação: Em andamento – 2019 – Atual
Natureza: Pesquisa
Coordenador: Nelson Menolli Júnior – IFungiLab – IFSP
Descrição: Popularmente conhecidos como cogumelos, os fungos macroscópicos representam cerca de 22 mil espécies de importância ecológica, econômica e medicinal, incluindo várias espécies comestíveis e também consideradas como alimentos funcionais devido ao seu valor nutricional e pelos benefícios que proporcionam à saúde humana. Apesar da grande diversidade de macrofungos, o cultivo e a comercialização de cogumelos comestíveis no Brasil, embora crescente na última década, chegando a 1.062 toneladas de cogumelos por mês, ainda está restrito à utilização de isolados provenientes de países de clima temperado e limitado a poucas espécies. O uso de isolados não adaptados às nossas condições climáticas resulta em um alto custo na produção para a manutenção de temperaturas baixas durante o cultivo. Além dos registros históricos do uso de cogumelos como alimento por populações indígenas da Amazônia, pouco se sabe sobre a ocorrência de cogumelos comestíveis em áreas de Mata Atlântica. O conhecimento de espécies de cogumelos silvestres pode apresentar-se bastante promissor para estudos de diversidade e cultivo, visando uma futura inserção no mercado nacional de cogumelos comestíveis. Nesse sentido, o presente projeto visa conhecer os cogumelos comestíveis e espécies relacionadas de ocorrência no Brasil e estudar suas potencialidades de cultivo. Para isso, serão realizadas coletas de espécies sabidamente comestíveis em todos os biomas. Após a identificação taxonômica por meio de características morfológicas e moleculares, os cogumelos serão isolados em meio de cultura para avaliação dos principais parâmetros importantes para o cultivo comercial de cogumelos, como: velocidade de crescimento micelial, atividade enzimática, capacidade de adaptação ao substrato de cultivo, potencial de cultivo e composição nutricional. A pesquisa sobre o potencial de cultivo de cogumelos silvestres pode contribuir para o conhecimento da diversidade de macrofungos no país e levar à descoberta de isolados com maior produtividade e mais adaptados às condições locais.
Pesquisadores:
Nelson Menolli Junior
Mariana de Paula Drewinski
Alexandre Rafael Lenz – G2BC – UNEB
Luiza De Sá Florentino Limoeiro – G2BC – UNEB
Bioinformática Viral
Análise de Dados de Epidemiologia Molecular em Arbovírus Utilizando Técnicas de Aprendizado de Máquina
Situação: Planejamento – 2023 – Atual
Natureza: Pesquisa
Financiador(es):
Coordenador: Maria Inés Valderrama Restovic
Descrição: As regiões subtropicais no mundo sofrem com a ocorrência de surtos de grandes epidemias causadas por arbovírus de todo o espectro. O vírus dengue (DENV) aumentou sua transmissão de forma dramática nas duas últimas décadas, tornando este vírus um dos mais importantes agentes patogênicos humanos transmitidos por mosquitos. O surgimento da febre hemorrágica da dengue na maioria dos países tropicais complicou esse cenário e tornou seu controle uma prioridade de saúde pública. De forma semelhante, surtos epidêmicos do vírus chikungunya (CHIKV) e do vírus zika (ZIKV) provocam alertas epidêmicos. Como ainda não existem vacinas consolidadas ou tratamentos específicos, é importante compreender o processo que gera a variabilidade genética em populações naturais de DENV, ZIKV e CHIKV. Em particular, determinar se existem evidências de evolução adaptativa nos DENV, ZIKV e CHIKV, tanto aquelas dirigidas pela pressão seletiva imune, quanto às regiões genômicas envolvidas. A completa caracterização filogenética do DENV, ZIKV e CHIKV, utilizando as técnicas da biologia molecular em conjunto com a compilação de informações clínicas e epidemiológicas relacionadas a estas sequências, são relevantes para a realização de estudos filogenéticos e filogeográficos. Nesse sentido, constituem informações fundamentais para permitir o monitoramento da transmissão de genótipos virais associados ao aparecimento e/ou aumento de casos graves da doença, bem como contribui na identificação de áreas de alta diversidade viral e padrões de fluxo gênico. Com o objetivo de disponibilizar e concentrar a maior quantidade de informação das sequencias dos DENV, ZIKV e CHIKV e estimar o perfil filogenético de cada uma dessas sequências foi criado um Banco de Dados denominado: Arthropod Borne Virus Database (ABVdb) (no português, Banco de dados de Vírus transmitidos por Artrópodes) – hospedado no site www.abvdb.uneb.br. Em operação desde 2018, trata-se de um banco de informações de epidemiologia molecular que contém: características genéticas, clínicas e epidemiológicas dos vírus citado, o que o torna uma ferramenta de bioinformática propícia para a realização de estudos com dados virais. Este projeto tem como objetivos a proposição de métodos computacionais baseados em aprendizado de máquina para a descoberta de conhecimento nos dados contidos no Banco de Dados, assim como, o estudo de novas técnicas computacionais que permitam a atualização e expansão constante do ABVdb e sua integração em um ambiente Web com a atualização das ferramentas de bioinformática a serem publicamente disponibilizadas.
Alunos envolvidos:
Graduação: (2)
Brunna Gabriella De Moura Da Silva – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB
Letícia Costa Oliveira Almeida – Sistemas de Informação – DCET-I – UNEB