Genômica funcional de fungos de importância médica, ambiental e biotecnológica Nalu T. A. Peres...
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Genômica funcional de fungos de importância médica, ambiental e
biotecnológica
Nalu T. A. PeresLaboratório de Genética e Biologia Molecular de Fungos
Profa. Dra. Nilce M. Martinez RossiDepartamento de Genética – FMRP-USP
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FungosFungos
• 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).
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Fungos – importância biológicaFungos – importância biológica
CogumelosAlimentação:
LevedurasFilamentosos:
Penicillium roqueforti
Saúde pública: aumento na incidência de infecções fúngicas, devido ao elevado número de individuos imunocomprometidos.
Economia: fitopatógenos
Ambiental: decomposição de matéria orgânica.
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Interesse biotecnológicoInteresse biotecnológicoDescoberta da penicilina (Alexander Flemim, 1928)
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LevedurasLeveduras• 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.
Saccharomyces cerevisiaePichia pastoris
Candida albicans
• Patógenos humanos, em pacientes imunocomprometidos e saudáveis – infecções de cutâneas, subcutâneas, disseminadas e invasivas (candidíases, meningite criptococócica). Cryptococcus
neoformans
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Fungos filamentososFungos filamentosos
Aspergillus Penicillium
Paracoccidioides brasiliensis Histoplasma capsulatum
Fungos Dimórficos
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Morfologia dos fungos filamentososMorfologia 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.
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Fungos – estruturas e formas de reproduçãoFungos – estruturas e formas de reproduçãoEsporangióforo
Conidióforo
Asco
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Reprodução – fungo modelo Aspergillus nidulansReprodução – fungo modelo Aspergillus nidulans
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Experimentos de genética clássica em A. nidulansExperimentos 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).
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Identificação de genes de resistência em A. nidulansIdentificação de genes de resistência em A. nidulans
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O fungo patogênico Trichophyton rubrumO fungo patogênico Trichophyton rubrum
Fungo imperfeito (deuteromiceto): ciclo sexual não descrito.
• Genes envolvidos na patogenicidade,• Resistência e resposta a agentes antifúngicos,• Adaptação ao ambiente – mudanças no pH.
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Genômica funcional – Knock out gênicoGenômica funcional – Knock out gênicoPapel 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
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WT
Genômica funcional – Knock out gênicoGenômica funcional – Knock out gênico
WT WTPacC PacC
PacC
SGA + HigromicinaSGA
Ensaio de patogenicidade in vitro: Infecção ex vivo de unha
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Ligação de adaptadores
ao cDNA teste
Hibridação
PCR com oligos específicos
para os adaptadores
Genômica funcional – análise da expressão gênicaGenômica funcional – análise da expressão gênica
Bibliotecas de subtração
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Genômica funcional – análise da expressão gênicaGenômica funcional – análise da expressão gênica
Modulação do pH ambiente
Genes expressos em pH ácido
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Genômica funcional – análise da expressão gênicaGenômica funcional – análise da expressão gênica
Genes expressos em pH alcalino
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Genômica funcional – análise da expressão gênicaGenômica funcional – análise da expressão gênica
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Genômica funcional – análise da expressão gênicaGenômica funcional – análise da expressão gênica
BMC Microbiology (in press)
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Genômica funcional – análise da expressão gênicaGenômica funcional – análise da expressão gênica
Identificação de genes envolvidos na infecção ex vivo de pele humana
Subtilisina protease 5
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Laboratório de Genética e Biologia Molecular de Fungos (FMRP):
Profa. Dra. Nilce M. Martinez RossiJeny Cursino SantosFernando SegatoFernanda MaranhãoFernanda Paião Henrique SilveiraJuliana Falcão Luciene CoelhoRodrigo CazzanigaTiagoGabriela FelixMendelson MazucatoRoseli de A. FerreiraPablo R. SanchesMarcos
Laboratório de Bioquímica e Biologia Molecular de Fungos (FMRP):
Prof. Dr. Antonio Rossi FilhoDiana GrasEmiliana SilvaErnna Oliveira Janaina F. SilvaJuliana LealVivian CiprianoNiegeGlauce
Nosso grupo!Nosso grupo!
Obrigada!Obrigada!