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Análise de colinearidade gênica do operon aprX-lipA em isolados de Pseudomonas fluorescens
(2023-09-15) Silva, Israel Santos da; Freitas, Nara Suzy Aguiar de; Souza, Paulo Roberto Eleutério de; http://lattes.cnpq.br/1971832245117283; http://lattes.cnpq.br/6891650997818766; http://lattes.cnpq.br/9803828236017805
Pseudomonas fluorescens são bacilos gram-negativos que possuem motilidade e estão presentes em ecossistemas terrestres e aquáticos. Por possuírem característica psicrotrófica, essas bactérias estão frequentemente relacionadas à contaminação de leite não pasteurizado e seus derivados, como queijo e manteiga. As proteases e lipases produzidas por P. fluorescens são o principal fator na prevalência de contaminação de produtos lácteos. Essas enzimas são codificadas pelos genes aprX e lipA, presentes no operon aprX-lipA. Nesse sentido, avaliamos os componentes genômicos circunvizinhos ao operon aprX-lipA de P. fluorescens de diferentes origens, visando detectar padrões genéticos inerentes a esses organismos e sua correlação com a atividade proteolítica. Utilizamos o banco de dados do NCBI, a plataforma String e Interpro para avaliação comparativa dos genomas selecionados. Nos quatro isolados analisados o operon aprX-lipA é altamente variado, estruturalmente, com configurações exclusivas para cada genoma. As relações de co-expressão gênica dos genes circunvizinhos à protease aprX, também, apresentam variações qualitativas e quantitativas, intra e inter-espécies do gênero Pseudomonas. Detectamos os componentes do sistema CRISPR tipo 1, até então não relacionado com o operon, que podem amplificar, movimentar e modificar genes relacionados com o mecanismo de defesa, patogênico ou não, do gênero. Os padrões relacionados à patogenicidade indicam que novos biomarcadores podem ser utilizados pela vigilância genômica.
Contribuições do uso de ferramentas de bioinformática no ensino e aprendizagem de evolução envolvendo a temática pandemias causadas pela bactéria Yersinia pestis
(2025-08-06) Sousa, Matheus Geovane Gomes de; Freitas, Nara Suzy Aguiar de; Silva, Alexsandro Alberto da; http://lattes.cnpq.br/2011377431714562; http://lattes.cnpq.br/6891650997818766; http://lattes.cnpq.br/7743011824083084
Este trabalho investigou as contribuições do uso de ferramentas de bioinformática de modo lúdico no ensino-aprendizagem da evolução, sob a perspectiva das histórias das pandemias provocadas pela bactéria Yersinia pestis, como modelo evolutivo. Adotou-se uma abordagem quali-quantitativa com metodologia descritiva, aplicando uma sequência de aulas dividida em quatro momentos, que envolveu questionários iniciais e finais. As sequências genéticas e a árvore filogenética gerada nas aulas permitiram aos discentes a visualização de processos históricos das três pandemias de Y. pestis. Inicialmente com visão tipológica, os discentes avançaram para um entendimento atual reconhecendo alterações genéticas ao longo do tempo e correlacionando com as variações do vírus da pandemia de COVID-19. As ferramentas de bioinformática têm papel relevante no ensino de conceitos evolutivos no ensino médio e são facilitadoras da compreensão da diversidade da vida e da história evolutiva das espécies, tornando as aulas mais significativas e facilitadoras do ensino-aprendizagem contribuindo para a alfabetização científica e a capacidade de interpretação crítica baseada em evidências. Essas tecnologias tornam teorias abstratas em representações visuais, facilitando a superação de equívocos sobre mecanismos evolutivos. A integração da bioinformática nas aulas potencializa o ensino de evolução, tornando o ensino mais atual e significativo. No entanto, sua implementação efetiva depende de investimento nas infraestruturas escolares e na formação continuada dos professores. O ensino da evolução, todavia, ainda, necessita enfrentar obstáculos pedagógicos e emocionais.
Diversidade de genes de resistência em bactérias de ambientes extremos
(2022-10-07) Silva, Erivelton Gomes da; Freitas, Nara Suzy Aguiar de; http://lattes.cnpq.br/6891650997818766; http://lattes.cnpq.br/9369370749452563
As bactérias de ambientes extremos são pouco conhecidas e as histórias evolutivas ligadas aos padrões de genes de resistência e virulência ainda continuam escondidas. Apesar de serem, geralmente, associadas a uma única condição extrema, com frequência são descritas como multirresistentes, o que supomos ser devido ao seu rico arsenal genético. Estudar a diversidade desses genes pode nos ajudar a compreender como a vida bacteriana se adapta no cenário de mudanças ambientais decorrentes da ação humana. Esse trabalho estudou a diversidade de mecanismos de resistência em bactérias e os seus genes compartilhados entre representantes dos táxons de Terrabacteria e Proteobacteria. Foram selecionados 16 genomas de 12 gêneros, entre bactérias termófilas, psicrófilas, halofílicas, radiotolerantes, acidófilas e resistentes a metais pesados, além de 44 genes de resistência. Uma árvore filogenética foi construída com as sequências de RNAr 16S (MEGA software). As sequências dos genes de interesse foram alinhadas contra o banco de dados do NCBI/BLAST, e suas relações com Elementos Genéticos Móveis (EGMs) obtidas (IslandViewer 4). Entre os produtos de genes, destacamos as moléculas de Quorum Sensing para formação de biofilmes, presente entre táxons filogeneticamente distantes, de modo que seus sinalizadores e receptores homólogos poderiam ser utilizados na compreensão da multirresistência em ambientes extremos. Por sua vez, encontramos também genes que atuam em conjunto na confecção de resistência, como os genes de reparo de DNA mutS/mutL, ou os genes de resistência a fatores estressores phaE/phaC, mas que em alguns táxons apresentaram a ausência de uma de suas partes, ou variações significativas no percentual de identidade dos alinhamentos, indicando possível diferença de funcionalidade. Outros genes mostraram-se mais restritos a determinados táxons, como o ddrD do radiotolerante Deinococcus radiodurans, que atua dentro de um cenário específico de radiação e escassez nutricional, caso em que o aprimoramento de um único gene/produto levou a um mecanismo de multirresistência. Outro exemplo de restritividade é o gene phaE do multirresistente Rubrobacter xylanophilus, que coopera na robustez e resistência ao estresse nessa espécie. Também observamos três casos de correlação de EGMs com os genes de resistência: o primeiro na ocorrência do gene de radiotolerância recA em Ilhas Genômicas em Thermus sp; outro na relação de EGMs e Ilhas genômicas com os genes ars e cad, de resistência ao arsênio e cádmio, respectivamente, em Geobacillus stearothermophilus; e por fim a relação do gene acidófilo kdpB e sua associação com plasmídeos em vários dos táxons estudados. Essas evidências apontam que, ao menos para uma pequena parte desses mecanismos, existe um potencial de compartilhamento de genes de resistência por meio de Transferência Horizontal de Genes - THG. Esse potencial para mobilidade pode ser uma excelente ferramenta biotecnológica na edição genômica de bactérias usadas na biorremediação de ambientes contaminados. Acreditamos que novos estudos de padrões e variações, análises filogenéticas e correlação desses genes com EGMs e Ilhas Genômicas, possam ser caminhos para entender mais sobre a diversidade de genes de resistência em bactérias extremófilas.
Perfis genômicos do transposon Tn4401 de isolados de Proteus sp., Providencia sp. e Morganella sp
(2022-07-03) Silva, Larissa Almeida da; Freitas, Nara Suzy Aguiar de; Santos, Dayane da Silva; http://lattes.cnpq.br/0456504242112576; http://lattes.cnpq.br/6891650997818766
A resistência aos antibióticos é uma ameaça global crescente à saúde pública, causando alta mortalidade. Mutação deriva genética, transferência horizontal de genes via transposons e seleção natural são os mecanismos básicos responsáveis pela disseminação de genes de resistência entre populações bacterianas. A tribo Proteeae é composta por três gêneros: Proteus spp., Morganella spp. e Providencia spp., bactérias patogênicas oportunistas e resistentes a [beta]-lactâmicos. O transposon altamente móvel Tn4401 de Klebsiella pneumoniae e Escherichia coli é caracterizado por conter genes blaKPC que codificam β-lactamase, garantindo resistência aos [beta]-lactâmicos. O objetivo foi analisar a história evolutiva dos genomas da tribo Proteeae e seus transposons Tn4401, mediante padrões, variações e sintenias das sequências dos genomas e de suas regiões vizinhas. Inicialmente, as sequências de Tn4401 de K. pneumoniae (Kp15, Kp512, Kp529-1) foram utilizadas como sequência query no BLASTn/NCBI para busca de cepas da tribo Proteeae. Em seguida, os arquivos GenBank selecionados foram utilizados no software Islandviewer 4.0 para análise de similaridade e sintenia e as sequências FASTAS foram incorporadas ao ClustalW/MEGA 11. Após o alinhamento, foi estabelecida a razão de substituições não-sinônimas por sinônimas. Diferentes isoformas de Tn4401 foram reveladas, entre elas, Tn4401a, Tn4401b e Tn4401d contendo blaKPC. Vários padrões de sítios gênicos do transposon foram detectados, envolvendo deleções, inversões, duplicações e mobilidade de grupos gênicos vizinhos, ora semelhantes, ora diferentes. A seleção purificadora foi uma força ativa nas [beta]-lactamases das cepas analisadas. Foi detectado uma possível relação entre as isoformas do transposon e ilhas vizinhas de resistência a Mercúrio, Cromato e Sulfonamida. Esses achados enfatizam a ação contínua de diferentes processos evolutivos nos plasmídeos e no elemento Tn4401, bem como o possível potencial de disseminação de genes de resistência pela tribo Proteeae.
PPARs no câncer de fígado: sintenia e interações aplicados a medicina evolutiva
(2024-02-26) Leôncio, Thays Maria; Freitas, Nara Suzy Aguiar de; Souza, Paulo Roberto Eleutério de; http://lattes.cnpq.br/6891650997818766; http://lattes.cnpq.br/3551659636270655
O câncer de fígado é o sexto mais frequente em diagnóstico e terceiro em causa de óbitos. Os receptores nucleares ativados por proliferador de peroxissoma (PPARs) são um grupo gênico que atuam como fatores de transcrição e recentemente indicados como potenciais terapêuticos para o câncer de fígado. Assim, estudamos os genes PPARs associados com suas interações e sintenias em uma abordagem de medicina evolutiva do câncer hepático. A seleção da família de PPARs e análise primária de suas funções foram obtidas a partir das plataformas NCBI e UniProt. A busca das interações gênicas foi realizada pela rede de associação de proteínas no banco de dados STRING, para os subtipos PPAR[alfa], PPAR[delta] e PPAR[gama] e a análise de sintenia desse grupo gênico foi efetuada. O retorno das informações apontaram que o conjunto de genes e produtos gênicos avaliados possuem múltiplas funcionalidades de magnitude e complexidade variadas, sendo relacionadas com o metabolismo hepático e seus fatores de risco ou não com o câncer de fígado. Além de serem unidades mendelianas, também possuem, principalmente, efeitos pleiotrópicos positivos e negativos, envolvidos direta ou indiretamente com doenças hepáticas ou fenótipos saudáveis, como nas atividades relacionadas ao funcionamento da tireóide, espermatogênese, formação e diferenciação óssea, controle da saciedade, ciclo circadiano, entre outras. Essas análises que apenas se iniciam mostram-se promissoras para um prognóstico precoce envolvendo não só as interações moleculares dos PPARs, mas suas posições no genoma. Neste viés, os genes também são modulados ora para desenvolver sua expressão tumorigênica, ora não, sugerindo que o estudo deles primariamente focado em um fenótipo saudável pode facilitar ações preventivas. Essa abordagem básica da medicina evolutiva apontou novos alvos de biomarcadores para o carcinoma hepatocelular que podem ser efetivamente úteis para avaliações genéticas futuras, visando uma melhor prevenção de agravos e promoção da saúde.
Uma análise histórica da mulher na agricultura familiar e sua relevância para preservação da biodiversidade genética e ecológica
(2024-03-05) Silva, Jenifer Carla Borges da; Freitas, Nara Suzy Aguiar de; http://lattes.cnpq.br/6891650997818766; http://lattes.cnpq.br/0352343973672028
A agricultura familiar, essencial para a segurança alimentar e sustentada por práticas ancestrais, é marcada pelo papel fundamental das mulheres na conservação da diversidade genética e no cultivo de variedades tradicionais. Essas variedades são vitais para a resiliência dos ecossistemas frente a desafios ambientais, mas estão ameaçadas pela agricultura moderna e pela erosão genética. Sendo assim, esta pesquisa visa analisar a contribuição feminina na agricultura familiar e seu impacto na conservação da biodiversidade agrícola. Utilizando uma metodologia de meta-análise, a pesquisa examina 60 publicações científicas, incluindo artigos, dissertações, teses e trabalhos de conclusão de curso, para identificar tendências e lacunas no conhecimento. Aproximadamente 80% dos estudos analisados incluem informações específicas sobre gênero, com 18% concentrados especificamente nas mulheres, refletindo a realidade nacional da participação feminina na agricultura. Análises de correlação e testes quiquadrado foram aplicados para investigar a relação entre gênero e uso de agroquímicos e práticas orgânicas, sem encontrar associações estatísticas significativas. A Análise de Correspondência Múltipla (ACM) foi empregada para explorar as relações entre variedades de sementes, métodos de obtenção, e localizações geográficas das famílias agricultoras no Brasil. Os resultados revelam barreiras sistêmicas enfrentadas pelas agricultoras, como acesso limitado a recursos financeiros e crédito agrário. O estudo também destaca a seleção de sementes baseada em características imediatas, a importância cultural das sementes e a necessidade de políticas de suporte para agricultura familiar. Um aspecto crucial é a contínua segregação genética das sementes crioulas, que permite sua adaptação a mudanças ambientais e resistência a pragas e doenças, embora possa resultar em inconsistências na produção. A seleção artificial de sementes crioulas por agricultores pode levar à perda de genes valiosos, ressaltando a urgência de ampliar a presença de técnicos especializados. A agricultura familiar no Brasil revela-se de forma complexa, influenciada por fatores históricos, culturais e ambientais.