Melhoramento gentico de Leveduras para expresso de protenas

Melhoramento genético de Leveduras para expressão de proteínas heterólogas Melhoramento genético de Bactérias para produção de polímeros biodegradáveis (PHA) Elisabete José Vicente (USP) (011) 97397 9986 bevicent@usp. br

Melhoramento genético de Leveduras para expressão de proteínas heterólogas

Melhoramento genético de Bactérias para produção de polímeros biodegradáveis (PHA) Cupriavidus necator

Biorremediação Profª Elisabete José Vicente Instituto de Ciências Biomédicas/USP bevicent@usp. br, 11 - 3091 7350

Biorremediação

Biorremediação: Processo no qual organismos vivos, ou partes deles, são empregados para remover ou reduzir (remediar) poluentes presentes no ambiente. Biorremediação consiste na utilização de seres vivos ou seus componentes na recuperação de áreas contaminadas. Geralmente são processos que empregam micro-organismos ou suas enzimas para degradar compostos poluentes. Então: A Biorremediação pode ser definida como todo o processo que usa microorganismos (bactérias, fungos, microalgas), plantas (fitorremediação), algas, ou suas enzimas para que o ambiente contaminado retorne a sua condição original.

Levar, AINDA, em consideração a Biodiversidade do Brasil

Remediação X Biorremediação - Vantagens - É baseada em um processo natural Biorremediação - Desvantagens - Não permite emprego acima determinada concentração do poluente, - É um processo mais lento, - Geralmente, exige técnico especial, - Se houver emprego de microrganismos exógenos, isto pode trazer problema ambiental. sendo, por isto, considerado seguro, - Tem um custo relativamente baixo, - Gera poucos resíduos, - Promove redução de poluentes a níveis muito baixos. conhecimento OBS. : Todo trabalho de biorremediação ou de remediação tem que ser monitorado até atingir níveis abaixo do permitido pelo órgão ambiental gestor no Estado. “No caso de São Paulo, a Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (Cetesb) obriga o monitoramento contínuo por mais de dois anos, para garantir o sucesso do processo”.

Problema Ambiental 1º. Avaliação da natureza da contaminação presente em: água, solo, sedimento 2º. Caracterização: - qualitativa - quantitativa - distribuição 3º. Planejamento: Escolha do tipo de Remediação a ser empregado: - Processos físico-químicos (métodos clássicos) - Biorremediação

Biorremediação de ambientes contaminados com: - compostos orgânicos, - derivados de petróleo, - por metais pesados.

Biorremediar o Quê? Alvos Moléculas orgânicas Melhoramento microbiano para degradação de elementos tóxicos Metais tóxicos Melhoramento microbiano para imobilização Superfície Manipulação de vias metabólicas Precipitação Complexos intracelulares

Biorremediação – Técnicas possíveis de serem aplicadas: 1. Bioestimulação Criar condições para o aumento de populações autóctones degradadoras do poluente 2. Bioaumentação Introduzir microrganismos degradadores do poluente Autócnones: Alóctones: OGMS: isolamento e seleção de microrganismos a partir de amostras do próprio ambiente a ser tratado seleção de microrganismos a partir de amostras de coleções de cultura ou de outro ambiente introdução de microrganismos geneticamente modificados - Monitoramento do Processo - Realização de ajustes Gaylarde et al. , 2005

Moléculas orgânicas Biorremediação: 1.

The Exxon Valdez oil spill occurred in Prince William Sound, Alaska, on March 24, 1989.

Moléculas orgânicas Biorremediação: 2. Bioaumentação Pode ser in situ ex situ (no próprio local) (em outro local)

Moléculas orgânicas Biorremediação: 3. Bioestimulação / Bioaumentação Ex. : Compostagem -

Biorremediação: Moléculas orgânicas 3. Bioestimulação / Bioaumentação Ex. : Landfarming -

Biorremediação: Bioaumentação Moléculas orgânicas

Biorremediação: Bioaumentação Moléculas orgânicas

Biorremediação: Bioaumentação Moléculas orgânicas

Biorremediação: xenobióticos Moléculas orgânicas

Biorremediação: xenobióticos Moléculas orgânicas

Biorremediação: xenobióticos Moléculas orgânicas

Biorremediação: xenobióticos Moléculas orgânicas

The Exxon Valdez oil spill occurred in Prince William Sound, Alaska, on March 24, 1989.

Biorremediação: Moléculas orgânicas Bioaumentação Biodegradação de Herbicidas e Biorremediação Microrganismos degradadores do herbicida Atrazina (Julieta Ueta e col. , EMBRAPA SELEÇÃO DE MICRORGANISMOS BIODEGRADADORES DE ATRAZINA A maioria dos compostos orgânicos, xenobióticos, tais como agroquímicos em geral, não se perpetuam no ambiente pois podem ser biodegradados pela ação de organismos vivos presentes na natureza, que atacam a estrutura molecular destes compostos orgânicos. O mercado mundial atual movimenta: - agroquímicos US$ 30 bilhões e fertilizantes US$ 50 bilhões. - O Brasil é o 5º maior consumidor de pesticidas e movimenta US$ 2, 5 bilhões l ano. O isolamento e seleção de linhagens microbianas capazes de biodegradar atrazina é um trabalho bastante atraente e de interesse nacional quando se utiliza solos tropicais submetidos a agricultura intensiva.

Biorremediação: Moléculas orgânicas Fundamentação teórica: SERÁ que os novos xenobióticos também podem ser degradados ? ?

Biorremediação: Diferença entre Lixão, Aterro Sanitário e Aterro Controlado No Brasil, mais do 90% do lixo é despejado nos lixões.

Pequeno desafio : (Enem-2014) A utilização de processos de biorremediação de resíduos gerados pela combustão incompleta de compostos orgânicos tem se tornado crescente, visando minimizar a poluição ambiental. Para a ocorrência de resíduos de naftaleno, algumas legislações limitam sua concentração em até 30 mg/kg para solo agrícola e 0, 14 mg/L para água subterrânea. A quantificação desse resíduo foi realizada em diferentes ambientes, utilizandose amostras de 500 g de solo e 100 m. L de água, conforme apresentado no quadro. O ambiente que necessita de biorremediação é o (a) a) solo I. b) solo II. c) água I. d) água II. Resposta: solo II e) água III.

E como é a biorremediação de metais pesados? É possível?

Imagem da agência espacial européia mostra grande quantidade de lixo espacial na órbita terrestre. Segundo a ESA (Agência Espacial Européia), 6. 000 satélites já foram enviados para o espaço desde 1957 (2008).

Biorremediar o Quê? Alvos Moléculas orgânicas Melhoramento microbiano para degradação de elementos tóxicos Metais tóxicos Melhoramento microbiano para imobilização Superfície Manipulação de vias metabólicas Precipitação Complexos intracelulares

Bio. Lixiviação: Base Científica: Metais pesados tóxicos

Metais pesados: Metais pesados tóxicos Hg 2+

Biorremediação: 1. Precipitação Metais pesados tóxicos

Biorremediação: Metais pesados tóxicos 2. Adsorção Bactérias Gramnegativas

Biorremediação: 2. Adsorção Bactérias Gram-positivas Metais pesados tóxicos

Biorremediação: Metais pesados tóxicos 2. Adsorção Leveduras

Biorremediação: Metais pesados tóxicos 2. Adsorção Synthetic Phytochelatin Surface Display in Cupriavidus metallidurans CH 34 for Enhanced Metals Bioremediation Biondo R, Almeida da Silva F, Vicente EJ, Sarkis JES, Schenberg ACG Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 8325− 8332

Processos Biorremediação ex-situ: Metais pesados tóxicos

Muito Obrigada! Elisabete José Vicente Instituto de Ciências Biomédicas II – USP bevicent@usp. br (011) 97397 9986

EQUIPE USP/CVRD Profª Drª Ana Clara G. Schenberg Coordenadora Cleide Barbieri de Souza Doutoranda Biorremediação de metais pesados Profª Drª Elisabete José Vicente Coordenadora Oeber Freitas Quadros Doutorando Biossensores de metais pesados Drª Maria Gabriela G. Ribeiro dos Santos Pós-doutoranda Sistemas Suicidas Jéssica Fuentes Riveira Navarro Mestranda Biorremediação de metais pesados Ronaldo Biondo Doutorando Biorremediação de metais pesados Carolina Angélica Padrão Mestranda Biorremediação de metais pesados Andréia Nunes Gouveia Doutoranda Biorremediação de metais pesados Maria Normandia de Lima Técnica de Laboratório

Laboratório de Genética de Microrganismos e Biotecnologia (GMB) - CPB- NAP/USP gmb@usp. br