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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.

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1 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

2 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).

3 Fungos – importância biológica Cogumelos Alimentação: Leveduras Filamentosos: Penicillium roqueforti Saúde pública: aumento na incidência de infecções fúngicas, devido ao elevado número de individuos imunocomprometidos. Economia: fitopatógenos Ambiental: decomposição de matéria orgânica.

4 Interesse biotecnológico Descoberta da penicilina (Alexander Flemim, 1928)

5 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. Saccharomyces cerevisiae Pichia pastoris Candida albicans Patógenos humanos, em pacientes imunocomprometidos e saudáveis – infecções de cutâneas, subcutâneas, disseminadas e invasivas (candidíases, meningite criptococócica). Cryptococcus neoformans

6 Fungos filamentosos Aspergillus Penicillium Paracoccidioides brasiliensis Histoplasma capsulatum Fungos Dimórficos

7 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.

8 Fungos – estruturas e formas de reprodução Esporangióforo Conidióforo Asco

9 Reprodução – fungo modelo Aspergillus nidulans

10 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).

11 Identificação de genes de resistência em A. nidulans

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14 O 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.

15 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

16 WT Genômica funcional – Knock out gênico WT PacC SGA + Higromicina SGA Ensaio de patogenicidade in vitro: Infecção ex vivo de unha

17 Ligação de adaptadores ao cDNA teste Hibridação PCR com oligos específicos para os adaptadores Genômica funcional – análise da expressão gênica Bibliotecas de subtração

18 Genômica funcional – análise da expressão gênica Modulação do pH ambiente Genes expressos em pH ácido

19 Genômica funcional – análise da expressão gênica Genes expressos em pH alcalino

20 Genômica funcional – análise da expressão gênica

21 BMC Microbiology (in press)

22 Genômica funcional – análise da expressão gênica Identificação de genes envolvidos na infecção ex vivo de pele humana Subtilisina protease 5

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24 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 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 Nosso grupo! Obrigada!


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