Este estudo tem a finalidade de analisar experiências de interação Universidade – Empresa, em projetos do Instituto de Biotecnologia - ( IB ) da Universidade de Caxias do Sul – ( UCS ), a qual, como Instituição produtora e disseminadora de conhecimentos, busca atuar ativamente na transformação tecnológica da Região Nordeste do Estado do RS. Procura-se analisar as experiências de interação entre os pesquisadores da área de biotecnologia da UCS, as empresas do setor produtivo e a comunidade, identificando possíveis mecanismos e problemas. O IB foi criado para que, através dos resultados de suas pesquisas, possa contribuir efetivamente com os anseios da Comunidade a qual está inserida. Este estudo se constitui na análise de múltiplos casos de interação em oito projetos desenvolvidos no IB. Os dados foram coletados através de entrevistas com os coordenadores dos projetos no IB e com os responsáveis pela interação nas organizações parceiras, num total de 16 entrevistas.O estudo evidencia que as interações ocorrem a partir de contatos informais, baseadas na amizade entre os parceiros e oriundas, principalmente, do esforço do pesquisador. Os entrevistados acentuam a necessidade de uso de mecanismos formais de interação para agilizar e viabilizar projetos conjuntos do IB com empresas do setor produtivo e a comunidade, através de parcerias consolidadas. Finalmente, considera-se que, para assegurar o crescimento da interação com a comunidade, é urgente possibilitar, através de mecanismos formais, que a pesquisa científica desenvolvida no Instituto de biotecnologia da UCS volte-se prioritariamente para a identificação de problemas regionais, buscando as respectivas soluções, na perspectiva do desenvolvimento integrado da Região. / This study aims to analyze the process of interaction in projects developed in partnership between the Biotechnology Institute ( IB ) of the University of Caxias do Sul ( UCS ) and enterprises of the productive sector , and community organizations. This study is the analysis of the interaction, mechanisms and problems in eight IB projects. Data was collected from interviews with project coordinators of IB and with the persons in charge of the interaction in the partner organization, in a total of sixteen interviews. The study shows that the interaction start with informal contacts made by the researchers, on the basis of previous relationships. The interviews stressed the need to use formal means to speed up the interactions and facilitate the develoment of joint projects involving the IB, the production sector and the community. Finally, it is suggested that also through formal means the scientific research developed by the IB of UCS must have, as a priority, the identification of regional problems, searching for solutions, in the perspective of the integrated development of the Region.

Lipases (EC 3.1.1.3) são um grupo de enzimas que catalisam a hidrólise e síntese de triacilgliceróis. Estas enzimas apresentam estabilidade em diversos solventes orgânicos, podendo ser aplicadas como biocatalisadores em vários processos anteriormente realizados apenas por catalisadores químicos. Este trabalho teve como objetivo produzir, purificar e imobilizar lipases de Staphylococcus warneri EX17, cepa capaz de utilizar glicerol como fonte de carbono. Inicialmente, as condições de cultivo para produção de lipases foram otimizadas através de duas ferramentas de planejamento experimental: delineamento Placket Burman (P-B) e delineamento composto central rotacional (DCCR). Determinou-se que as melhores condições para produção desta enzima são: temperatura de 36 °C; pH 8,1; 30 g/L de glicerol; 3,0 g/L de óleo de oliva e 2,5 g/L de óleo de soja. Também se verificou ser possível a utilização de glicerol residual, oriundo da síntese enzimática de biodiesel como fonte de carbono. O extrato enzimático mostrou-se estável em três solventes orgânicos testados (metanol, etanol e η-hexano). Ainda visando a otimização das condições de cultivo, foram realizados cultivos submersos em biorreatores a fim de estudar a influência da taxa volumétrica de transferência de oxigênio (kLa) e do controle do pH, na produção da enzima. A maior produção de lipases ocorreu quando aplicado um kLa de 38 h-1 e com o pH controlado em 7,0 ao longo do cultivo, o que permitiu aumentar a produção da enzima em 5 vezes, em relação ao obtido nas condições anteriormente empregadas. A purificação da lipase foi realizada baseando-se no mecanismo de ativação interfacial destas enzimas sobre superfícies hidrofóbicas. Duas resinas foram testadas, octil-Sepharose e butil- Toyopearl. A lipase produzida foi purificada em apenas um passo utilizando esta última resina. Foi estudada a hiperativação da lipase purificada na presença de detergentes, a atividade lipolítica foi aumentada em 2,5 vezes na presença de 0,1% de Triton X-100. A lipase purificada foi imobilizada através de três estratégias: adsorção em suporte hidrofóbico; união covalente unipontual e união covalente multipontual. A influência da imobilização na modulação das propriedades da enzima foi estudada. A lipase apresentou maior estabilidade quando imobilizada multipontualmente. A hidrólise de distintos ésteres quirais pelos diferentes biocatalisadores obtidos também foi estudada. Os ésteres utilizados foram: (±) mandelato de metila, (±)-2-O-butiril-2-fenilacético e (±)-2-hidroxi-4-fenilbutirato de etilo. A especificidade da enzima foi muito dependente do método de imobilização, sendo que a lipase imobilizada unipontualmente foi mais específica para o substrato (±)-2-hidroxi-4-fenilbutirato de etilo, enquanto que para os outros dois substratos foi a lipase adsorvida hidrofobicamente. Este estudo demonstrou que a lipase de S. warneri EX17 pode ser produzida utilizando glicerol residual como fonte de carbono, levando a diminuição do custo na produção da enzima, que apresenta propriedades bastante interessantes para sua aplicação em biocatálise. / Lipases (EC 3.1.1.3) constitute a group of enzymes that catalyze the hydrolysis and synthesis of triacylglycerols. These enzymes show stability in many organic solvents, being able to be used as biocatalysts in some processes that were once carried out only by chemical catalysys. The aim of this research was the production, purification, and immobilization of lipase by Staphylococcus warneri strain EX17 using glycerol as carbon source. Initially, the cultivation conditions for the production of lipases have been optimized through two statistical procedures, Plackett-Burman statistical design (PB) and central composite design (CCD). It was determined that the best conditions for this enzyme production are: temperature, 36 °C; pH, 8.1; glycerol, 30 g/L; olive oil, 3.0 g/L; and soybean oil, 2.5 g/L. It was also studied the use of raw glycerol from enzymatic synthesis of biodiesel as carbon source, and stability studies showed that this lipase from S. warneri EX17 was stable in methanol, ethanol and nhexane. Moreover, experiments were conducted in submerged bioreactors in order to study the influence of oxygen volumetric mass transfer rate (kLa) and the control of pH in the production of the enzyme. The higher lipase production occurred when the microorganism was submitted to a kLa of 38 h-1 and the pH controlled at 7.0 during the cultivation, which improved 5-fold the enzyme production, compared to the results obtained in shaker flasks. The lipase purification was carried out based on mechanisms of interfacial activation of these enzymes on hydrophobic surface. Two supports were tested, octyl-Sepharose and butyl-Toyopearl. The lipase produced was purified 20-fold in only one step of purification. The purified lipase was immobilized on cyanogens bromide activated agorese and its hyperactivation in the presence of detergents was studied. The lipolytic activity increased 2.5-fold in presence of 0.1% of Triton X-100. After this, lipase was immobilized by three strategies: adsorption on hydrophobic support, mild covalent attachment, and multipoint covalent attachment. The stability over thermal, organic solvent and detergent inactivation was verified, as well as the influence of the immobilization protocol in the modulation of the properties of the enzyme. The lipase showed higher stability when multipointly immobilized on glyoxyl agarose. The hydrolysis of different chiral esters by the three biocatalysts obtained was also studied. The esters used were: (±) methyl mandelate, ((±) methyl mandelate, (±)-2-O-butyryl-2-phenylacetic acid, (±)-2-hydroxy-4-phenyl-butyric acid ethyl ester. The specificity of the enzyme was highly dependent of the protocol of immobilization, and the lipase mildly immobilized on cyanogen bromide agarose was more specific to the hydrolysis of (±)-2-hydroxy-4-phenyl-butyric acid ethyl ester, while for the other two substrates was the lipase adsorbed on octyl agarose. This study demonstrated that the lipase from S. warneri EX17 can be produced using raw glycerol as carbon source, contributing to the reduction in production costs of the enzyme, and the enzyme, when immobilized on different supports, presented quite interesting properties that may be usefull as biocatalysts.

Submitted by Salete Sartori (ssartori@pucrs.br) on 2017-01-16T13:46:11Z No. of bitstreams: 1 DIS_EMANUELLI_LOURENCO_CABRAL_COMPLETO.pdf: 2324920 bytes, checksum: cdf79816569d7d9b352a5a2d9b93437f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-16T13:46:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_EMANUELLI_LOURENCO_CABRAL_COMPLETO.pdf: 2324920 bytes, checksum: cdf79816569d7d9b352a5a2d9b93437f (MD5) Previous issue date: 2016-04-19 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / The use of biomaterials that can replace or restore damaged tissues in the human body is necessary to improve the quality and life expectancy of the population. In this sense, the present project aims the study and development of different membranes based on biostable polyurethane, the incorporation of rapamycin, an antithrombogenic drug that can help about the inhibition of blood vessel narrowing, and the evaluation to verify its potential application in vascular area. Therefore, the obtained membranes showed three different morphologies, a membrane with porous surface (average pore size 3,3 ?m ? 0,8 ?m) ? named porous PU ? other membrane with an irregular surface, but without porous ? dense PU ? and for the last, a membrane with internal interconnections ? leached PU. There were realized for each membrane the tests of wettability and contact angle. The leached PU showed higher average of body fluid absorption and porous PU showed higher hydrophilicity, however after the addition of rapamycin, dense PU showed more hydrophilicity. About calcification test, both of three membranes showed minerals deposition, but this did not happen with dense PU after incorporation of drug. The thermal characterizations of the membranes were according with literature for polyurethanes, as the mechanical behavior. Lastly, the membranes did not showed in vitro cytotoxicity, which means that they could be used within our bodies. Thus, the obtained membranes showed their interesting and high potential for use and improvement / O uso de biopol?meros que possam substituir ou restaurar tecidos danificados no corpo humano ? necess?rio para a melhoria na qualidade e expectativa de vida da popula??o. Neste sentido, o presente projeto visa o estudo e desenvolvimento de diferentes membranas baseadas em poliuretano bioest?vel, a incorpora??o da rapamicina, um f?rmaco antitrombog?nico que pode auxiliar na inibi??o do estreitamento dos vasos sangu?neos, e a avalia??o para verificar sua potencial aplica??o na ?rea vascular. Sendo assim, as membranas obtidas apresentaram tr?s morfologias distintas, uma membrana com superf?cie totalmente porosa (tamanho m?dio de poros de 3,3 ?m ? 0,8 ?m) ? denominada PU poroso ? outra com irregularidades em sua superf?cie, por?m sem poros ? PU denso ? e por fim, uma membrana com interconex?es internas ? PU lixiviado. Para cada membrana foram realizados ensaios como teste de inchamento e an?lise do ?ngulo de contato. O PU lixiviado apresentou maior m?dia de absor??o de fluido corp?reo e o PU poroso apresentou maior hidrofilicidade, contudo, ap?s a adi??o da rapamicina o PU denso mostrou-se mais hidrof?lico. Em rela??o ao teste de calcifica??o, as tr?s membranas apresentaram dep?sito de minerais, o que n?o ocorreu para o PU denso ap?s a adi??o do f?rmaco. As caracteriza??es t?rmicas das membranas mostraram-se de acordo com a literatura para poliuretanos, assim como o comportamento mec?nico. Por fim, os estudos de citotoxicidade mostraram que as membranas n?o s?o citot?xicas, podendo ser utilizadas dentro do nosso organismo. Dessa maneira, as membranas obtidas mostram-se interessantes e com grande potencial de uso e aperfei?oamento

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-19T14:59:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProspeccaoAminoacidosTipo.pdf: 1575316 bytes, checksum: 2121cfc071ab9524757f12dd88cb8efc (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-07-21T14:50:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProspeccaoAminoacidosTipo.pdf: 1575316 bytes, checksum: 2121cfc071ab9524757f12dd88cb8efc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-21T14:50:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProspeccaoAminoacidosTipo.pdf: 1575316 bytes, checksum: 2121cfc071ab9524757f12dd88cb8efc (MD5) Previous issue date: 2014-06-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aminoácidos tipo micosporinas (MAAs) são compostos de baixa massa molecular solúveis em água, cuja biossíntese, pensava-se ocorrer pela via do ácido chiquímico em bactérias, fitoplâncton e macroalgas. Recentemente, evidências mostram sua biossíntese pela via das pentoses em uma cianobactéria. Devido seu alto coeficiente de extinção molar na região do UV, proporcionam proteção contra os efeitos deletérios da radiação ultravioleta tendo potencial para a utilização em protetores solares. Em trabalhos anteriores foi descrito um cluster biossintético para chinorina que consistia nas enzimas Dehidroquinato sintase, presente na via do chiquimato, O-metiltransferase, uma enzima assimiladora de ATP e um homólogo de NRPS. Foi verificado ainda que a enzima 2-epi-5-epi-valiolona sintase, enzima que interligaria a via das pentoses, poderia formar o intermediário cíclico 4-desoxigadusol, precursor dos MAAs. Neste trabalho foi feita uma abordagem genômica para a busca destes genes, de modo a investigar o potencial de produção de MAAs nas cianobactérias da Coleção Amazônia de Cianobactérias e Microalgas, CACIAM 14, CACIAM 53, CACIAM 54 e CACIAM 57, bem como uma análise por cromatografia líquida capilar acoplada a espectrometria de massas com fonte de ionização de Electrospray dos metabólitos em CACIAM 14. Os genes da Dehidroquinato sintase e da O-metiltransferase foram encontrados em todas as linhagens estudadas. Os genes da via das pentoses Ribulose-fosfato-3-epimerase e Transcetolase foram detectados nas linhagens CACIAM 14, CACIAM 53 e CACIAM 57, o que sugere que nestas linhagens os MAAs podem ser produzidos por ambas as vias enquanto que na linhagem CACIAM 54 que os MAAs podem ser produzidos apenas pela via do chiquimato. Na linhagem CACIAM 14, foram detectados os fragmentos de relação massa/carga 186 e 197 no mesmo tempo de retenção de um íon precursor de m/z 333, valor esse sugestivo da presença de chinorina. Dessa forma, as linhagens CACIAM 53, 54 e 57 são potencialmente produtoras de MAAs por possuírem os genes biossintéticos, e a linhagem CACIAM 14 é produtora de chinorina. / Mycosporine-like amino acids (MAAs) are low molecular weight water soluble compounds wuich biosynthesis was thought to occur via shikimate pathway in bacteria, phytoplankton and macroalgae. Recently evidences show its biosynthesis via the pentose pathway in a cyanobacterium. Due to its high extinction molar coefficient in UV region, they provide protection against the damaging effects of UV radiation and have potential for use in sunscreens. In previous works it was described a biosynthetic cluster for shinorine with the enzymes dehydroquinate synthase, present in the shikimate pathway, O-methyltransferase, and ATP-grasp and NRPS-like enzymes. It was observed that the enzyme 2-epi-5-epi-valiolone synthase, which link the pentose pathway with MAAs production would lead to formation of 4-deoxygadusol, precursor of MAAs. In this work a genomics approach was carried out so find these genes so that MAAs production potential in Amazonian cyanobacteria of the Coleção Amazônica de Cianobactérias e Microalgas, CACIAM 14, CACIAM 53, CACIAM 54 and CACIAM 57 strains was assessed, as well as an analysis through capillary chromatography coupled to electrospray mass spectrometryof the metabolites in CACIAM 14. The genes Dehydroquinate synthase and o-methyltransferase were found in all the strains studied. The genes of pentose pathway Ribulose-phosphate-3-epimerase and transketolase were detected in the strains CACIAM 14, CACIAM 53 and CACIAM 57, what may suggest that in these strains MAAs could be produced by both pathways while in CACIAM 57 MAAs could be produced by shikimate pathway only. In CACIAM 14 strain, fragments of mass to charge relationship 186 and 197 were found in the same retention time of a precursor ion of m/z 333, what could be related to shinorine. Therefore, the strains CACIAM 53, 54 and 57 are potentially producers of MAAs due to possessing biosynthetic genes and CACIAM 14 is shinorine producer.

O presente trabalho teve por objetivo avaliar condições de imobilização da levedura Scheffersomyces stipitis NRRL Y-7124 pelo método do aprisionamento em gel de alginato de cálcio visando à produção de bioetanol em biorreator STR tipo cesta à partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar. Primeiramente, realizou-se as etapas de obtenção, destoxificação e caracterização do hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar. Realizou-se em seguida um screening objetivando a seleção de um meio de cultivo adequado para a produção de etanol por esta levedura. O meio escolhido foi aquele onde se suplementou o hidrolisado com extrato de levedura (3,0 g/L), peptona (5,0 g/L), (NH4)2SO4 (2,0 g/L) e CaCl2 (0,1 g/L), onde verificou-se um fator de conversão de xilose à etanol (Yp/s) de 0,33 g/g. As condições de imobilização da levedura foram então avaliadas por planejamento fatorial 23 completo onde os fatores concentração de alginato de sódio, concentração do cloreto de cálcio e tempo de cura foram investigados. Após a análise estatística, as condições 2% de alginato de sódio, 0,1M de cloreto de cálcio e tempo de cura de 12 horas foram fixadas para as etapas seguintes. Nestas condições, avaliou-se então a influência da concentração de células à serem imobilizadas e agitação durante a fermentação a partir de um planejamento fatorial 22 completo, definindo-se assim 10 g/L de células e 100 rpm como condições ideais. Após a determinação das condições de imobilização do processo, verificou-se a estabilidade das células imobilizadas em repetidos ciclos fermentativos, para isso cinco bateladas repetidas em frascos Erlenmeyer foram realizadas. Observou-se que apesar da levedura assimilar xilose e produzir etanol em todos os ensaios, uma diminuição na eficiência da fermentação foi verificada, diminuindo em 24% da terceira para a quarta batelada, indicando assim que a levedura imobilizada era viável para o sistema de batelada repetida em até 3 ciclos nas condições estudadas. Iniciou-se então ensaios fermentativos em biorreator STR tipo cesta, realizando-se ensaios em meio sintético e em hidrolisado hemicelulósico. Observou-se reprodutibilidade nos ensaios utilizando os diferentes meios, com um valor de Yp/s de 0,21g/g e uma produtividade volumétrica de 0,15 g/L.h em ambos os ensaios. Fermentações em sistema de bateladas repetidas foram realizadas neste biorreator STR tipo cesta. Realizou-se cinco ciclos consecutivos, ao final dos quais observou-se comportamento semelhante às bateladas repetidas realizadas em frascos Erlenmeyer, na qual a partir de três ciclos a capacidade fermentativa da levedura S. stipitis diminuiu, apresentando uma produtividade volumétrica em torno de 0,16 g/L.h nas três primeiras bateladas. O gel de alginato de cálcio apresentou considerável estabilidade em sistema de bateladas repetidas indicando a possibilidade de sua utilização nesse processo. Embora os resultados obtidos neste trabalho sejam inferiores aos observados com células livres por outros autores, os mesmos demonstraram o potencial do emprego do gel de alginato de cálcio e da levedura Scheffersomyces stipitis imobilizada para a produção de bioetanol a partir de bagaço de cana-de-açúcar e contribuíram para os conhecimentos sobre a fermentação de hidrolisado hemicelulósico à etanol. / This study aimed to evaluate immobilization conditions for the yeast Scheffersomyces stipitis NRRL Y-7124 entrapped in calcium alginate gel in basket type of STR bioreactor for ethanol production from sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate. For this purpose, first the steps to obtain the hydrolysate by dilute acid pretreatment, detoxification and characterization of hydrolysate was performed. Then, a screening aiming the selection of a suitable culture medium suitable for ethanol production by this yeast was carried out. The medium which showed maximum ethanol production (Yp/s, 0.33 g/g) was selected to continue the further studies. It was composed by the hydrolyzate supplemented with yeast extract (3.0 g/L), peptone (5.0 g/L), (NH4)2SO4 (2.0 g/L), CaCl2 (0.1g/L). The immobilization conditions of the yeast were then evaluated through a 23 factorial design where the three process variables i.e. concentration of sodium alginate, concentration of calcium chloride and reaction time were investigated. After statistical analysis, the optimum set of conditions (2% of sodium alginate, 0.1 M of calcium chloride and a reaction time of 12 hrs) were set to perform the following steps of this study. Subsequently, the influence of the cell concentration for immobilization and agitation during fermentation were studied considering a factorial design 22. This study revealed that 10 g/L of cells and 100 rpm were the optimum conditions for ethanol production via immobilized systems. After determination of the conditions for immobilization procedure, the stability of the immobilized cells were evaluated by repeated fermentation cycles, for that five repeated batches were performed in Erlenmeyer flasks. It was observed that despite the yeast assimilates xylose and produces ethanol in all assays, a decrease in the efficiency of the fermentation was verified from the third batch, revealing the 65% efficiency in the second batch and 39% in the fourth batch. This behavior indicates that the immobilized yeast is viable for repeated batch system only up to 3 cycles under the employed conditions. Fermentation tests in basket type STR bioreactor were carried out using synthetic medium and hemicellulosic hydrolysate as carbon source. Reproducibility was observed in assays using the different medium with ethanol yield (Yp/s) of 0.21 g/g and a volumetric productivity of 0.15 g/L.h in both assays. Fermentation assay in repeated batch system were carried out in STR basket type bioreactor. Five consecutive fermentation cycles were performed which eventually showed the similar behavior with the repeated batches conducted in Erlenmeyer flasks. The fermentative efficiency of the yeast S. stipitis was considerably good up to three cycles with a volumetric productivity of 0.16 g/L.h followed by a concomitant down fall. The calcium alginate gel showed a considerable stability in the experiments, indicating the viability of its application in repeated batch system. Although the results of this work are inferior to that observed by other authors using free cells, the calcium alginate gel potential is evident and the yeast Scheffersomyces stipitis showed to be capable to produce ethanol in immobilized form, contributing with knowledge for second generation ethanol production from sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate adopting biochemical platform.

Submitted by Kelson Anthony de Menezes (kelson@ucb.br) on 2016-11-23T11:36:50Z No. of bitstreams: 1 DaivaDomenechTupinambaDissertacao2015.pdf: 12204296 bytes, checksum: db4048c47ac3f9f47171655f6bfb3e91 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-23T11:36:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DaivaDomenechTupinambaDissertacao2015.pdf: 12204296 bytes, checksum: db4048c47ac3f9f47171655f6bfb3e91 (MD5) Previous issue date: 2015-03-12 / The Amazon rainforest is home to huge diversity of macro-species. However, little is known about the microbial diversity. The effect of land-use after deforestation is of great importance in the development of public policies. The metagenome were extracted from soils of native forest and an adjacent cultivated area with oil palm and pyrosequencing of 16S rRNA genes of archaea communities present in those soils was used for phylogenetic characterization of the archaeal microbiota, in an unprecedented characterization of native Amazonian soil and soils cultivated with oil palm. All OTUs of the native forest soils and cultivated area with oil palm were classified into two phyla: Euryarchaeota and Thaumarchaeota. Thaumarchaeota phylum was predominant only in native forest. Euryarchaeota, especially methanogenic archaea, were prevalent in cultivated area with oil palm. Various genera involved in biogeochemical cycles, as AOA and methanogenic archaea, were identified in all samples. In native forest the genera with larger representation were Candidatus Nitrosotalea and Candidatus Nitrososphaera, AOAs. In the cultivated area with oil palm the genus with larger representation was Rice Cluster I. There is a direct correlation between levels of organic matter and total carbon and the diversity of archaea in Amazonian soils. In addition, anthropization also showed impact on this diversity. This is the first study to characterize the microbiota of archaea in Amazonian soils using specific primers and high-throughput sequencing. This work also characterize the archaeal communities in soils cultivated with oil palm with and without symptoms of Fatal Yellowing. The growth of world energy demand and concern with climate changes lead to a worldwide increase in the search for alternative sources of energy. Within this scenario, agroenergy presents itself as a viable alternative. However, there are still several limitations to the production of biofuels, such as efficiency and cost of the production process as well as the quality of the energy feedstock available. Palm oil is one of the most promising sources of oil for biodiesel production in Brazil, and the Fatal Yellowing (FY), a disease with unknown etiology, is limiting the use of palm. From the metagenome extracted from soils associated to oil palms with and without symptoms of FY was used pyrosequencing of 16S rRNA genes of archaeal communities for phylogenetic characterization, in an attempt of an association of some microorganism with FY, and an unprecedented characterization of soils cultivated with oil palms with and without FY. In the comparison among oil palms with and without FY symptoms, the three groups were different among then; group 8 showed higher diversity and had lower coverage. All groups presented two phyla: Thaumarchaeota and Euryarchaeota. There was prevalence of the second in all groups, with an increase in abundance of methanogenic archaea with FY. In the analysis of genera, significant differences between the groups were observed, especially for genera Rice Cluster I and Ca. Nitrosotalea, which showed an increase in abundance directly proportional to the increase of the FY symptoms. The genera Ca. Nitrososphera and Methanocella showed the opposite; a decrease in abundance with the increase of FY symptoms. However, it???s not possible to say that these genera are related to FY. This work is complementary to the study of bacterial microbiota of these soils, already performed; and the study of fungal microbiota, in progress. This is an unpublished study, which will contribute to future studies on the Fatal Yellowing. / A floresta Amaz??nica ?? ber??o de enorme diversidade de macroesp??cies. Entretanto, pouco se sabe sobre a diversidade microbiana. O efeito do uso da terra ap??s o desmatamento das florestas ?? de grande import??ncia no desenvolvimento de pol??ticas p??blicas. A partir do metagenoma extra??do do solo de mata nativa Amaz??nica e de uma ??rea adjacente cultivada com dendezeiros foi utilizado o pirosequenciamento do 16S rRNA das comunidades de arqueias presentes nesses solos para caracteriza????o filogen??tica e an??lise comparativa das comunidades de arqueias. Todas as OTUs dos solos de mata nativa e ??rea cultivada com dendezeiros foram classificadas em apenas dois filos: Euryarchaeota e Thaumarchaeota. O filo Thaumarchaeota foi predominante apenas na mata nativa, sendo Euryarchaeota, especialmente arqueias metanog??nicas, predominantes nos solos cultivados com dendezeiros. Diversos g??neros envolvidos com os ciclos biogeoqu??micos, como arqueias oxidadoras de am??nia e metanog??nicas, foram identificados nas duas amostras. Na mata nativa os g??neros classificados que apresentam a maior representa????o foram Candidatus Nitrosotalea e Candidatus Nitrososphaera, AOAs. J?? na ??rea cultivada com dendezeiros o g??nero de maior representa????o foi Rice Cluster I. Foi encontrada um correla????o direta entre os n??veis de mat??ria org??nica e carbono total e a diversidade de arqueias nos solos amaz??nicos. Al??m disso, a antropiza????o tamb??m apresentou impacto sobre essa diversidade. Este ?? o primeiro estudo de caracteriza????o da microbiota de arqueias em solos amaz??nicos usando primers espec??ficos e sequenciamento de alto desempenho. Este trabalho tamb??m caracterizou as comunidades de arqueias em solos cultivados com dendezeiros com e sem sintomas de Amarelecimento Fatal. O crescimento da demanda energ??tica mundial e preocupa????o com as mudan??as clim??ticas levou a um aumento da busca mundial por fontes alternativas de energia, o que est?? levando diversos pa??ses a buscarem na bioenergia uma alternativa. Entretanto, ainda existem diversas limita????es na produ????o de biocombust??veis, seja na efici??ncia e custo do processo produtivo, seja na qualidade das fontes energ??ticas dispon??veis. O dend?? ?? uma das fontes mais promissoras de ??leo para a produ????o de biodiesel no Brasil, sendo o Amarelecimento Fatal, doen??a com fator etiol??gico desconhecido, um limitante no uso do dend??. A partir do metagenoma extra??do dos solos associados a dendezeiros com e sem sintomas de AF foi utilizado o pirosequenciamento do 16S rRNA das comunidades de arqueias para caracteriza????o filogen??tica. Foi realizada uma an??lise comparativa das comunidades de arqueias de solos de dendezeiros com e sem sintomas de AF, numa tentativa de associa????o de algum microrganismo com essa doen??a. Na compara????o entre dendezeiros com e sem sintomas de AF, os tr??s grupos estudados diferiram entre si; o grupo 8 apresentou maior diversidade e obteve menor cobertura. Todos os grupos apresentaram dois filos: Thaumarchaeota e Euryarchaeota. Houve preval??ncia do segundo em todos os grupos, com aumento na abund??ncia de arqueias metanog??nicas com o AF. Na an??lise entre g??neros, foram observadas diferen??as significativas entre os grupos, especialmente para os g??neros Rice Cluster I e Ca. Nitrosotalea, que apresentaram um aumento em suas abund??ncias diretamente proporcional ao aumento dos sintomas do AF. Os g??neros Ca. Nitrososphaera e Methanocella apresentaram uma rela????o inversa; uma queda na abund??ncia com o aumento dos sintomas do AF. Entretanto, n??o se pode afirmar que estes grupos est??o relacionados ao AF. Este trabalho ?? complementar ao estudo da microbiota bacteriana desses solos, j?? realizado; e pelo estudo da microbiota f??ngica, em andamento. Trata-se de um estudo in??dito, que ir?? contribuir para os estudos futuros sobre o Amarelecimento Fatal.

Submitted by Kelson Anthony de Menezes (kelson@ucb.br) on 2016-11-23T11:53:28Z No. of bitstreams: 1 OhanaYonaradeAssisCostaDissertacaoparcial2015.pdf: 2702312 bytes, checksum: 31ec065175a2d2c39c8a0c2121900693 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-23T11:53:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OhanaYonaradeAssisCostaDissertacaoparcial2015.pdf: 2702312 bytes, checksum: 31ec065175a2d2c39c8a0c2121900693 (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / The interest in biofuels started in the 2000s, due to a greater concern with the production of cleaner and renewable energy sources needed to decrease global dependency on fossil fuels. Brazil is the largest producer of sugar cane and the second largest producer of ethanol. Although the process is already well established, microbial contamination can be an obstacle, resulting in decreased productivity. The aim of this work was to study the microbial diversity of contaminants in six stages of ethanol production process using classical microbiology techniques and cultureindependent techniques. Triplicate samples from different stages of ethanol production were collected: sugarcane juice, mixed juice, clarified juice, evaporated juice, must and wine. Each sample was diluted and plated on four culture media: PCA, MRS and YPD CZAPEK. The colonies were counted, isolated and stored in glycerol at -80?? C. DNA extraction of samples was done, and the DNA of each one of the replicates of each sample was used for pyrosequencing of Bacteria and Archaea 16S rRNA genes, and Fungi ITS gene. The sequences generated were subjected to bioinformatics analysis using a specific database to the genes. It were isolated and stored in 64 bacteria, 30 yeasts, 20 filamentous fungi, which were identified by Sanger sequencing. The pyrosequecing showed 322 genera for the domain Bacteria, 21 genera for the domain Archaea and 184 genera for the domain Fungi. Among the predominant genera of bacteria in samples of sugarcane juice, mixed juice, clarified juice, evaporated juice and must are Leuconostoc, unclassified Enterobacteriales and unclassified Actinomycetales, while in the wine sample, the predominant genus was Lactobacillus, one of the major contaminants of ethanol production. For the domain Fungi, only sequenced in the sugarcane juice and mixed juice, the predominant groups were Lachancea, unclassified Hypocreales and unclassified Sordariomycetes. For the domain Archaea, also sequenced only in the sugarcane juice and mixed juice, the predominant group was unclassified Soil Crenarchaeotic group. Rarefaction curves showed that the samples of sugarcane juice, mixed juice and clarified juice did not have diversity at the genus level covered, and for sugarcane juice and mixed juice samples, the diversity was not covered in any of the domains, showing that further studies involving the diversity of these samples are needed. / O interesse na produ????o de biocombust??veis se iniciou na d??cada de 2000, devido a uma maior preocupa????o com a produ????o de fontes de energia mais limpas e renov??veis, necess??rias para diminui????o da presente depend??ncia mundial dos combust??veis f??sseis. O Brasil ?? o maior produtor mundial de cana-de-a????car e o segundo produtor mundial de etanol. Embora o processo de produ????o do etanol esteja bem estabelecido, a contamina????o microbiana pode ser um obst??culo, gerando diminui????o da produtividade. O objetivo desse trabalho foi estudar a diversidade microbiana de contaminantes em seis etapas do processo de produ????o de etanol utilizando t??cnicas de dependentes e independentes de cultivo. Amostras triplicadas de diferentes est??gios da produ????o de etanol foram coletadas: caldo da cana crua, caldo misto, caldo clarificado, caldo evaporado, mosto e vinho. Cada amostra foi dilu??da e semeada em quatro meios de cultura: PCA, MRS, CZAPEK e YPD. As col??nias foram contadas, isoladas e armazenadas em glicerol a -80??C. Foi feita a extra????o de DNA das amostras, e o DNA das replicatas de cada amostra foi utilizado para o pirosequenciamento dos genes do RNAr 16S dos dom??nios Bacteria e Archaea e da regi??o ITS do reino Fungi. As sequ??ncias geradas foram submetidas a an??lise bioinform??tica utilizando-se banco de dados espec??ficos para os genes em quest??o. Foram isolados, armazenados e identificados por sequenciamento de Sanger 64 bact??rias, 30 leveduras e 18 fungos filamentosos. O pirosequenciamento demonstrou a presen??a de 322 g??neros/grupos n??o classificados para o dom??nio Bacteria, 21 g??neros/grupos n??o classificados para o dom??nio Archaea e 184 para o reino Fungi, no total. Entre os g??neros de bact??rias predominantes nas amostras de caldo da cana crua, caldo misto, caldo clarificado, caldo evaporado e mosto est??o Leuconostoc, Enterobacteriales n??o classificados e Actinomycetales n??o classificados, enquanto que na amostra de vinho, o g??nero predominante ?? Lactobacillus, um dos maiores contaminantes da produ????o de etanol. Para o reino Fungi, sequenciado apenas no caldo da cana crua e no caldo misto, foram predominantes os grupos Lachancea, Hypocreales n??o classificados e Sordariomycetes n??o classificados. Para o dom??nio Archaea, tamb??m sequenciado apenas no caldo da cana crua e no caldo misto, predominaram sequ??ncias n??o classificadas do Soil Crenarchaeotic Group. As curvas de rarefa????o mostraram que as amostras de caldo da cana crua, caldo misto, caldo clarificado n??o tiveram sua diversidade coberta em n??vel de g??nero, sendo que para as amostras de caldo da cana crua e caldo misto a diversidade n??o foi coberta em nenhum dos dom??nios, de modo que s??o necess??rios mais estudos envolvendo a diversidade dessas amostras.

Submitted by Kelson Anthony de Menezes (kelson@ucb.br) on 2016-11-23T12:14:00Z No. of bitstreams: 1 JessicaCarvalhoBergmannTeseparcial2013.pdf: 124515 bytes, checksum: 0d2877a5336a887b74ef27ed08081d9a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-23T12:14:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JessicaCarvalhoBergmannTeseparcial2013.pdf: 124515 bytes, checksum: 0d2877a5336a887b74ef27ed08081d9a (MD5) Previous issue date: 2013-10-07 / The necessity to be a self-suficient producer of fuels is stimulating research for alternative types of energy. Brazil, as well as other countries, is investing in this sector and in 2012 was the second largest biofuel producer in the world. Bioethanol production can double productivity with second generation technology in which bioethanol is produced from cellulose. Biodiesel production from oils using different feedstocks can also contribute for this independency in biofuels production, both locally and globally. This doctorate thesis is divided in two chapters, both attempting to make a contribution to the development of the biofuels sector in Brazil. The first chapter focuses on enzyme discovery for ethanol production from cellulose. The second chapter focuses on the characterization of the soil microbiota associated with oil palm plants with fatal yellowing, which has hindered the development of a biodiesel industry based on palm oil. The first chapter describes prospection for hydrolytic enzymes to be used for biomass deconstruction in second generation bioethanol production. Enzymes were screened from an Amazon soil large insert metagenomic library (30-50 kb). The library containing approximately 213,000 clones was functionally screened, and 15 clones with cellulolytic activity and 16 clones resistant to hydroquinone were identified. The sequences of these 31 clones and an additional 65 other random clones were obtained and analysed using the IMG/MER pipeline. In silico analysis identified several coding regions (CDS) that were amplified by PCR and cloned in expression vectors. The sequences for two beta-glucosidases enzymes, BGL17 and BGL18, were codon optimized before being expressed and purified. Characterization of both enzymes showed that the optimum temperature for BGL17 and BGL18 was 45oC and 40oC, respectively. The optimum pH for BGL17 and BGL18 was 6.0 and for 6.5, respectively. Half-life stability was approximately one hour for both enzymes. Regarding enzyme kinetics, BGL18 showed higher Vmax and Km (11 U/mg ?? 0.0011 and 0.36 mM ?? 0.01612) when compared to BGL17 (85 U/mg ?? 0.0028 and 0.30 mM ?? 0.017). Kcat was only calculated for BGL17 as 38.57 s-1 ?? 0.37 as the purification of BGL18 was not successfull. Chapter two aimed to study the soil bacterial diversity from oil palm trees affected by fatal yellowing disease (bud rot) in three different stages. The strategy used was pyrosequencing of the gene for the 16S ribosomal RNA (16S rRNA). Oil palm is an oilcrop produced in the north region of Brazil with hight oil yield, which makes it a good candidate for biodiesel production. However, oil palm trees are being affected by fatal yellowing (FY) for more than 20 years, but to this date no etiological agent was identified. Observation was reported where healthy palm tree were planted in the same spot as previously sick tree, developed FY after a period of time, suggesting that the disease could be transmitted by some microorganism in the soil. In this work, the gene for 16S rRNA was amplified from DNA extracted from soil of diseased oil palm trees (stages 5 and 8) and from plants with no symptoms of the disease and sequenced. Pyrosequencing originated 839,694 sequences. After artifacts and chimeras were removed, 498,397 sequences distributed in 9 samples (3 for each disease stage) remained to be analyzed. Sequences were analyzed using the Qiime pipeline (Quantitative Insights in Microbial Ecology) and taxonomic classification of sequences was obtained based on the RDP (Ribossomal Database Project). The most abundant phyla in the samples were Acidobacteria, Proteobacteria, Planctomycetes, Firmicutes and Verrucomicrobia. Alpha and Beta diversity were calculated and taxonomic comparisons were performed by STAMP software. Results showed that the bacterial communtiy associated with soils of diseaded plants on stage 5 (DCA5) and stage 8 had a higher number of observed OTUs than stage 0, as determined by the Chao1 phylogenetic diversity index. Beta-diversity analysis showed that the different biological replicates of soil from diseased plants of the same stage are significantly different, as shown in PCoA (Principal Coordenate Analysis). Taxonomic comparison showed more rare phyla associated to stages 5 and 8 of the disease. This work is the first to study the bacterial microbiota associated with soils of oil palm plants with and without symptoms of fatal yellowing with next generation sequencing. / A necessidade de produzir combust??veis para que futuramente haja independ??ncia na produ????o de energia, vem impulsionando pesquisas no setor de energias alternativas. O Brasil, assim como outros pa??ses emergentes, tem investido e ganhado espa??o neste cen??rio, sendo hoje o segundo maior produtor mundial de biocombust??veis. A produ????o de bioetanol, apesar de j?? bem estabelecida no pa??s, poder?? dobrar com a tecnologia de produ????o de etanol de segunda gera????o (a partir da biomassa). Al??m disso, com a produ????o de biodiesel a partir do ??leo de diferentes culturas oleaginosas poder?? contribuir para esta independ??ncia na produ????o de biocombust??veis localmente e globalmente. Esta tese est?? dividida em dois cap??tulos, ambos tratando como produto final a produ????o de biocombust??veis. O cap??tulo um teve como objetivo a prospec????o de enzimas hidrol??ticas para serem utilizadas durante o processo de hidr??lise enzim??tica e clones resistentes a produtos secund??rios formados durante o processo de pr??-tratamento na produ????o de etanol de segunda gera????o. Construiu-se uma biblioteca metagen??mica de grandes insertos (30-50 kb) em fosm??deo a partir de DNA da comunidade microbiana do solo amaz??nico. A biblioteca contendo aproximadamente 213.000 clones foi triada funcionalmente, identificando 15 clones com atividade celulol??tica e 16 clones resistentes ?? hidroquinona (produto t??xico a leveduras produzido durante o pr??tratamento). Estes 31 clones com atividade na triagem funcional, somados a outros 65 clones selecionados aleatoriamente, foram sequ??nciados e suas sequ??ncias depositadas no pipeline IMG/MER (JGI) onde foram anotadas. A an??lise computacional dos clones com atividades enzim??ticas permitiu a identifica????o de diferentes regi??es codificantes (CDs) que foram amplificadas por PCR e clonadas em vetores de express??o. Conseguiu-se a express??o de duas enzimas beta-glicosidases (BGL17 e BGL18) que tiveram suas sequ??ncias otimizadas antes de serem purificadas. A caracteriza????o destas enzimas mostrou que a BGL17 e BGL18 possuem uma temperatura ??tima de 45oC e 40oC, respectivamente, e um pH ??timo de 6 e 6,5, respectivamente, com estabilidade m??dia nestas condi????es em torno de uma hora. A BGL17 possui um valor de Vmax e Km de 85 U/mg e 0,30 mM ?? 0.017 enquanto a BGL18 possui os valores de Vmax e Km de 11,01 U/mg e 0,36 mM ?? 0,01612. O cap??tulo dois visou o estudo da microbiota de solo de dendezeiros acometidos pelo amarelecimento fatal (AF) em diferentes est??gios da doen??a utilizando como estrat??gia o pirosequenciamento do gene para 16S rRNA. A planta do dend?? ?? uma oleaginosa produzida principalmente no norte do Brasil e possui um alto rendimento de ??leo o que a torna uma boa candidata a produ????o de biodiesel. Por??m, o dendezeiros t??m sido acometidos pelo AF, sendo seu agente etiol??gico procurado h?? mais de 20 anos sem resultados conclusivos. Plantas sadias que foram replantadas no mesmo lugar de plantas doentes desenvolveram a doen??a, criando-se a hip??tese da transmiss??o do AF ocorrer pelo solo. Neste trabalho, realizou-se o pirosequenciamento do gene para 16S rRNA amplificado da comunidade bacteriana de uma amostra de solo da base de dendezeiros acometidos por AF em dois est??gios da doen??a (est??gio 5 e est??gio 8) e aparentemente sem doen??a (est??gio 0). O sequenciamento gerou 839.694 sequ??ncias que depois de retirados os artefatos totalizaram 498.397 sequ??ncias distribu??das em 9 pontos (3 para cada est??gio da doen??a). As sequ??ncias foram analisadas utilizando-se o programa Qiime (Quantitative Insights in Microbial Ecology) e sua classifica????o taxon??mica atribu??da de acordo com o RDP-II (Ribossomal Database Project). Os filos mais abundantes encontrados foram Acidobacteria, Proteobacteria, Planctomycetes, Firmicutes e Verrucomicrobia. An??lises de alfa e beta diversidade foram realizadas e compara????es taxon??micas foram feitas utilizando o programa STAMP (Statistical Analysis of Metagenomic Profiles). Os resultados mostraram que os pontos DCA5 (dendezeiros com AF no est??gio 5 da doen??a) apresentam maior quantidade de OTUs observadas em rela????o a diversidade filogen??tica e ??ndice de Chao1. As an??lises de beta-diversidade mostraram que os agrupamentos entre os pontos por sintomas da doen??a s??o significativamente diferentes. Compara????es taxon??micas mostraram uma maior presen??a de filos raros nos est??gios 5 e 8. Este trabalho foi o primeiro realizado tentando elucidar o causador do AF utilizando sequenciamento de ??ltima gera????o. Estes resultados ir??o contribuir para futuros estudos do Amarelecimento Fatal.

Submitted by Kelson Anthony de Menezes (kelson@ucb.br) on 2016-12-09T13:47:20Z No. of bitstreams: 1 RayaneNogueiradosSantosDissertacao2015.pdf: 555926 bytes, checksum: f0d1ecfbcace9fe6c92b10a14d0327c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-09T13:47:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RayaneNogueiradosSantosDissertacao2015.pdf: 555926 bytes, checksum: f0d1ecfbcace9fe6c92b10a14d0327c5 (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / Acute gastroenteritis, especially in developing countries, is a major cause of mortality and morbidity, which affects people of all social classes. The knowledge of etiological agent assists the choice of a treatment strategy, but also directs epidemiological studies for control measures and disease prevention, as the development of vaccines and diagnostic tests. Metagenomic approaches enable the detection of viral sequences to determine the virus population present in the stool. The objective of this study was to evaluate the viroma of human feces in 4 distinct groups, consisting of diarrheal stool samples from children, diarrheal from adults, no diarrhea from adults and immunocompromised, identifying likely pathogens involved in cases of gastroenteritis. The viral metagenomic execution method consists of the semi-purification, extraction of RNA and DNA, amplification of RNA and DNA, library construction, sequencing and analysis of the data by bioinformatics. In the analysis of the first group were detecting bacteriophages, astrovirus and torque teno virus; in the second group were identified, among others, bacteriophages, adenoviruses and torque teno virus; the third group of viruses Circoviridae family and bacteriophages; in the fourth group adenovirus, torque teno virus, gyrovirus and human papillomavirus. These results emphasize what has been identified in the literature and provides evidence that viral metagenomics has facilitated advances in the field of virology, for being a sensitive technique for the detection of viruses which can not be identified by traditional culture.Acute gastroenteritis, especially in developing countries, is a major cause of mortality and morbidity, which affects people of all social classes. The knowledge of etiological agent assists the choice of a treatment strategy, but also directs epidemiological studies for control measures and disease prevention, as the development of vaccines and diagnostic tests. Metagenomic approaches enable the detection of viral sequences to determine the virus population present in the stool. The objective of this study was to evaluate the viroma of human feces in 4 distinct groups, consisting of diarrheal stool samples from children, diarrheal from adults, no diarrhea from adults and immunocompromised, identifying likely pathogens involved in cases of gastroenteritis. The viral metagenomic execution method consists of the semi-purification, extraction of RNA and DNA, amplification of RNA and DNA, library construction, sequencing and analysis of the data by bioinformatics. In the analysis of the first group were detecting bacteriophages, astrovirus and torque teno virus; in the second group were identified, among others, bacteriophages, adenoviruses and torque teno virus; the third group of viruses Circoviridae family and bacteriophages; in the fourth group adenovirus, torque teno virus, gyrovirus and human papillomavirus. These results emphasize what has been identified in the literature and provides evidence that viral metagenomics has facilitated advances in the field of virology, for being a sensitive technique for the detection of viruses which can not be identified by traditional culture. / A gastroenterite aguda, especialmente em pa??ses em desenvolvimento, ?? uma importante causa de mortalidade e morbidade, que atinge pessoas de todas as classes sociais. O conhecimento do agente etiol??gico nestas infec????es auxilia a escolha da estrat??gia de tratamento, como tamb??m direciona estudos epidemiol??gicos para medidas de controle e preven????o de doen??a, como o desenvolvimento de vacinas e testes diagn??sticos. Abordagens metagen??micas possibilitam a detec????o de sequ??ncias virais, para determinar a popula????o viral presente nas fezes. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o viroma de fezes humanas em 4 grupos distintos, sendo composto por amostras fecais diarreicas de crian??as, diarreicas de adultos, n??o diarreicas de adultos e de imunocomprometidos, identificando prov??veis pat??genos envolvidos nos quadros de gastroenterite. O m??todo de execu????o da metagen??mica viral consistiu na semi-purifica????o, extra????o de RNA e DNA, amplifica????o do RNA e DNA, constru????o da biblioteca, sequenciamento e an??lises dos dados por bioinform??tica. Na an??lise do primeiro grupo houve detec????o de bacteri??fagos, astrov??rus e torque teno v??rus; no segundo grupo foram identificados, entre outros, bacteri??fagos, adenov??rus e torque teno v??rus; no terceiro grupo v??rus da fam??lia Circoviridae e de bacteri??fagos; no quarto grupo adenov??rus, torque teno v??rus, gyrovirus e papilomav??rus humano. Esses resultados enfatizam o que tem se identificado na literatura e fornece evid??ncia de que a metagen??mica viral tem facilitado os avan??os no campo da virologia, sendo esta, uma t??cnica sens??vel para a detec????o de v??rus que n??o podem ser identificados por cultura tradicional.

Submitted by Kelson Anthony de Menezes (kelson@ucb.br) on 2016-12-19T17:56:31Z No. of bitstreams: 1 SuzanaMeiraRibeiroTese2014.pdf: 4980549 bytes, checksum: df9c1eaadc1ba65bf7c17235d91dc3d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T17:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SuzanaMeiraRibeiroTese2014.pdf: 4980549 bytes, checksum: df9c1eaadc1ba65bf7c17235d91dc3d7 (MD5) Previous issue date: 2014-05-19 / Multi-drug resistant Klebsiella pneumoniae that produce the enzyme K. pneumoniae carbapenemase (KPC) are becoming a common cause of infections in health care centers. Furthermore, Klebsiella can develop multicellular biofilms, which lead to elevated adaptive antibiotic resistance. Here, it was described the antimicrobial and anti-biofilm activities of synthetic cationic peptides against K. pneumoniae strains susceptible and carbapenens resistant through in vitro and in vivo assays. By using static microplate assays, it was observed that the concentration of the peptides IDR-1018, DJK-5 and DJK-6 required to prevent biofilm formation by these clinical isolates was below the minimum inhibitory concentration (MIC) of these peptides. Flow cell experiments confirmed the anti-biofilm activity of the peptides against 2 day-old biofilms of different KPC producing isolates and, in some cases, the peptides induced biofilm cell death. Combinations of DJK-6 together with ??-lactam antibiotics, including the carbapenem meropenem, also prevented planktonic growth and biofilm formation of KPC producing strain 1825971. Interestingly, the peptide DJK-6 was able to enhance, by at least 16-fold, the ability of meropenem to eradicate pre-formed biofilms formed by this strain. Although, this combination between meropenem, DJK-6 was effective in vitro, any reduction of bacterial load was observed in murine lung model of infection. Similarly, the peptides HHC-10, IDR-1018 e IDR-1002 was effective in vitro, but ineffective in vivo. The results in vivo, using the peptides HHC-10 and IDR-1018 after infection were contrasting (significant reduction or non-reduction of bacterial load) between two models of lung infection. Others approaches using the peptides IDR-1018 prophylactically or the peptide IDR-1002 (effective in inhibit bacterial growth) before the induction of the infection, as a preventive approach or IDR-1002 (peptide that reduced the bacterial counts in vitro) after infection, also was unable to reduce the bacterial load in lungs of mice. Despite ineffective in acute model of lung infection, the use of cationic peptides, such DJK-6, to potentiate the activity of ??-lactams including meropenem, represents a promising strategy to prevent biofilm formation or eliminate existent biofilms both in medical devices and in body surfaces. / Klebsiella pneumoniae resistente a m??ltiplos antibi??ticos, que produzem a enzima K. pneumoniae carbapenemase (KPC), est??o se tornando uma causa comum de infec????es em centros de cuidado a sa??de. Al??m disso, K. pneumoniae pode desenvolver biofilmes multicelulares, que levam o aumento da resist??ncia adaptativa a antibi??ticos. Aqui foi descrito a atividade antimicrobiana e antibiofilme de pept??deos cati??nicos sint??ticos contra isolados de K. pneumoniae suscept??vel e resistente a carbapenens em ensaios in vitro e in vivo. Usando ensaios de microplaca est??tico, foi observado que a concentra????o dos pept??deos IDR-1018, DJK-5 e DJK-6, requerida para prevenir a forma????o de biofilmes de isolados resistentes foi abaixo da concentra????o inibit??ria m??nima (CIM) desses pept??deos. Experimentos de fluxo de c??lula confirmaram a atividade antibiofilme dos pept??deos contra biofilmes pr??-formados de diferentes isolados de K. pneumoniae produtores de KPC e, em alguns casos, os pept??deos induziram morte celular. Combina????es de DJK-6 e antibi??ticos ??-lact??micos, incluindo o carbapenem meropenem, tamb??m preveniram o crescimento planct??nico e a forma????o de biofilmes do isolado produtor de KPC 1825971. Interessantemente, o pept??deo DJK-6 foi capaz de aumentar, em pelo menos 16 vezes, a habilidade de meropenem erradicar biofilmes pr??-formados desse isolado. Embora, essa combina????o tenha sido efetiva in vitro, nenhuma redu????o da carga bacteriana foi observada em modelo murino de infec????o pulmonar por K. pneumoniae. Os resultados dos pept??deos HHC-10 e IDR-1018 (os quais inibiram o crescimento bacteriano in vitro a concentra????o que apresentou baixa citotoxicidade) foram contrastantes entre os dois modelos de infec????o pulmonar (significando redu????o ou n??o redu????o da carga bacteriana). Outras abordagens utilizando os pept??deos IDR-1018 profilaticamente ou o pept??deo IDR-1002 (efetivo em inibir o crescimento bacteriano in vitro) ap??s a infec????o, tamb??m foram incapazes de reduzir a carga bacteriana em pulm??es de camundongos. Apesar da inefetividade em modelo agudo de infec????o pulmonar, o uso de pept??deos cati??nicos, tal como DJK-6, para potencializar a atividade de ??-lact??micos, incluindo meropenem, representa uma estrat??gia promissora para prevenir a forma????o de biofilmes ou eliminar biofilmes existentes tanto em equipamentos m??dicos quanto em superf??cies do corpo.