Página pessoal

Paulo Mazzafera
 
Formação Acadêmica
É agrônomo pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (USP-1982). Mestre em Ciências Biológicas (1987), Doutor em Ciências Biológicas (1990), Livre Docente (1995), Professor Adjunto (2000) e Professor Titular (2001) pela Universidade Estadual de Campinas. Fez estágios de pós doutoramento na Swedish University of Agricultural Sciences, Umeä, Suécia (1992-1993) e no Commonwealth Scientific International Research Organization (CSIRO), Adelaide, Australia (1998-1999). Atua em Fisiologia Vegetal, tendo como tema principal metabolismo secundário principalmente em café, eucalipto e cana de açúcar.
 
Contato
Universidade Estadual de Campinas
Instituto de Biologia
Rua Monteiro Lobato, 255 - Campinas - SP - Brasil
CEP 13083-862
Departamento de Biologia Vegetal

Email:
Fone: 35216213
Currículo Lattes:
 
Linhas de pesquisa
Metabolismo secundário em plantas - alcaloides e lignina
 
 
Pesquisa
Alcalóides purínicos
Nesta linha de pesquisa se estuda o metabolismo de cafeína em café, guaraná e chá mate. Procura-se entender os mecanismos controlando o acúmulo desse alcalóide e outros alcalóides relacionados (metilxantinas e ácidos metilúricos).
 
Lignina
Neste assunto é dada atenção a duas culturas, cana de açúcar e eucalipto. Em ambos os casos procura-se entender de que maneira o ambiente altera o conteúdo desse polímero e sua constituição. Os estudos englobam análise de expressão de genes do metabolismo de lignina, desde os que codificam para enzimas anteriores à formação dos monolignóis, até extracelulares, como peroxidases e lacases, responsáveis pela polimerização. Para atingir estes objetivos são usadas técnicas bioquímicas usuais, moleculares, proteômica e espectrometria de massa.
 
Alcalóides imidazólicos
Apenas a planta jaborandi produz o alcalóide pilocarpina e muito pouco se sabe sobre sua distribuição no gênero Pilocarpus, assim como sobre os alcalóides relacionados e sua via de biossíntese. Principalmente através do emprego de espectrometria de massa, nesta linha de pesquisa busca-se preencher estas lacunas.
 
 
Equipe
Nome: Caio Cezar Fabiano Barbosa dos Santos
Cursando:MS
Resumo do projeto
HOMEOSTASE DO METABOLISMO ANTIOXIDANTE: UM NOVO PAPEL PARA O NÍQUEL?

O micronutriente Ni tem sua essencialidade justificada em plantas por ser o ativador da enzima urease e, assim, permitir a reciclagem de nitrogênio a partir da degradação de níveis tóxicos de ureia. Além dos papéis metabólicos e bioquímicos que o Ni pode exercer através da urease, estudos recentes mostram que este metal pode ativar uma isoforma de glioxalase I importante na degradação de MG, um potente composto citotóxico. Foi demonstrado que as glioxalases (I e II) são essenciais em plantas não somente para degradação de MG produzido no metabolismo normal mas também quando existe aumento de sua concentração durante situações de estresse salino, osmótico e oxidativo. Além disso, essas enzimas consomem e regeneram glutationa reduzida no processo de degradação de MG, o que pode ser uma característica importante no combate ao estresse oxidativo. O projeto tem por objetivo verificar se a essencialidade do Ni, através da ativação da glioxalase I, se estende ao mecanismo antioxidativo de plantas. Para tal, plântulas de arroz (Oryza sativa) serão expostas a estresse salino e oxidativo (por adição da NaCl e H2O2), na presença ou ausência de Ni, e serão feitas determinações de atividade e expressão gênica de enzimas e do nível de compostos do sistema de glioxalases e do sistema antioxidativo. Uma segunda parte do estudo pretende verificar o papel do Ni no balanço de glutationa reduzida exclusivamente no sistema de glioxalases. Para tal serão utilizados inibidores da síntese de glutationa e de glutationa redutase.
 
Nome: Mariana Crotti Franco
Cursando:DR
Resumo do projeto
ESTABELECIMENTO DA ROTA DE BIOSSÍNTESE DE PILOCARPINA EM JABORANDI ATRAVÉS DO USO DA VARIABILIDADE GENÉTICA E TÉCNICAS BIOQUÍMICAS E MOLECULARES

O jaborandi (Pilocarpus spp.) pertence á família Rutaceae e apresenta uma ampla distribuição no território brasileiro. Esta é a única fonte natural da produção do alcaloide pilocapina, sendo as espécies Pilocarpus microphyllus e P. jaborandi as que apresentam a maior concentração. A pilocarpina é um metabólito secundário extremamente importante na indústria farmacêutica, sendo usada em tratamentos oftalmológicos contra o glaucoma e xerostomia, mas também com aplicação na indústria de cosméticos. Porém, com a excessiva atividade extrativista de folhas de jaborandi, diversas espécies do gênero Pilocarpus entraram na lista de plantas ameaçadas de extinção, fato que tem incentivado sua preservação e a necessidade de isolar e identificar a rota biossintética da pilocarpina para sua produção in vitro. A biossíntese e precursores da pilocarpina ainda são pouco conhecidos. Técnicas como RNA seq, cromatografia líquida, espectrometria de massa e cultura de células vegetais, são essenciais no estudo em questão. Sendo assim, o presente projeto visa identificar a rota biossintética da pilocarpina utilizando técnicas moleculares e bioquímicas, bem como identificar seus precursores e aumentar sua produção in vitro com a cultura de células vegetais.
 
Nome: Felipe Tolentino
Cursando:DR
Resumo do projeto
INFLUÊNCIA DE miRNAs EM VIAS DE LIGNIFICAÇÃO DE EUCALYPTUS GRANDIS E E. GLOBULUS

Plantas arbóreas, em particular eucalipto, compõem a maioria da biomassa terrestre e apresentam grande interesse econômico pelo seu potencial na produção de madeira, energia e papel. A estrutura desses organismos lenhosos é em parte possibilitada pela presença de um biopolímero que confere rigidez à célula vegetal, a lignina. Esse biopolímero gera dificuldades no processamento da madeira, principalmente em processos de polpação para a produção de papel e celulose. Sendo assim, o controle da quantidade e qualidade da lignina, principalmente por meio de regulação gênica de biossíntese e deposição desse composto, têm sido amplamente estudados. Grande atenção tem sido dada à regulação da expressão de genes pela interferência de miRNAs, que são pequenos fragmentos de RNA capazes de se parear complementarmente a uma sequência de mRNA, gerando a inativação ou a clivagem desse último, resultando em interferência na regulação gênica dos organismos. O presente estudo propõe a análise da regulação de genes que codificam importantes enzimas da via de biossíntese da lignina em eucalipto por miRNAs. A elucidação de importantes elementos regulatórios e a possiblidade do desenvolvimento de plantas transgênicas capazes de apresentar teores alterados de lignina representam mais uma possibilidade de manipulação do conteúdo e tipo de lignina acumulados em eucalipto.
 
Nome: Daniela Feltrim
Cursando:DR
Resumo do projeto
TRANSCRIPTÔMICA E MATABOLÔMICA DE PLANTAS DE EUCALYPTUS GLOBULUS E E. GRANDIS EM RESPOSTA À VARIAÇÃO DE TEMPERATURA E CO2

As plantas estão sujeitas aos mais diversos fatores bióticos e abióticos e necessitam de mecanismos moleculares sofisticados para responder de forma precisa e eficaz. Dentre estes estresses destaca-se o aumento de temperatura e as concentrações elevadas de CO2 atmosférico. Alguns aspectos envolvendo estes estresses começaram a ser elucidados. Foi observado que algumas lenhosas que cresceram em quantidades elevadas de CO2 apresentaram maior biomassa. Entretanto, em Pinus ocorreu diminuição de hemiceluloses e aumento na concentração de lignina frente a altas temperaturas, mas nenhuma resposta em ambiente rico em CO2. Dentre os polímeros que constituem a parede celular em plantas destacam-se a celulose e lignina. A principal cultura fornecedora de celulose no Brasil é o Eucaliptus. Apesar dos grandes investimentos feitos em tecnologia neste setor de celulose e papel, a lignina representa um grande desafio a ser vencido. Apesar de auxiliar no suporte às fibras de celulose, a lignina é um produto que necessita ser extraído para fabricação do papel e este processo é dispendioso e tóxico ao ambiente. Desenvolver variedades que possuam menor quantidade de lignina ou com estrutura alterada permitindo que ela seja retirada mais facilmente representaria um lucro para as indústrias de papel e ao mesmo tempo evitaria o uso de produtos químicos potencialmente nocivos ao meio ambiente. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito combinado de temperatura (baixas e altas) e diferentes concentrações de CO2 em espécies de Eucaliptus globulus e Eucaliptus grandis, utilizando transcritômica (RNA-seq) e metabolômica.
 
Nome: Maria Manuela Hashimoto Venancio
Cursando:DR
Resumo do projeto
ANÁLISE DA EXPRESSÃO DE GENES ENVOLVIDOS NA COMPOSIÇÃO E RENDIMENTO DO ÓLEO EM FRUTOS DE MACAÚBA (Acrocomia aculeata)

A macaúba (Acrocomia aculeata) é uma palmeira nativa de florestas tropicais e com ampla distribuição geográfica. É uma planta que desperta interesses do ponto de vista ecológico e, principalmente, sócio-econômico, devido à produção de óleo a partir dos frutos. O óleo da macaúba tem utilidade na indústrias farmacêutica, alimentícia e cosmética, e mais recentemente se destaca por seu potencial na produção de biodiesel, passando a ser uma opção sustentável para a produção de energia. Na composição do óleo da macaúba são encontrados em maior proporção os ácido oléico e palmítico. A biossíntese de ácidos graxos em plantas ocorre quase totalmente nos plastídeos, através de uma série complexa de passos de desnaturação, alongamento e formação de duplas ligações envolvendo enzimas FADs. Assim, o objetivo desse projeto é identificar genes relacionados à biossíntese do óleo de macaúba, buscando correlacionar sua expressão com o teor e qualidade do óleo e com a morfologia do fruto. Tal conhecimento permitirá a identificação posterior de genótipos desejáveis, melhor planejamento em programas de melhoramento e proporcionar o uso de tecnologias de DNA para a obtenção de óleos de melhor qualidade e plantas com maior produção. A estratégia aplicada será obter o transcritoma (RNAseq) de frutos e também identificar e estudar a expressão de genes FAD (FAD2, FAD4 e FAD5) envolvidos na biossíntese de ácido oléico, que confere qualidade desejável para óleos destinados à produção de biodiesel. Ao mesmo tempo, serão feitas caracterizações de fruto e da composição do óleo.
 
Nome: Nathalia Volpi
Cursando:DR
Resumo do projeto
ÁCIDO CLOROGÊNICO E SUA RELAÇÃO COM A BIOSSÍNTESE DE LIGNINA.

Um dos fenilpropanóides presentes na maioria das plantas e em algumas em considerável quantidade é o ácido clorogênico (CGA). A biossíntese de CGA é mediada pela enzima hidroxicinamoil quinato transferase (HQT). Ainda que nunca provado, alguns trabalhos têm sugerido que o pool de CGA poderia estar relacionado com a biossíntese de lignina em plantas. Outra enzima, a hidroxicinamoil shikimato transferase (HCT), parece estar envolvida tanto com a via de biossíntese de lignina, como da via de CGAs. Assim como a HCT, a HQT utiliza o p-coumaril CoA para a formação dos ésteres hidroxicinamoil shikimato ou hidroxicinamoil quinato, respectivamente. Além disso, recentemente a enzima cafeoil shikimato esterase (CSE) foi descrita como envolvida na conversão de cafeoil shikimato em cafeato, que posteriormente é convertido a cafeoil CoA, na via de produção de lignina. Desta forma, a CSE compartilha o substrato com a enzima HCT, sugerindo assim que uma alteração em sua expressão possa interferir não só no metabolismo de lignina, mas também de CGA. Por apresentarem compostos intermediários em comum, é possível que haja interdependência entre a via de síntese de CGA e de lignina, sendo que CGA possa atuar como doador de esqueletos de carbono para a biossíntese de lignina. Assim, a construção de mutantes e duplos mutantes superexpressando e silenciando os genes HCT, HQT e CSE podem ajudar a esclarecer a natureza dessa interdependência entre o pool de CGA e lignina, bem como validar o papel da enzima CSE como componente comum na via de lignina. Espera-se que com análises fenotípicas, bioquímicas e moleculares sejam geradas informações que confirmem que CGAs podem ser remobilizados para a síntese de lignina e que além de HCT, as enzimas HQT e CSE teriam um papel em ambas as vias metabólicas.
 
Nome: Uiara Romero de Souza
Cursando:DR
Resumo do projeto
QUINASES E LIGNIFICAÇÃO EM EUCALIPTO

A rota de biossíntese de lignina é intensamente estudada. Em grande parte, o interesse neste polímero é vinculado à manipulação do teor de lignina em determinadas espécies de plantas, tais como nas gramíneas utilizadas como forrageiras e em espécies utilizadas para a produção de papel e, mais recentemente, em plantas utilizadas na produção de biocombustíveis. Muitos componentes desta via como as enzimas e os fatores de transcrição que participam de sua regulação vêm sendo alvo de pesquisas, porém proteínas quinases reguladoras especificamente para esta via são pouco conhecidas em plantas. Para induzir modificações no metabolismo e no nível de expressão da via de biossíntese da lignina plantas de eucaliptos serão submetidos a tratamento por tensão, deste modo, os caules serão torcidos formando angulação. Este tipo de torção induz o aumento de lignificação da região oposta a tensão e é reduzida na região de tensão. Sabe-se que quinases são sinalizadoras de condições de estresse tanto biótico quanto abiótico que funcionam em cascatas de sinalização e neste contexto duas abordagens serão desenvolvidas com o objetivo de selecionar proteínas quinases candidatas que tenham como alvo enzimas da via de lignina: o sequenciamento de transcritos de RNA para verificar a diferença de expressão dentro destes tratamentos e a fosfoproteômica para identificar proteínas que sofrem fosforilação por quinases e que estão diferencialmente produzidas neste tratamento.
 
Nome: João Pedro de Almeida Belo
Cursando:IC
Resumo do projeto
EFEITO DO FOTOPERÍODO NA EXPRESSÃO DE FATORES DE TRANSCRIÇÃO CBF EM QUATRO ESPÉCIES DE EUCALIPTO

A busca por redes gênicas que podem estar associadas à tolerância de plantas economicamente importantes contra estresses abióticos tem sido cada vez maior. Tal estratégia visa manter ou aumentar a produção mediante às fortes indicações da ocorrência de mudanças ambientais globais. A cultura do eucalipto se encaixa nesse contexto, principalmente pela sua importância econômica como matéria prima para a produção da celulose e do papel, além do crescente interesse como cultura para fins energéticos. Alguns estudos tem relacionado a tolerância à diversos tipos de estresse abiótico com as vias gênicas reguladas por fatores de transcrição CBF, inclusive em espécies de Eucaliptus. Tem sido demonstrado que esses genes são regulados pelo fotoperíodo em outras espécies de planta. Dessa forma, o objetivo desse trabalho é estudar a expressão dos fatores de transcrição CBF em dois regimes de fotoperíodo (dias longos, 16h de luz e 8h de escuro; e dias curtos, 8h de luz e 16h de escuro), em quatro espécies de eucalipto: E. dunni, E. globulus, E. pellita e E. tereticornis).
 
Nome: Fernanda Salvato
Cursando:PD
Resumo do projeto
PROTEOMA DO COLMO E DO NÚCLEO DE CÉLULAS DE CANA DE AÇÚCAR (Saccharum spp) ASSOCIADO AO CONTROLE DA BIOSSÍNTESE DE LIGNINA

A crescente necessidade de reduzir gases de efeito estufa na atmosfera fez com que o apelo e a demanda por biocombustíveis aumentassem vertiginosamente. Pesquisas apontam o aumento exponencial da produção de bioetanol nos próximos 14 anos apenas explorando a biomassa residual das usinas. O bagaço que sobra do processo da produção de açúcar e álcool é rico em cadeias carbônicas, principalmente a celulose. Melhorar a forma de disponibilização desse carbono para as leveduras é o desafio no momento. Outro desafio é diminuir a lignina, a principal molécula que dificulta o processo fermentativo. A abordagem proteômica, nesse contexto, é de grande importância já que a maioria dos estudos em plantas tem enfoque transcricional. Correlacionar o que se conhece na literatura sobre os genes envolvidos na via da lignina com as proteínas realmente expressas nas células do colmo, contribuirá para uma visão mais ampla dos processos envolvidos na lignificação da parede celular em cana de açúcar. Portanto, o objetivo do trabalho é, sob a ótica da proteômica, investigar o controle da formação da lignina em colmos de cana-de-açúcar provenientes de cultivares contrastantes em teores de lignina, empregadas em ambientes de déficit hídrico e adubação nitrogenada como sendo os principais moduladores da formação e polimerização da lignina. Proteínas nucleares também serão isoladas no intuito de se caracterizar as diferenças existentes entre os genótipos contrastantes principalmente quanto à expressão de fatores de transcrição relacionados à via de biossíntese da lignina.
 
Nome: Sarah Caroline Ribeiro de Souza
Cursando:PD
Resumo do projeto
AVALIAÇÃO DA CICLAGEM DE NITROGÊNIOEM PLANTAS DE SOJA MUTANTES eu3-a (UREASE NEGATIVA) E NÃO MUTANTES UTILIZANDO NITRATO OU N2 PROVENIENTE DE FIXAÇÃO BIOLÓGICA COMO FONTES DE NITROGÊNIO

A soja é uma leguminosa que tem sido usada como planta modelo nos estudos que envolvem o metabolismo de nitrogênio (N), por seu rápido crescimento, importância econômica e por sua bem sucedida relação simbiótica com rizóbios. O N é o nutriente requerido em maior quantidade pelas plantas, e é adquirido por elas na forma mineral, nitrato e amônia, e na forma orgânica, ureia e aminoácidos. No caso da ureia, além daquela fornecida às raízes, a planta produz ureia na ciclagem celular de N. Alguns estudos também apontam a degradação dos ureídeos como fonte de ureia, mas não existem evidencias concretas que isto ocorra em plantas. A ureia é degradada a amônia pela enzima Ni-dependente urease. O Ni é considerado um mineral essencial às plantas por sua função como ativador desta enzima. Diversos mutantes foram criados para elucidar os mecanismos envolvidos na síntese e ativação da urease em soja. O mutante eu3-a, urease-negativo, por exemplo, é incapaz de metabolizar a ureia. Assim, a fim de melhor compreender os mecanismos da ciclagem de nitrogênio através do metabolismo da ureia, e o quanto o Ni pode controlar de fato este processo, plantas mutantes eu3-a e não mutantes serão utilizadas nos ensaios deste projeto, utilizando duas fontes diferentes de N, NO3- ou proveniente da fixação biológica. Os ensaios serão realizados em câmaras de crescimento com condições controladas de luz e temperatura, e envolverá além de abordagens bioquímicas e moleculares, o uso do isótopo 15N para estudar as rotas envolvidas na ciclagem do N. Espera-se com este estudo melhor compreender a ciclagem do N em soja e gerar subsídios que possam melhorar a eficiência no uso de N.
 
Nome: Ana Raquel dos Santos Figueiredo
Cursando:PD
Resumo do projeto
BIOPOLÍMERO DA SUBERINA NA DIGESTIBILIDADE DA PAREDE CELULAR DE CANA FORRAGEIRA: ESTUDOS HISTOQUÍMICOS, BIOQUÍMICOS E MOLECULARES

A suberina é um biopolímero glicerol-lipídico-fenólico presente na parede celular das plantas. Devido à sua insolubilidade e impermeabilidade constitui uma importante barreira ao transporte de água, íons e compostos gasosos nos tecidos vegetais onde se encontra, como a endoderme, a periderme e a bainha vascular das plantas C4. Em Saccharum spp., a parede celular das células do colmo é altamente suberizada e, tal como já foi descrito para a lignina, a suberina também é um fator importante na recalcitrância da biomassa deste gênero de plantas. A cana de açúcar vem sendo usada há muito tempo como alimento suplementar na pecuária brasileira, representando uma reserva essencial de forragem verde durante o inverno. Neste sentido, este projeto irá fazer a caracterização da biossíntese, transporte e deposição da suberina em Saccharum spp., relacionando as características deste biopolímero com a digestibilidade da cana de açúcar forrageira, usada como alimento animal.