https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/95265 Sat, 05 Sep 2026 17:05:04 GMT 2026-09-05T17:05:04Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275292 Contaminação de aves marinhas por microplásticos e ftalatos: caracterização e impactos sobre o metabolismo Piccinin, Isadora Nicole Lara A poluição por microplásticos nos oceanos é uma preocupação global devido à longa persistência destes poluentes no ambiente e de seus potenciais impactos ecotoxicológicos. Esses fragmentos de polímeros sintéticos, resultantes da degrada-ção de plásticos maiores ou do descarte direto de partículas microscópicas, estão amplamente distribuídos em ecossistemas marinhos (Andrady et al., 2015). Além do impacto físico da ingestão por organismos, os microplásticos atuam como vetores de contaminantes químicos, incluindo aditivos plastificantes, como os ftalatos, que podem ser liberados no ambiente durante a degradação dos polímeros (Lavers et al., 2019; Neumann et al., 2021). Ftalatos são compostos amplamente utilizados na indústria para conferir flexibilidade aos plásticos, porém são conhecidos por seus efeitos tóxicos à fauna marinha, incluindo a desregulação endócrina e distúrbios re-produtivos em diversas espécies (Hardesty et al., 20150; Lavers et al., 2019). O presente estudo buscou caracterizar amostras de microplásticos coletados em praias brasileiras, no que tange à estrutura química e propriedades físicas. Como parte desse processo, buscou-se avaliar a viabilidade de um método de análise colo-rimétrica, explorando a variação na coloração e transparência dos polímeros como um indicador de degradação daqueles materiais. Tal abordagem permite correlacio-nar mudanças óticas com processos químicos, como oxidação e hidrólise, oferecen-do uma ferramenta de baixo custo para avaliar a degradação ambiental dos plásti-cos. Por fim, buscou-se compreender a contaminação de aves marinhas por ftalatos em amostras de glândulas uropigianas e fígado de albatrozes e petréis e a possível relação quali/quantiativa daqueles xenobióticos com a ingestão de microplásticos. A integração dos resultados dessas análises proporciona uma visão abrangente sobre os impactos da poluição por microplásticos em ecossistemas marinhos, contribuindo ao melhor entendimento dos riscos associados à degradação dos polímeros, a libe-ração de contaminantes nos oceanos e a contaminação da fauna associada.; Abstract: Microplastic pollution has become a global concern due to its persistence in the environment and potential ecotoxicological impacts. These synthetic polymer fragments, resulting from the degradation of larger plastics or from the direct release of microscopic particles, are widely distributed in marine ecosystems (Andrady et al., 2015). In addition to the physical impact of ingestion by organisms, microplastics act as vectors for chemical contaminants, including plastic additives such as phthalates, which can be released into the environment as polymers degrade (Lavers et al., 2019; Neumann et al., 2021). Phthalates are chemicals widely used by polymer in-dustry to enhance plastic flexibility, but are also known for their toxic effects, includ-ing endocrine disruption and reproductive disturbance in various marine species (Hardesty et al., 20150; Lavers et al., 2019). This study aimed to characterize micro-plastics collected from Brazilian beaches, assessing their chemical composition and physical properties. As part of this process, a colorimetric analysis method was de-veloped and proposed, exploring variations in color and transparency of polymers as indicators of material degradation. This analytical approach allows for the correlation of optical changes with chemical processes such as oxidation and hydrolysis, offering a low-cost tool to assess plastic degradation in the environment. Finally, the contam-ination of seabirds by phthalates was investigated, analyzing their bioaccumulation in the uropygial gland and liver samples, as well as the possible relationship with micro-plastic ingestion. The integration of the analytical outputs provides a comprehensive view of the impacts of pollution in marine ecosystems, contributing to better under-standing the risks associated with polymer degradation, the release of contaminants in oceans and the contamination of the associated fauna. Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2025. Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275292 2025-01-01T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275165 Prospecção de leveduras tolerantes ao geraniol e engenharia da via do mevalonato em Saccharomyces cerevisiae: desafios e potenciais biotecnológicos Dourado, Erika Danielle Ribeiro A crescente demanda por compostos de alto valor agregado obtidos de forma sustentável tem impulsionado o uso de microrganismos como plataformas biotecnológicas. Nesse contexto, os monoterpenóides, como o geraniol, destacam-se por suas aplicações nas indústrias cosmética, farmacêutica e alimentícia. Por isso, o presente trabalho buscou inicialmente a seleção de leveduras tolerantes ao geraniol, considerando a toxicidade exercida por este composto sobre as células. Assim sendo, realizamos uma triagem de leveduras indígenas através de cultivos em microescala na presença de diferentes concentrações do composto e distintas fontes de carbono. Dentre as cepas avaliadas, destacaram-se isolados pertencentes à espécie Meyerozyma caribbica e um isolado não identificado (CHAP-303), os quais apresentaram maior tolerância, especialmente em meios contendo glicose. Durante esses testes, destacou-se também a levedura industrial Saccharomyces cerevisiae PE-2, cujo background genético foi então escolhido para a próxima etapa do trabalho, que passava a visar a produção de geraniol. A partir disso, foram construídas linhagens recombinantes derivadas dessa levedura. Primeiramente, o gene CrGES, proveniente de Catharanthus roseus, foi integrado no genoma de uma linhagem derivada da PE-2 (MP-P5-Bgl1YL), dando origem à cepa MP-P5-Bgl1YL-CrGES. Na sequência, estratégias de engenharia metabólica, como a sobre-expressão e truncagem do gene HMG1, foram empregadas com o objetivo de aumentar o fluxo da via do mevalonato e, consequentemente, a produção de geraniol, originando a MP-P5-Bgl1YL-CrGES-tHMG1. Paralelamente, uma cepa laboratorial de S. cerevisiae também foi transformada, originando a linhagem CEN.PK-GES, que continha o gene CrGES sob o controle de um promotor distinto. As linhagens parentais e recombinantes foram avaliadas quanto ao crescimento celular, consumo de substratos e produção de metabólitos em cultivos em microescala e em frascos agitados. A produção de geraniol foi analisada por técnicas cromatográficas, mas as cepas de S. cerevisiae modificadas não foram capazes de sintetizar o composto alvo. No intuito de compreender o que poderia estar relacionado a essa ausência de produção, análises de expressão gênica por PCR em tempo real foram realizadas. Os dados demonstraram que a expressão relativa do gene CrGES foi menor nas cepas de S. cerevisiae aqui construídas do que na linhagem de Yarrowia lipolytica BYa3105, sabidamente produtora de geraniol. Os resultados reforçam, portanto, os desafios para fazer de S. cerevisiae uma produtora de geraniol relevante para a indústria. Nossos dados indicam que mais modificações genéticas são necessárias para permitir o direcionamento do fluxo metabólico para a produção do terpenóide nessa levedura. Por outro lado, as linhagens de S. cerevisiae engenheiradas apresentaram capacidade de consumir diferentes fontes de carbono, incluindo xilose e celobiose, o que reforça seu potencial como plataforma versátil para processos biotecnológicos baseados em substratos lignocelulósicos. Dessa forma, apesar das limitações atuais na produção de geraniol, essas leveduras possuem características metabólicas promissoras que podem ser exploradas em futuras estratégias de engenharia metabólica, visando o aproveitamento eficiente de matérias-primas renováveis e a produção sustentável de compostos de alto valor agregado.; Abstract: The growing demand for high value-added compounds produced through sustainable processes has driven the use of microorganisms as biotechnological platforms. In this context, monoterpenoids such as geraniol stand out due to their applications in the cosmetic, pharmaceutical, and food industries. Accordingly, this study initially focused on the selection of geraniol-tolerant yeasts, considering the toxicity exerted by this compound on cells. To this end, wild yeasts were screened through microscale cultivations in the presence of different concentrations of geraniol and distinct carbon sources. Among the evaluated strains, isolates belonging to the species Meyerozyma caribbica and an unidentified isolate (CHAP-303) showed the highest tolerance, particularly in glucose-containing media. During these assays, the industrial yeast Saccharomyces cerevisiae PE-2 also exhibited notable performance, and its genetic background was therefore selected for the next stage of the study, which aimed at geraniol production. Based on this, recombinant strains derived from PE-2 were constructed. First, the CrGES gene from Catharanthus roseus was integrated into the genome of a PE-2-derived strain (MP-P5-Bgl1YL), giving rise to strain MP-P5-Bgl1YLCrGES. Subsequently, metabolic engineering strategies, including overexpression and truncation of the HMG1 gene, were employed to increase flux through the mevalonate pathway and, consequently, geraniol biosynthesis, resulting in strain MP-P5-Bgl1YLCrGES-tHMG1. In parallel, a laboratory strain of S. cerevisiae was also transformed, generating strain CEN.PK-GES, in which the CrGES gene was placed under the control of a different promoter. Parental and recombinant industrial and laboratory strains were evaluated for cell growth, substrate consumption, and metabolite production in both microscale cultivations and shake-flask experiments. Geraniol production was analyzed by chromatographic techniques; however, the engineered S. cerevisiae strains were not able to synthesize the target compound. To better understand the lack of production, gene expression analyses were performed using real-time PCR. The results showed that the relative expression of CrGES in the S. cerevisiae strains constructed in this study was lower than that observed in the strain Yarrowia lipolytica BYa3105, a known geraniol producer. These findings highlight the challenges associated with developing S. cerevisiae as an efficient geraniol-producing platform for industrial applications. Our data indicate that additional genetic modifications are required to enable effective redirection of metabolic flux toward terpenoid biosynthesis in this yeast. On the other hand, the engineered S. cerevisiae strains demonstrated the ability to utilize different carbon sources, including xylose and cellobiose, reinforcing their potential as versatile platforms for biotechnological processes based on lignocellulosic substrates. Thus, despite the current limitations in geraniol production, these yeasts exhibit promising metabolic traits that can be further explored in future metabolic engineering strategies aimed at the efficient use of renewable feedstocks and the sustainable production of high value-added compounds. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2026. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275165 2026-01-01T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275104 Prospecção de microrganismos e caracterização de biossurfactantes para a biorremediação de ambientes contaminados com petróleo e seus derivados Pigossi, Isabela Franceis A contaminação ambiental por hidrocarbonetos de petróleo é uma problemática mundial que demanda soluções sustentáveis e inovadoras de biorremediação, superando as limitações frente a processos físico-químicos tradicionais e ao uso de surfactantes sintéticos. Nesse contexto, os biossurfactantes são moléculas anfifílicas com capacidade de biodisponibilizar contaminantes químicos hidrofóbicos no ambiente, destacando-se como compostos promissores para processos de biorremediação. Contudo, o uso industrial destas moléculas ainda enfrenta limitações devido a dificuldade de purificação do produto final, o alto custo de produção e o baixo rendimento. Portanto, o presente estudo buscou a prospecção de microrganismos de ambientes contaminados com hidrocarbonetos de petróleo a fim de isolar cepas potencialmente capazes de se adaptar a condições de estresse e produzir biossurfactantes que possam ser avaliados quanto à capacidade de emulsificar hidrocarbonetos de petróleo. Foram isolados no total 7 microrganismos de solo contaminado com borra oleosa, sendo cinco bactérias e dois fungos filamentosos. Destes, 1 bactéria identificada como Bacillus sp. destacou-se pelo potencial de produzir biossurfactantes capazes de emulsificar benzeno e manter sua atividade estável por 15 dias de armazenamento a 4 °C. Além desta, uma cepa de fungo filamentoso com características semelhantes à Aspergillus sp. foi selecionada para, junto com Bacillus sp., compor um consórcio microbiano misto a fim de avaliar a capacidade emulsificadora dos biossurfactantes. O consórcio microbiano misto apresentou potencial na emulsificação de diferentes componentes derivados do petróleo para além do benzeno, como tolueno, xileno, hexano e naftaleno, atuando em alguns deles de forma mais eficiente do que as cepas de forma isolada. Além disso, o consórcio destacou-se pela estabilidade frente a diferentes variações no pH. Também, análises de cromatografia gasosa com ionização de chamas (CG-FID) apontaram o potencial dos biossurfactantes produzidos pelo consórcio microbiano em diminuir a concentração livre de benzeno de soluções aquosas, englobando as moléculas em possíveis micelas surfactantes. De forma geral, esses resultados destacam o potencial biotecnológico do consórcio microbiano selecionado como uma estratégia promissora para aumentar a eficiência e a estabilidade dos processos de biorremediação mediados por biossurfactantes em ambientes contaminados por hidrocarbonetos.; Abstract: Environmental contamination by petroleum hydrocarbons is a global issue that demands sustainable and innovative bioremediation solutions, overcoming the limitations associated with traditional physicochemical processes and the use of synthetic surfactants. In this context, biosurfactants are amphiphilic molecules capable of increasing the bioavailability of hydrophobic chemical contaminants in the environment, standing out as promising compounds for bioremediation processes. However, the industrial use of these molecules still faces limitations due to difficulties in final product purification, high production costs, and low yields. Therefore, the present study aimed to prospect microorganisms from environments contaminated with petroleum hydrocarbons in order to isolate strains potentially capable of adapting to stress conditions and producing biosurfactants that can be evaluated for their ability to emulsify petroleum hydrocarbons. A total of seven microorganisms were isolated from soil contaminated with oily sludge, including five bacteria and two filamentous fungi. Among these, one bacterium identified as Bacillus sp. stood out for its potential to produce biosurfactants capable of emulsifying benzene and maintaining stable activity for 15 days of storage at 4 °C. In addition, a filamentous fungal strain with characteristics similar to Aspergillus sp. was selected to, together with Bacillus sp., compose a mixed microbial consortium in order to evaluate the emulsifying capacity of the biosurfactants. The mixed microbial consortium showed potential in the emulsification of different petroleum-derived components beyond benzene, such as toluene, xylene, hexane, and naphthalene, acting more efficiently on some of them than the individual strains alone. Furthermore, the consortium stood out for its stability under different pH variations. Analysis of gas chromatography with flame ionization (GC-FID) also indicated the potential of the biosurfactants produced by the microbial consortium to reduce the free concentration of benzene in aqueous solutions by incorporating the molecules into possible surfactant micelles. Overall, these results highlight the biotechnological potential of the selected microbial consortium as a promising strategy for enhancing the efficiency and stability of biosurfactant-mediated bioremediation processes in hydrocarbon-contaminated environments. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2026. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275104 2026-01-01T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275057 Avaliação da influência do bisglicinato ferroso na replicação, virulência e infectividade viral Jempierre, Yasmin Ferreira Souza Hoffmann A anemia ferropriva permanece um problema relevante de saúde pública em crianças, principalmente em países em desenvolvimento, com o Brasil implementando o Programa Nacional de Suplementação de Ferro que recomenda 1 mg/kg/dia de ferro elementar para crianças entre 6 e 24 meses. Concomitantemente, infecções virais entéricas causadas por rotavírus A (RVA) e adenovírus humano (HAdV) representam importantes causas de gastroenterite aguda nesta população. Apesar da sobreposição temporal entre o período recomendado para suplementação ferro e a faixa etária mais afetada por infecções entéricas, poucos estudos avaliam diretamente como a disponibilidade de ferro influencia a infectividade e replicação destes vírus. Este estudo investigou in vitro o impacto da suplementação com bisglicinato ferroso na infectividade, virulência e replicação viral de HAdV-5 (modelo respiratório) e RVA (modelo entérico). Os experimentos foram conduzidos utilizando células A549 e MA-104 permissivas, respectivamente, para adenovírus e rotavírus, expostas a diferentes concentrações de bisglicinato ferroso Neutrofer® (750, 218,8 e 109,4 µg/mL). A citotoxicidade foi determinada pelo ensaio com sulforodamina B, permitindo calcular a CC50 (concentração citotóxica 50%). Inicialmente, os ensaios de interação vírus-ferro foram realizados em três modalidades para padronização do método de análise utilizando HAdV como modelo experimental: pré-exposição (exposição sequencial de células a ferro ou vírus), exposição conjunta (contato simultâneo) e reinfecção viral (prole viral). Após padronizado, para o modelo viral de RVA foi escolhido o método de pré-exposição para seguimento dos estudos. A replicação viral foi quantificada através de RT-qPCR integrada a cultura celular (ICC-RT-qPCR), enquanto a viabilidade celular foi avaliada por contagem celular e citometria de fluxo. O efeito citopático foi observado por microscopia óptica invertida e quantificado a área das unidades formadoras de placas (UFP). Para HAdV-5, os resultados demonstraram que o ferro não promoveu aumento estatisticamente significativo nas cópias genômicas virais, mas foi associada à maior efeito citopático, maior lise do tapete celular e aumento de morte celular detectada por citometria. Para RVA, a suplementação de ferro modulou a replicação viral nas células pré-tratadas com a suplementação. Apesar do aumento da carga genômica de RVA, não houve redução estatisticamente significativa da viabilidade celular nem expansão mensurável da área de efeito citopático calculado. Os achados indicam que a suplementação com bisglicinato ferroso em concentrações compatíveis com as recomendações clínicas aumenta a replicação, infectividade e virulência de adenovírus humano tipo 5 e rotavírus A in vitro. Estas descobertas sugerem que a disponibilidade de ferro pode aumentar a susceptibilidade a infecções virais gastroentéricas e respiratórias, modulando de maneira distinta a infectividade em ambos os vírus e a replicação (RVA) e virulência (HAdV-5) viral. Os resultados ressaltam a necessidade de estudos em modelos tridimensionais e posteriormente clínicos para avaliar se a suplementação de ferro durante períodos de risco de infecções virais gastroentéricas requer ajustes nas doses ou protocolos de administração, visando otimizar a prevenção de anemia sem potencializar a susceptibilidade a infecções virais.; Abstract: Iron deficiency anemia remains a significant public health problem in children, particularly in developing countries. Brazil has implemented the National Iron Supplementation Program, which recommends 1 mg/kg/day of elemental iron for children aged 6 to 24 months. Concomitantly, enteric viral infections caused by rotavirus A (RVA) and human adenovirus (HAdV) represent important causes of acute gastroenteritis in this population. Despite the temporal overlap between the recommended period for iron supplementation and the age group most affected by enteric infections, few studies directly assess how iron availability influences the infectivity and replication of these viruses. This study investigated the in vitro impact of ferrous bisglycinate supplementation on the infectivity, virulence, and viral replication of HAdV-5 (an infection model) and RVA (an enteric model). The experiments were conducted using permissive A549 and MA-104 cells, respectively, for adenovirus and rotavirus, exposed to different concentrations of Neutrofer® ferrous bisglycinate (750, 218.8, and 109.4 µg/mL). Cytotoxicity was determined using the sulforhodamine B assay, which allowed for the calculation of the CC50 (cytotoxic concentration 50%). Initially, virus-iron interaction assays were performed in three modalities to standardize the analytical method using HAdV as an experimental model: pre-exposure (sequential exposure of cells to iron or virus), concurrent exposure (simultaneous contact), and viral reinfection (viral progeny). After standardization, the pre-exposure method was chosen for the RVA viral model to continue the studies. Viral replication was quantified using RT-qPCR integrated with cell culture (ICC-RT-qPCR), while cell proliferation was evaluated by cell collection and flow cytometry. The cytopathic effect was presented by inverted optical microscopy and quantified in the area of ??plaque-forming units (PFU). For HAdV-5, the results demonstrated that iron did not promote a statistically significant increase in suspected viral genomics; however, it was associated with a greater cytopathic effect, increased lysis of the cell carpet, and increased cell death, as detected by cytometry. For RVA, iron supplementation modulated viral replication in cells that had been pre-treated with the supplement. Despite the increase in the genomic load of RVA, there was no statistically significant reduction in cell prediction or measurable expansion of the calculated cytopathic effect area. The results indicate that supplementation with ferrous bisglycinate in specifications compatible with clinical recommendations increases the replication, infectivity, and virulence of human adenovirus type 5 and rotavirus A in vitro. These findings suggest that iron availability may increase susceptibility to gastroenteric and respiratory viral infections, distinctly modulating infectivity in both viruses and viral replication (RVA) and virulence (HAdV-5). The results highlight the need for studies using three-dimensional models and subsequent clinical trials to assess whether iron supplementation during periods of risk for gastrointestinal viral infections requires adjustments in dosage or administration protocols, thereby improving anemia prevention without increasing susceptibility to viral infections. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2026. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/275057 2026-01-01T00:00:00Z