Pirilampo, bioindicador de impacto ambiental

Pirilampo comum (fêmea grávida) (Lampyris noctiluca), imagem retirada daqui

O Brasil é o País com maior diversidade de espécies luminescentes no mundo. A emissão de luz fria e visível por seres vivos é observada em organismos que vão desde as bactérias aos peixes, incluindo os pirilampos. Entender o mecanismo de como a luz é produzida nesses organismos pode iluminar o caminho para o diagnóstico e tratamento de doenças como cancro e infecções bacterianas. As enzimas responsáveis pela bioluminescência são as luciferases, que catalisam a reacção que produz a luz nos animais, e as proteínas fluorescentes, que têm a propriedade de mudar a cor da luz estão sendo aplicadas em biotecnologia e em bioimageamento de processos patológicos.
Dada a importância dos organismos bioluminescentes, a sua conservação é prioridade para Vadim Viviani, professor do campus de Sorocaba da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). Ele investiga, há mais de dez anos, o mecanismo de funcionamento da bioluminescência e as possibilidades de aplicação como agentes bioanalíticos, bioindicadores e biossensores. "Devido os impactos ambientais, a riqueza desses organismos está se perdendo. Para utilizar espécies como o pirilampo para essas finalidades, é necessário preservá-las e prioritariamente conservar seus ambientes naturais", disse.
Nesse estudo, a equipe orientada pelo pesquisador está catalogando a biodiversidade de pirilampos na Mata Atlântica do Estado de São Paulo, estudando a sua evolução sob o aspecto molecular e avaliando algumas espécies-chave como indicadores ambientais de áreas palustres e ribeirinhas.
A Mata Atlântica é um dos ecossistemas mais ricos em pirilampos no mundo. Em um único trecho, em Salesópolis (SP), por exemplo, foram catalogadas 50 espécies. Segundo Viviani, embora o Brasil concentre cerca de 25% das 2 mil espécies descritas, não se aproveita o potencial do pirilampo como bioindicador de impacto ambiental.
Existem espécies que vivem em ambientes palustres (aquáticos). Quando a água está poluída desaparece o burrié, que é o alimento do pirilampo, e, com isso, a espécie desaparece. Já em locais onde os cursos de água estão preservados, o insecto permanece ou regressa. "No Japão, pirilampos são muito usados como bioindicadores na recuperação de cursos de água", comentou.
Tais insectos também são bons modelos para entender o impacto da poluição luminosa. Eles usam o seu sinal luminoso para fins de reprodução, é um padrão de comunicação sexual. Quando o nível de iluminação do meio aumenta, macho e fêmea não se conseguem localizar através dos sinais luminosos. De acordo com Viviani, o impacto da poluição luminosa ocorre em diversos organismos, principalmente os nocturnos. Pode afectar a relação predador-presa tornando um ou outro mais visível.
Há muito interesse em saber qual o mecanismo de funcionamento das enzimas relacionadas com a bioluminescência e, a partir disso, tentar modificá-las para torná-las ainda mais aplicáveis do que já são, inclusive na área ambiental. Existem, por exemplo, diversos biossensores que usam luciferases de pirilampo, a nível molecular, para detectar agentes tóxicos na água.
Recentemente, outro grupo orientado por Viviani comparou enzimas luciferases clonadas com uma proteína semelhante, mas fracamente bioluminescente, uma AMP-ligase, presente em todos os organismos e que desempenha variadas funções metabólicas. O objectivo era descobrir, se e como a AMP-ligase pode adquirir a propriedade de produzir luz. Segundo o professor da UFSCar, esse tipo de informação pode ajudar a tornar mais eficientes as enzimas que já produzem luz e tornar enzimas que não produzem luz luminesce.

Fonte da notícia: Terra.com.br

Descoberta nova espécie de pirilampo em Portugal

O Parque Biológico de Gaia anunciou ontem a descoberta de uma espécie de pirilampo nova em Portugal, que até agora era apenas conhecida em Espanha e França.

A identificação desta espécie - Lamprohiza mulsanti Kieserwetter - foi feita a partir de "exemplares colhidos por um grupo de entomólogos no Parque Biológico de Gaia e noutras localidades do Norte de Portugal", refere o parque.
Esta espécie foi primeiramente classificada em 1850, por Ernest August Hellmuth von Kiesenwetter, um entomologista alemão cujas colecções encontram-se no Museu de História natural de Munique e no Staatliches Museum fur Tierkunde, em Dresden.

LUSA - Agência de Notícias de Portugal, S.A.

Gene de Pirilampo ilumina outros organismos....

Gene de pirilampo permite "iluminar" outros organismos e assim detectar lesões genéticas - estudo de cientista portuguesa
A introdução de um gene do pirilampo num verme permitiu usar a luminescência adquirida por este organismo para conhecer o seu metabolismo e detectar o efeito de alterações genéticas, num estudo realizado na Escócia por uma cientista portuguesa.

"O que eu fiz foi colocar o gene de um pirilampo americano num organismo modelo da biologia, o nemátode Caenorhabditis elegans, que assim se tornou capaz de utilizar um substrato, a luciferina, para emitir luz à custa das suas reservas de energia", disse Cristina Lagido à agência Lusa.

"Assim, medindo a luz emitida com um instrumento chamado luminómetro é possível ter uma ideia das reservas energéticas do organismo" - acrescentou.
Outra conclusão do estudo, publicado na revista britânica BMC Physiology, foi que é possível utilizar a luminescência para detectar o efeito de determinadas lesões genéticas.
Cristina Lagido, que trabalhou nesta investigação com colegas da Universidade de Aberdeen, na Escócia, utilizou a técnica de inactivação selectiva de genes conhecida por ARN de interferência (ARNi), cuja descoberta por Andrew Z. Fire e Craig C. Mello (norte-americano de origem portuguesa) lhes mereceu o Prémio Nobel da Medicina de 2006.
"Com esta técnica silenciei genes que são importantes para a respiração celular e, como seria de esperar, obtive uma redução drástica dos níveis de luz", explicou, referindo que o objectivo inicial da equipa, e que continua a ser uma das suas linhas de investigação, era a utilização do nemátode como bio-sensor de poluição ambiental, por esse nível diminuir quando o animal é exposto a poluentes.
Outra linha de investigação proposta por Cristina Lagido, e para a qual a equipa procura obter financiamento, é a aplicação deste bio-sensor em estudos de genética para tentar averiguar quais os genes do nemátode que desempenham um papel em termos de tolerância ao stress ambiental.
"Se o nível de luz aumentar, isso significa que os nemátodes se tornaram mais resistentes e, se diminuir, que se tornaram mais sensíveis", afirmou.
A vantagem da utilização da luminescência como indicador de saúde é, para a investigadora portuguesa, a rapidez das medições quando comparadas com a observação microscópica detalhada.
O C. elegans foi o primeiro animal a ter o seu genoma sequenciado e é considerado um excelente modelo para investigação genética com relevância para os seres humanos.
"Apesar das aparências", diz a cientista, "há bastantes semelhanças a nível genético entre os humanos e este nemátode, como é evidenciado por 40 a 60 por cento dos genes responsáveis por doenças em humanos serem semelhantes a genes do nemátode".
Como exemplo, Cristina Lagido apontou os genes que estão na base da aquisição da doença de Alzheimer, que foram descobertos primeiro em C. elegans, em 1993, dois anos antes da sua descoberta na espécie humana.
"Desta forma é possível que aquilo que se descobrir sobre a função de genes utilizando o nemátode luminescente venha a ter aplicações úteis", salientou.
Cristina Lagido trabalhou nesta investigação com o geneticista Jonathan Pettitt, cuja área principal de investigação é a Biologia do Desenvolvimento, com Anne Glover, que trabalha há vários anos na produção de bio-sensores microbianos que utilizam a bioluminescência para monitorização ambiental, e ainda com a técnica de investigação Aileen Flett.
Doutorada em Microbiologia pela Universidade de Aberdeen (1997), depois de se ter licenciado em Ciências Biológicas pela Universidade de Lisboa (1992), a carreira de Cristina Lagido como investigadora tem-se centrado no estudo das respostas dos organismos ao seu meio ambiente através de uma abordagem multidisciplinar que junta biologia molecular, genética, microbiologia, toxicologia, biotecnologia e análise estatística.

Fonte da notícia: CienciaHoje.PT