Líderes de Laboratórios

Dr.  Marcos  Silveira  Buckeridge  

(Laboratório  de  Fisiologia  Ecológica  de  Plantas,  Departamento  de  Botânica  – IB/USP, São Paulo, SP) 

Professor  de  Fisiologia,  Bioquímica  e  Biologia  Molecular  de  Plantas  que  tem  larga  experiência  em  fisiologia,  metabolismo e estrutura  da  parede  celular vegetal.  Foi  um  dos  fundadores  e  coordenadores  do  Programa BioEn da FAPESP. Atuou como Diretor Científico do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do  Bioetanol (CTBE), em Campinas, sendo o responsável por um investimento de R$ 25 milhões para implantação  dos  laboratórios  e  do  Programa  de  Ciência  Básica  do  laboratório.  Atualmente  é  o  coordenador  do  Instituto  Nacional  de  Ciência  e  Tecnologia  do  Bioetanol  e  vice-coordenador  do  Centro  de  Processos  Biológicos  e  Industriais em Bioenergia (CeProBio), um projeto em cooperação entre o Brasil e a Comunidade Europeia dentro  do programa FP7. É membro titular e Diretor Executivo da Academia de Ciências do Estado de São Paulo.  

Atuação no projeto: coordenador geral do INCT, análises de parede celular, expressão de hidrolases em plantas  de cana, montagem de consórcios enzimáticos, expressão gênica em cana. 

Projeto: Metabolismo de carboidratos, crescimento vegetal e degradação da parede celular da cana-de-açúcar e outras biomassas para bioenergia

Para produzir mais bioenergia e combater os efeitos das mudanças climáticas, é preciso compreender como espécies vegetais manipulam o carbono, notadamente os carboidratos, de forma a conseguir, por um lado, aumentar a produção de açúcares e por outro sermos capazes de hidrolisar os polímeros da parede celular vegetal. Nossos resultados demonstram que: 1) a cana possui mecanismo endógeno de controle do metabolismo de açúcares, que pode ser controlado via transformação genética ou por engenharia fisiológica; 2) plantas transgênicas para um fator de transcrição controlador da degradação de parede celular já estão mostrando o caminho para controla-la, bem como fornecer enzimas de degradação de parede que poderão ser adicionadas à coquetéis enzimáticos para uso na indústria. Várias biomassas se mostraram aptas ao uso para a produção de bioetanol de segunda geração.

Dr. André  Ricardo de Lima Damásio

(Laboratório De Enzimologia E Biologia Molecular De Microrganismos – Lebimo Instituto De Biologia – Unicamp) 

Sua linha de pesquisa se concentra em microbial biotechnology com 3 focos principais: (1) engenharia genético de fungos filamentosos para produção de enzimas; (2) papel de modificações pós-traducionais na produção e função de enzimas; (3) relação entre acilação de proteínas e virulência, utilizando Aspergillus fumigatus como modelo. (Fonte: Currículo Lattes)  

Projeto: Desvendando o arsenal de enzimas ativas em biomassa vegetal dos fungos Mycothermus thermophilus e Trichoderma reesei RP698

O projeto visa investigar em detalhes a biologia molecular por trás dos aparentes ganhos de eficiência de sacarificação do coquetel enzimático obtido pelo co-cultivo de M. thermophilus e T. reesei RP698 em palha de milho.

Dr. Carlos E. Driemeier 

(Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais, Campinas, SP) 

Sua  pesquisa  tem  foco  na  nanoestrutura  da  biomassa  lignocelulósica,  desenvolvendo  métodos  de  caracterização  e  aplicandoZos  para  compreender  a  variabilidade  nanoestrutural  e  seu  papel  na  conversão  de  biomassa.  

Atuação no projeto: medição de cristalinidade e porosidade de amostras de biomassa de cana de açúcar.

Projeto: Biorrefinarias do etanol celulósico para além dos carboidratos

O avanço das biorrefinarias do etanol celulósico abre oportunidades para valorização dos demais componentes da biomassa da cana-de-açúcar, como a sílica e a lignina. Nessa apresentação, abordaremos o papel dos inorgânicos nas biorrefinarias e o potencial de valorização da sílica biogênica. Também discutiremos o resíduo da hidrólise enzimática, rico em lignina, que surge como uma nova matéria-prima renovável com propriedades singulares e disponível em escala.

Dr. Diego Mauricio Riaño Pachón

(Laboratório de Biologia Computacional, Evolutiva e de Sistemas, Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Universidade de São Paulo) 

My areas of expertise are biology, bioinformatics and computational and evolutionary biology. I am interested in the evolution of biological networks in general, and gene regulatory networks in particular; as well as in the evolution of gene families, molecular characterization of organisms, predicting the function of non-coding RNAs, genome assembly and annotation, machine learning, classification problems, identification and evolution of protein domains and the development of integrative databases for omics data. Recently, in my research group, we have been working mostly with data coming from Next Generation Sequencing technologies. We have dealt with 454, Illumina, Oxford Nanopore and PacBio datasets in order to reconstruct full genome sequences and call polymorphims from bacteria, green algae, angiosperms and fungi. We have also reconstructed complex transcriptomes from angiosperms and fungi, focused on organisms interactions and enzyme and biofuel production, in order to elucidate their molecular basis.  

Projeto: Sequenciamento da cana de açúcar e construção de uma plataforma aberta para mineração de genes de culturas importantes em bioenergia

À atuação do grupo de pesquisa se insere nos objetivos de interação com o RCG2I (FAPESP 2020/15230-5), especificamente no que tange à participação para melhorar a produtividade da cana-de-açúcar com o propósito de aumentar a produção de bioetanol, através de melhorias na informação genômica da cultura e plataformas de mineração de dados genômicos e de expressão.

Dr. Ednildo de Alcantara Machado

(Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Programa de Parasitologia e Biologia Celular.) 

O grupo do professor Ednildo tem experiência na área de Fisiologia de insetos, com interesse em 2 grandes linhas de pesquisa: 1a linha de pesquisa - Caracterização de moléculas com propriedades antimicrobianas no veneno de formiga do gênero Solenopsis contra fungos, bactérias e protozoários (Trypanosoma sp. e Leishmania sp). 

Projeto: Estudo da degradação de lignocelulose no sistema digestivo de insetos 

O projeto visa studar o processo de digestão de lignocelulose no cupim Cornitermes cumulans e na barata Periplaneta americana alimentados exclusivamente com bagaço de cana.

Dra. Eny I. S. Floh 

(Laboratório de Biologia Celular de Plantas, Departamento de Botânica – IB/USP, São Paulo, SP) 

Atua  principalmente  nos  seguintes  temas  de  pesquisa:  fisiologia,  bioquímica  e  sinalização  do  desenvolvimento (poliaminas e outros reguladores de crescimento, metabolismo do óxido nítrico, aminoácidos,  proteômica  comparativa,  expressão  gênica),  morfogênese  (embriogênese e  células  troncoZembrionárias),  biotecnologia, e metabolismo secundário. 

Atuação no projeto: micropropagação de cana, produção de embriões para transformação, estudos de produção  de embriões in vitro para diversas variedades de cana.

Projeto: Crescimento e desenvolvimento da cana-de-açúcar: Interações entre aminoácidos, hormônios e carboidratos

O estado energético dos vegetais é regulado por um sistema complexo de substâncias que atuam de maneira integrada. Estas substâncias, com destaque aos   aminoácidos, hormônios e açúcares, interagem modulando o crescimento, desenvolvimento, produtividade e sobrevivência das plantas, nos mais variados ambientes.  Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi integrar os perfis de aminoácidos e diferentes hormônios (auxinas, poliaminas, ácido abscisico e brassinosteróides) com os dados da rede de percepção de açúcares, durante o desenvolvimento de cana-de-açúcar crescendo em campo.

Dr Igor Cesarino

(LigninLab - Universidade de São Paulo, Instituto de Biociências, Departamento de Botânica.) 

 Professor Doutor no Departamento de Botânica da Universidade de São Paulo, atuando nas seguintes áreas: bases moleculares do metabolismo de lignina e da deposição de parede celular secundária, bioengenharia de lignina, metabolismo de fenilpropanóides, biologia de sistemas e bioenergia. É membro do Synthetic and Systems Biology Center (S2B) do INOVA-USP. Orientador nos Programas de Pós-Graduação em Botânica (IB/USP) e Interunidades em Biotecnologia (USP/Butantan/IPT) e no PhD Program in Bioenergy (USP/UNESP/UNICAMP). Presidente da Sociedade Botânica de São Paulo (2017-2018; 2018-2020; 2020-2022; 2022-2024). 

Projeto: Engineering tricin metabolism in sugarcane

We aim to genetically modify key steps of the phenylpropanoid pathway in sugarcane to boost its status of multipurpose crop for the bioeconomy. More specifically, we aim to overproduce the flavonoid tricin constitutively in sugarcane plants in order to increase the antioxidant potential of the plant, likely increasing its resistance environmental stresses, and to boost its incorporation into lignin, which potentially generates an optimized biomass.

Dr. Igor Polikarpov 

(Grupo de Biotecnologia Molecular (GBM), Polo Temático em Energias Renováveis e Biotecnologia Molecular (poloTErRA), Instituto de Física de São Carlos (IFSC), Universidade de São Paulo (USP).

Professor Titular do Instituto de Física de São Carlos e Vice-Diretor da Rede USP da Bioenergia. Lidera  projetos  de  colaboração  entre  Brasil  Z União  Europeia  (FP7)  e  Brasil Z UK  (FAPESPZRCUK),  além  de  projetos com empresas  biotecnológicas  e  farmacêuticas  nacionais.  Coordenou  a construção  de linhas  de  luz  dedicadas  à  cristalografia  de  proteínas  no  Laboratório  Nacional  de  Luz  Síncrotron/LNLS.  Seus  principais  interesses  de  pesquisa  estão  centrados  em  Biologia  Estrutural  e  Biofísica  Molecular  e  suas  aplicações  em  Bioenergia e  Biotecnologia.  É  um  dos  proponentes  do  Programa  Integrado de  Doutorado  em  Bioenergia  (USP,  UNESP  e  UNICAMP) recém aprovado pela CAPES. É Comendador da Ordem Nacional do Mérito Científico e membro titular  da Academia de Ciências do Estado de São Paulo. 

Projeto: Atividades de enzimas que atuam em carboidratos complexos e sua relação com estrutura física e composição química de parede celular de plantas.

Os objetivos desse projeto são: 1. A implantação de protocolos de medidas analíticas para a caracterização química e física de diversos tipos de biomassa a fim de relacionar suas caraterísticas com efeito de ação enzimática; 2. Clonagem, expressão e produção heteróloga de proteínas e enzimas ativas em carboidratos complexos 3. Avaliação das relações entre ação enzimática e efeitos de pré-tratamentos com composição química e estrutura física da parece celular de plantas.

Dra.  Maria  de  Lourdes  T.  M.  Polizeli 

 (Laboratório  de  Microbiologia/Biologia  Celular,  Departamento  de  Biologia,  FFCLRP/USP, Ribeirão Preto, SP) 

Tem experiência  na área  de Biologia  Celular, Bioquímica e Microbiologia, atuando  principalmente  nos  seguintes  temas:  prospecção  de  novas  linhagens  fúngicas,  visando  detectar  microorganismos  produtores  de  enzimas  lignocelulolíticas  com  propriedades  diferenciadas  e  mais  adequadas  à  composição  de  coquetéis  enzimáticos.  O  grupo  de  pesquisa  atua  na  produção  enzimática  fúngica  em  pequena  e  larga  escalas  usando  resíduos  agroindustriais  e  biorreatores  tanque  agitado.    Estudam  ainda  a  localização,  purificação  e  caracterização cinética e bioquímica de amilases, lipases, xilanases, celulases, ligninases, pectinases, fosfatases e  fitases de fungos filamentosos termotolerantes e termofílicos. 

Atuação no projeto: produção de hidrolases por expressão heteróloga em microorganismos, coordenação da  montagem do consórcio enzimático, determinação estrutural de enzimas, engenharia de enzimas. 

Projeto: Desenvolvimento de Estratégias para Sacarificação de Biomassas

O Laboratório de Microbiologia e Biologia Celular, sob a minha responsabilidade na FFCLRP-USP, tem como foco (i) a prospecção de microrganismos, principalmente fungos filamentosos; (ii) identificação molecular dos isolados; (iii) expressão heteróloga de enzimas que desconstroem a arquitetura da parede celular de plantas; (iv) produção de sistemas enzimáticos como os celulolítico, xilanolítico e lignolítico utilizando vários tipos de bioprocessos; (v) caracterização físico-química de enzimas purificadas e imobilizadas em suportes químicos; (vi) hidrólise de biomassas e (vii) montagem de coquetéis enzimáticos visando a produção de açucares fermentescíveis. 

Dr. Marcelo Menossi Teixeira

(Laboratorio Genoma Funcional, Depto de Genética, Evolução, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Biologia Universidade Estadual de Campinas) 

Tem experiência na área de Genética, com ênfase em Genética Vegetal, atuando principalmente em genômica funcional, bioinformática e biotecnologia aplicadas ao estudo da acumulação de sacarose em cana e tolerância a estresses abióticos em cana e milho. Foi Diretor de Propriedade Intelectual (2007-2010) e Diretor de Desenvolvimento de Parcerias e Projetos Colaborativos (2009-2010) da Inova Unicamp - Agência de Inovação da UNICAMP. 

Projeto: Edição gênica e biotecnologia da cana-de-açúcar

A construção de vetores para edição gênica de cana está praticamente finalizada. Experimentos iniciais aportaram evidências de que obtivemos edição do genoma em cana. Os novos desenvolvimentos e estratégias de edição serão apresentados. Por outro lado, avançamos no desenvolvemos plantas transgênicas visando o silenciamento de genes envolvidos com a estrutura da parede celular, visando maior produtividade de etanol de segunda geração.

Dr. Richard J. Ward 

(Laboratório de Bioquímica e Biofísica de Proteínas, Departamento de Química, FFCLRP/USP,  Ribeirão Preto, SP) 

Com experiência em pesquisa básica e aplicada na área de estrutura e função de proteína, o Prof. Ward  utiliza  estratégias  avançadas  de  engenharia  de  proteínas  para  compreender  e melhorar  a  função  catalítica  de  enzimas envolvidas na despolimerização de biomassa lignocelulósica. O grupo do Prof. Ward emprega desenho  racional das enzimas com base na análise de estruturas de proteínas em 3D e simulações de dinâmica molecular,  juntamente com uma série de estratégias de evolução dirigida que são baseados no rastreamento de bibliotecas  tanto de mutações pontuais aleatórias ou de domínios de proteínas quiméricas.  

Atuação no projeto: produção de hidrolases por expressão heteróloga em microorganismos, coordenação da  montagem do consórcio enzimático, determinação estrutural de enzimas, engenharia de enzimas.

Projeto: Engenharia de enzimas para sacarificação de lignocelulose

Será apresentado um resumo dos resultados de programas de melhoramento das propriedades catalíticas de glicosil hidrolases visando sua aplicação em coquetéis enzimáticos para a sacarificação de lignocelulose. As perspectivas futuras para a engenharia de enzimas para uma terceira etapa do INCT também serão levantadas.

Dra. Suzana Ursi

(BotEd, Universidade de São Paulo, Instituto de Biociências.) 

Lnhas de pesquisa principais são: (i) Formação de professores e conhecimentos docentes, tendo foco no CPC (Conhecimento Pedagógico do Conteúdo - PCK, proposto por Lee Shulman) de temas botânicos em contextos diversos (formação inicial e continuada; ensino presencial, remoto emergencial e EAD; PIBID etc); (ii) Percepção Ambiental em ecossistemas marinhos e terrestres e mitigação da chamada cegueira botânica; (iii) Desenvolvimento e avaliação de estratégias e recursos didáticos voltados para o ensino contextualizado de Botânica. A Ficologia (estudo das alagas) é uma linha complementar, revisitada periodicamente.

Projeto: Divulgação e estratégias didáticas no âmbito do INCT do Bioetanol

Discutiremos a pesquisa sobre concepções de pesquisadores do INCT do Bioetanol sobre divulgação científica (especialmente em relação aos seus trabalhos) e fomento para estratégias didáticas. Tal pesquisa é utilizada como ponto de partida para a elaboração de iniciativas de aproximação entre universidade-sociedade enfocando a temática do Bioetanol.

Dr. Wanderley D.  dos Santos 

(Laboratório BioPlan, Centro de Ciências Biológicas, UEM, Maringá, PR) 

Tem  experiência  em  técnicas  analíticas  clássicas  para  separação,  identificação  e  quantificação  de  compostos  fenólicos,  bem  como  de  atividades  enzimáticas da  via  dos  fenilpropanóides,  entre  outras. É  coordenador do projeto Central de Bioenergia (aprovado pela FINEP) que irá compor o Complexo de Centrais de  Apoio à Pesquisa da Universidade Estadual de Maringá.  Estuda o metabolismo dos fenilpropanóides em plantas  visando  compreender  o  papel  da  lignina  e  de  hidroxicinamatos  na  arquitetura  e  evolução  da  parede  celular  vegetal, bem como desenvolver ferramentas para aumentar a sacarificação de paredes tipo II. Nos últimos anos  seu grupo  tem utilizado  técnicas de modelagem por homologia e docagem in silico para produzir inibidores de  enzimas  da  via  dos  fenilpropanóides.  Estas  ferramentas  têm  permitido  a  manipulação  controlada  de  alguns  componentes da parede celular e a fim de se investigar a influência destes componentes na sacarificação.  

Atuação no projeto: produção de amostras quimicamente modificadas para análise de sacarificação e de parede,  análises de fenilpropanóides e lignina nas amostras de cana-de-açúcar.

Projeto: Engenharia Fisiológica: Hackeando o Sistema de Processamento de Dados das Plantas

Ao longo da evolução, as plantas desenvolveram um sofisticado sistema cognitivo capaz de perceber, interpretar e responder a sinais ambientais. Estes sistemas permitem que uma mesma espécie se adapte a diferentes ambientes e grandes variações edafoclimáticas. Com base nesses conhecimentos, nós desenvolvemos semioquímicos capazes de interferir no processamento fisiológico de informação e induzir fenótipos de interesse em culturas agrícolas como: maior sacarificação da celulose, resistência a estresses, elevada qualidade e produtividade de grãos, e crescimento acelerado.