Programa de Pós-Graduação em Aquicultura (Conceito 6 da CAPES)

O Programa de Pós-Graduação em Aquicultura (PPGAq), atualmente avaliado pela CAPES com conceito 6, começou suas atividades em 2002 impulsionado pela expansão da aquicultura nacional. Após 20 anos de atuação, o PPGAq pode ser considerado um programa consolidado e que se caracteriza por desenvolver suas atividades em consonância com o Programa de Desenvolvimento Institucional e a própria vocação da FURG – uma universidade voltada aos ecossistemas costeiros e oceânicos. Tendo isso em mente, os docentes e discentes do PPGAq participam ativamente em inúmeros projetos de P, D & I com grande interação com parceiros brasileiros e estrangeiros.

 

Os projetos desenvolvidos no âmbito do PPGAq são direcionados à área de concentração do programa - Aquicultura, em suas três linhas de pesquisa:

- Produção de Organismos Aquáticos Vertebrados: com estudos voltados ao desenvolvimento de tecnologias de produção de peixes dulcícolas e marinhos;

- Produção de Organismos Aquáticos Invertebrados e Produtores Primários: com desenvolvimento de tecnologias de produção de camarões, moluscos, micro e macroalgas, bem como plantas halófitas;

- Biotecnologia Aplicada à Aquicultura: estudos relacionados à engenharia genética, produção de organismos aquáticos em sistema multitrófico, avaliação da utilização de compostos antioxidantes na aquicultura, processamento e bioprodutos extraídos de organismos aquáticos.

Em muitos casos, essas linhas atuam de forma integrada no desenvolvimento de sistemas inovadores de produção, como é o caso do sistema de bioflocos (BFT), sistemas de recirculação de água (RAS) e sistema multitrófico integrado (IMTA), onde as equipes de pesquisa do PPGAq estão na vanguarda do conhecimento no Brasil e no mundo.

 

A infraestrutura disponível aos pesquisadores do PPGAq permite a realização dos mais diversos estudos, com elevado desenvolvimento tecnológico, interdisciplinaridade, e, em muitos casos, aliado ao setor produtivo. Essas características proporcionam aos egressos muitas possibilidades no mercado de trabalho, seja no universo acadêmico e/ou empresarial, tanto a nível nacional como internacional. Com esses diferenciais, o PPGAq fornece subsídios e colabora com o alcance aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) propostos pela ONU. Por meio de suas linhas de pesquisa, o PPGAq se enquadra diretamente em, pelo menos, 7 dos 17 ODS, em especial o ODS 2 – Fome Zero e Agricultura Sustentável (Garantir sistemas sustentáveis de produção de alimentos e implementar práticas resilientes, que aumentem a produtividade e a produção, e que ajudem a manter os ecossistemas), e o ODS 14 – Vida na Água (Aumentar os benefícios econômicos para os países em desenvolvimento e os menos desenvolvidos, a partir do uso sustentável dos recursos marinhos, inclusive por meio de uma gestão sustentável da pesca, aquicultura e turismo).

 

A formação discente do PPGAq pode ser avaliada pela inserção de seus egressos no mercado de trabalho como também pela qualidade de suas dissertações e teses. Nos últimos anos, três teses do PPGAq receberam indicações de Menção Honrosa no Prêmio CAPES de Teses (2013, 2015 e 2020), além do primeiro lugar no Prêmio VALE-CAPES de Ciência e Sustentabilidade (2013). 

 

Kamila Oliveira dos Santos (2019) Engenharia genética no probiótico Bacillus subtilis: expressão de fitase fúngica melhora parâmetros zootécnicos, sistema imune, resposta inflamatória e defesa antioxidante no zebrafish (Danio rerio) alimentado com diet

Engenharia genética no probiótico Bacillus subtilis: expressão de fitase fúngica melhora parâmetros zootécnicos, sistema imune, resposta inflamatória e defesa antioxidante no zebrafish (Danio rerio) alimentado com dieta rica em matéria vegetal

Autor: Kamila Oliveira dos Santos (Currículo Lattes)
Orientador: Dr Luis Fernando Fernandes Marins

Resumo

A enzima fitase catalisa a hidrólise de fitato, o qual representa a forma de armazenamento do fósforo nos vegetais. O fitato é um fator antinutricional para animais monogástricos, pois estes são ineficientes na produção de fitases intestinais. Portanto, o incremento de ingredientes vegetais na ração em sistemas de produção animal é limitado.Com isso, o objetivo da presente tese foi obter um Bacillus subtilis geneticamente modificado capaz de expressar uma fitase fúngica e avaliar a eficácia desta enzima na dieta do zebrafish (Danio rerio). No capítulo I desenvolvemos uma construção genética baseada em plasmídeo replicativo contendo o gene da fitase do fungo Aspergillus fumigatus (Phy-Af) fusionado ao sinal de secreção do gene da levansacarase (SacB) do próprio B. subtilis. A atividade da fitase produzida pelo B. subtilis transgênico no sobrenadante da cultura foi 2,7 vezes superior do que os controles. Após determinar a atividade da fitase, realizamos um experimento de alimentação do zebrafish, durante 30 dias, com uma dieta rica em vegetais. O experimento foi constituído por dois grupos: Phy-Af (com dieta suplementada com B. subtilis expressando a fitase) e o grupo controle (dieta com B. subtilis não transgênico). Foi realizada a biometria inicial dos animais e final para avaliar o desempenho zootécnico e foram analisados genes relacionados com o transporte de peptídeos (slc15a1b e slc15a2), apetite (ghrl), fatores de crescimento muscular (igf1, myod e myog) e metabolismo de minerais (bglap). Os peixes alimentados com o B. subtilis transgênico apresentam melhores índices de desempenho quando comparados ao controle. Neste mesmo sentido, todos os genes analisados foram superexpressados no grupo tratado com o probiótico expressando a fitase fúngica. No capítulo II, o objetivo foi avaliar o efeito do B. subtilis transgênico sobre o sistema imune e a resposta inflamatória no zebrafish alimentado com a ração rica em matéria vegetal. Neste caso, foram analisados genes relacionados com a produção de linfócitos (cd4 e ikzf1), resposta inflamatória (ifnphi1, ifng, tnf-α e il1b) e a resposta ao estresse oxidativo (sod1). Novamente, todos os genes analisados foram induzidos nos zebrafish alimentados com dieta suplementada com o probiótico transgênico. Considerando que plasmídeo replicativo pode ser instável e levar a perda da característica ao longo das gerações bacterianas, no capítulo III abordamos a aplicação da tecnologia CRISPR- Cas9 para edição do genoma do B. subtilis usando a construção da fitase fúngica desenvolvida no capítulo I. Como resultado, obtivemos a cepa BsJJ14 com o gene da fitase fúngica (oriunda de A. fumigatus) integrada ao genoma do B. subtilis e comparamos capacidade de manutenção da resistência ao antibiótico com a cepa Phy- Af, que no capítulo III denominamos de BsJJ5. Os resultados mostraram que após 65 gerações, apenas 11% das células (BsJJ5) mantiveram o fenótipo de resistência a antibióticos, e a linhagem transformada pelo método CRISPR-Cas9 não perdeu o fenótipo no final do experimento. O perfil de atividade da cepa BsJJ14 foi 20% maior do que na cepa BsJJ5 transformada com o plasmídeo replicativo. Em conclusão, a presente tese demostrou que as técnicas usadas para a transformação de Bacillus tanto via epissomal quanto integrada ao genoma foram eficientes e, além disso, a fitase recombinante apresentou atividade enzimática e promoveu efeitos benéficos à saúde do zebrafish alimentado com uma dieta rica em ingrediente vegetal.

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