Instituto Nacional de Ciência e
Tecnologia Biologia Sintética
Programas e Projetos de Pesquisa
O objetivo principal do INCT-BioSyn é estudar e prospectar recursos biológicos de plantas e microrganismos; produzir base de dados integradas e dinâmicas para a construção de peças, circuitos e rotas metabólicas para engenharia de sistemas biológicos; gerar plataformas tecnológicas de ativos de biodiversidade.
Os objetivos incluem: (I) Estudar, coletar e caracterizar plantas e microorganismos nativos e cultivados; (II) Gerar bases de dados integradas de genoma, transcriptoma e metabolomas de recursos biológicos; (II) Anotar, integrar e construir peças, peças e vias metabólicas para engenharia de função de sistemas biológicos; (IV) Desenvolver tecnologias de biologia sintética; (V) Desenhar, sintetizar e construir genomas mínimos; (VI) Gerar plataformas tecnológicas para o desenvolvimento de produtos biotecnológicos e agregar valor à biodiversidade e contribuir para a conservação dos recursos naturais.
O conhecimento adquirido servirá de base para o projeto e construção de células sintéticas, capazes de desempenhar funções específicas com segurança e com gasto energético mais eficiente.
O INCT-BioSyn contribuirá como pilar da pesquisa e desenvolvimento do Plano Nacional de Biotecnologia.
Fundamentos do INCT-BioSyn:
1. Coletar amostras e caracterização de recursos biológicos;
2. Geração de dados e análises em larga escala integradas de microrganismos e plantas;
3. Construção R-bions, bio-partes, biocircuitos e rotas metabólicas para a edição e engenharia genômica para gerar e testar novas hipóteses sobre genes e função proteica em sistemas biológicos;
4. Desenvolvimento de plataformas biotecnológicas;
5. Produção de "biochassi" molecular em soja, e novos sistemas bacterianos para engenharia de funções genéticas, engenharia de vias metabólicas, produção de substâncias ativas biotecnológicas e agregação de valor à biodiversidade;
6. Capacitação, treinamento de jovens cientistas; Consolidação da plataforma tecnológica e prestação de serviços dentro da plataforma INCT. Popularização e Comunicação Publica sobre de Ciências e Tecnologias Biosintética: interações com museus de ciências, redes sociais e grupos de discussão sobre impactos legais, éticos e sociais da ciência e tecnologia; Acesso à biodiversidade e compartilhamento de benefícios;
7. Colaboração internacional nos consórcios de biologia sintética “Build a Cell” (https://www.buildacell.org/) e “GP-Write” (https://engineeringbiologycenter.org/).
Programa de pesquisa:
Este programa de pesquisa tem por objetivo 1) o desenvolvimento e estudo de células sintéticas, com o intuito de melhor compreender a organização estrutural e funcional de genomas e, consequentemente, de como manipulá-lo para desempenhar funções específicas; 2) a aplicação da engenharia de circuitos genéticos em células eucarióticas, baseados em recombinases sintética, para a construção de portas lógicas artificiais e dispositivos de memória capazes de controlar a regulação de genes de interesse em resposta à estímulos externos; 3) estudos funcionais e estruturais do genoma de soja com objetivo de manipular o metabolismo de óleo e proteínas por meio da engenharia metabólica; 4) produção de proteínas sintéticas de sedas de aranhas da biodiversidade brasileira para o desenvolvimento de biomateriais inovadores.
Investigador principal: Elíbio Rech
Endereço para correspondência: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Biologia Sintética - Prédio de Biologia Sintética - Parque Estação Biológica, s/n - Brasília - Distrito Federal - 70.770-917
URL: https://www.embrapa.br/sobre-a-embrapa
E-mail: elibio.rech@embrapa.br | elibio.rech@gmail.com
Telefone: +55 (61) 3448-4694
ORCID | Google scholar | CV lattes
Pesquisadores:
André Melro Murad - CV Lattes
Cintia Marques Coelho - CV Lattes
Cristiano Castro Lacorte – CV Lattes
Daniela Matias de C. Bittencourt - CV lattes
Eduardo de Oliveira Melo - CV Lattes
Felipe Rodrigues da Silva - CV Lattes
Giovanni Rodrigues Vianna - CV Lattes
Grácia Maria Soares Rosinha - CV Lattes
Hemerson Souza Maia - CV Lattes
João Pedro Oliveira de Souza Ribeiro - CV Lattes
Leila Maria Gomes Barros - CV Lattes
Lilian Hasegawa Florentino - CV Lattes
Luiz Alberto Colnago - CV Lattes
Luisa Arake - CV Lattes
Marco Antônio de Oliveira - CV Lattes
Mariana Martins Severo de Almeida - CV Lattes
Mariana Mathias Conroy Araujo - CV Lattes
Raquel Medeiros Vasques Bonnet - CV Lattes
Raquel Sampaio de Oliveira - CV Lattes
Rayane Nunes Lima - CV Lattes:
Taciana Cavalcanti - CV Lattes: CV
Thais Torquato Sales - CV Lattes
Valquíria Alice Michalczechen Lacerda - CV Lattes
Programa de pesquisa:
Nosso programa tem como objetivo criar uma compreensão mais profunda da biodiversidade amazônica com o uso de ferramentas moleculares. Descrever a biodiversidade através do código de barras do DNA e, nos casos em que é necessária uma maior resolução, implantamos o sequenciamento genômico completo. Também avaliamos a distribuição genética de espécies selecionadas usando ferramentas de genômica da paisagem e estudamos mecanismos adaptativos de plantas para diferentes ambientes com abordagens genômicas funcionais. Também estamos desenvolvendo uma visão detalhada da microbiota de diferentes regiões amazônicas com abordagens metagenômicas. Todos os estudos experimentais são apoiados por ferramentas de bioinformática e biologia computacional.
Investigador principal: Guilherme Oliveira
Endereço para correspondência: Instituto Tecnológico Vale D.S | Vale Institute of Technology - Desenvolvimento Sustentável | Sustainable Development - R. Boaventura da Silva 955, Nazaré, 66055-090 - Belém, PA – Brasil
E-mail: Guilherme.Oliveira@itv.org | oliveirag@gmail.com
Telefone: +55 (91) 3213-5580
ORCID | Google scholar | CV lattes
Pesquisadores:
Alexandre Aleixo - CV Lattes
Gisele Nunes - CV Lattes
José Augusto Bitencourt - CV Lattes
Rafael Valadares - CV Lattes
Santelmo Vasconcelos - CV Lattes
Programa de pesquisa:
Biologia sintética aplicada ao desenvolvimento de bioprodutos e biossensores. Nossa proposta é a concepção de sistemas biológicos de uma forma racional e sistemática, visando à aplicação no desenvolvimento de novos biossensores, novos bioprodutos e novas vias de produção para bioprodutos já conhecidos. As estratégias empregadas são, principalmente, desenvolvimento de sensores e processos regulatórios, engenharia de rotas metabólicas em microrganismos e emprego de sistemas de expressão gênica livre de células (cell-free). No processo de desenvolvimento são usadas ferramentas computacionais para design e simulação de moléculas e vias metabólicas. Os conhecimentos construídos na pesquisa aplicada são também empregados no desenvolvimento de ferramentas educacionais, tais como jogos, softwares e kits educacionais, para ensino e divulgação de técnicas e conceitos modernos de biologia sintética.
Pesquisador principal: Danielle Pedrolli
Endereço: Universidade Estadual Paulista - Unesp - Faculdade de Ciências Farmacêuticas - Departamento de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia
Rodovia Araraquara-Jaú km 1 - Araraquara (SP), Brasil - CEP 14800-903
Email: danielle.pedrolli@unesp.br
Telefone: +55 (16) 33014632
ORCID | Google scholar | CV lattes
Scopus Author ID: 24338716400
Researcher ID: G-3117-2012
Pesquisadores:
Guilherme E. Kundlatsch - CV lattes
Milca Rachel da Costa Ribeiro Lins - CV lattes
Gabriela Paiva - CV lattes
Vitória Fernanda Bertolazzi Zocca - CV lattes
Laura Araujo da Silva Amorim - CV lattes
Programa de pesquisa:
Engenharia genética de células imunes. Pela modificação genética das células imunes humanas, o sistema imune pode discriminar e eliminar seletivamente o tumor ou outras células alvo de interesse. Para atingir este objetivo, são utilizados sistemas de modificação de genes como vetores virais, vetores baseados em transposons, sistemas baseados em recombinases sintéticas ou CRISPR/Cas9. Linfócitos (como células T e NK) são modificados proporcionando novas capacidades funcionais e/ou especificidade, como aquelas fornecidas por Receptores de Antígenos Quiméricos (CARs) ou outras moléculas que podem modificar o microambiente no tecido.
Investigador principal: Martín Hernán Bonamino
Endereço para correspondência: Instituto Nacional de Câncer - Rua André Cavalcanti 37/6 andar - Rio de Janeiro - RJ - 20.231-050
URL: https://www.martinlab.net/
E-mail: mbonamino@inca.gov.br
Telefone: +55 (21) 35079856
ORCID | Google scholar | CV lattes
Pesquisadores:
Leonardo Ribeiro - CV Lattes:
Luiza Abdo - CV Lattes
Marco Pretti - CV Lattes
Mariana Mazzi - CV Lattes
Mariana Viehas -
Karina Hajdu - CV Lattes
Emmanuel Aragão - CV Lattes
Clara Andrade -
Eduardo Mannarino - CV Lattes
Brenno Sessa - CV Lattes
Programa de pesquisa:
Biologia sintética de leveduras para a produção de moléculas de interesse biotecnológico. Nossa pesquisa está focada no desenvolvimento de ferramentas moleculares (plasmídeos para expressão gênica / edição genômica e cromossomos artificiais) para Saccharomyces cerevisiae e Pichia pastoris com a finalidade de realizar projetos de biologia sintética nestas plataformas leveduras. Os produtos finais incluem biofarmacêuticos, biocombustíveis e outras moléculas biotecnologicamente relevantes.
Investigador principal: Fernando Araripe Gonçalves Torres
Endereço: Departamento de Biologia Celular- - Laboratório de Biologia Molecular, bloco K, primeiro andar - Universidade de Brasília - Brasília – DF 70910-900 Brasil
Email: ftorres@unb.br
Telefone: +55 (61) 31073119
Pesquisadores:
Lidia Maria Pepe de Moraes - CV Lattes
Janice Lisboa De Marco - CV Lattes
Luiza Cesca Piva - CV Lattes
Viviane Castelo Branco Reis - CV Lattes
Ana Laura Alfonso Pérez - CV Lattes
Igor Patrick Vasconcelos Vieira - CV Lattes
Programa de pesquisa:
Engenharia de metabolismo vegetal para melhorar a tolerância a estresses abióticos/bióticos e melhorar a qualidade da soja (Glycine max) para usos nutricionais, industriais e de biocombustíveis. Uso de sistemas de edição de genoma CRISPR para editar sequências de DNA de genes-chave envolvidos em mecanismos que podem auxiliar na mitigação de estresses ambientais causados pelas mudanças climáticas mundiais. A edição do genoma também é usada para reduzir/eliminar os fatores antinutricionais na soja e elevar os níveis de óleo de alto teor oleico. Estratégias CRISPRs SDN1 e SDN2 são usadas para knockdown/knockoff de genes e/ou para alterar o nível da expressão gênica. As estratégias utilizadas visam produzir plantas mutantes de alta precisão com valor agregado agronômico, econômico e ambiental. Outro objetivo é que essas plantas possam ser consideradas não transgênicas.
Investigador principal: Alexandre Nepomuceno
Endereço para correspondência: Embrapa Soja - P.O.Box 231 - Londrina, PR - BRAZIL - 86001-970
URL: https://www.embrapa.br/soja
E-mail: alexandre.nepomuceno@embrapa.br | alexlimanepo@gmail.com
Telefone: +55 (43) 3371-6004
Co-PI: Liliane Márcia Mertz Henning
ORCID | Google Scholar | CV Lattes
Pesquisadores:
Silvana Marin | Francismar Guimaraes | Renata Fuganti | Ricardo Abdelnoor
Programa de pesquisa:
As mudanças climáticas globais são um desafio cada vez maior para a produção agrícola e a segurança alimentar em todo o mundo. Calor, seca e sua interação têm tido historicamente grande influência sobre a produtividade global das culturas agrícolas. A modificação da função mitocondrial é um alvo potencial para aumentar a produtividade de culturas agrícolas e a tolerância a vários estresses. Este programa específico do BioSyn visa a edição em milho de sequências reguladoras e codificadoras para modificação de função de vários genes envolvidos com a resposta e a adaptação a estresses abióticos associados às mudanças climáticas. Os candidatos incluem genes associados à biogênese e ao metabolismo mitocondrial e genes homólogos compartilhados com o milho ainda pouco explorados que foram identificados como potenciais mediadores da adaptação de espécies selvagens a ambientes severamente limitantes.
Investigador principal: Paulo Mazzafera
Endereço para correspondência: Departamento de Biologia Vegetal, Instituto de Biologia, Unicamp - Rua Monteiro Lobato, 255 - Cidade Universitária - 13083-862 - Campinas, SP - Brazil
URL: https://www.gccrc.unicamp.br/ | https://www.embrapa.br/agricultura-digital
E-mail: pmazza@unicamp.br
Telefone: +55 (19) 3521-6213
ORCID | Google scholar | CV lattes
Co-Investigador Principal: Ricardo Dante
ORCID | Google scholar | CV lattes
Pesquisadores:
Fernanda Rausch Fernandes - Google Scholar - ORCID
Isabel R. Gerhardt - Google Scholar - ORCID
Juliana E.C. Teixeira Yassitepe - Google Scholar - ORCID
José Hernandes Lopes Filho - Google Scholar - ORCID
Programa de pesquisa:
Nanobiotecnologia e Biofabricação 3D/4D: A equipe associada a este programa de pesquisa está interessada nas fronteiras da nanobiotecnologia e bioengenharia, incluindo: Investigação de produtos e coprodutos agropecuários, agroindustriais e florestais para compreender as estruturas biológicas em nanoescala visando a desenvolvimento de micro e nanossistemas sustentáveis; Desenvolvimento de micro e nanossistemas lipossomais, lipídicos, metálicos e poliméricos obtidos por rotas de síntese verde visando à entrega e liberação sustentada de bioativos e imobilização de moléculas; Desenvolvimento de superfícies funcionais e nanoestruturas aplicáveis a embalagens ativas, películas comestíveis, nanoalimentos, nanocosméticos, sistemas de remediação, nanobiossensores, nanocatalisadores, nanoforense, nanofertilizantes e nanoagricultura espacial; Ensaios para avaliar a nanossegurança (nanotoxicidade e nanoecotoxicidade) in vitro e in vivo em bactérias, leveduras, algas, células de mamíferos, plantas, microcrustáceos, minhocas e nematóides; Fabricação digital por manufatura aditiva, subtrativa e transformadora, bioengenharia reversa, biofabricação/bioimpressão 3D/4D de arcabouços biológicos (biomiméticos) com biotintas à base de biomateriais e nanomateriais, impressão 3D de alimentos, desenvolvimento de utensílios de laboratório; Implementação de processos de escalonamento industrial, gestão de resíduos, avaliação de riscos/impactos e uso de inteligência artificial para a sustentabilidade de processos nanobiotecnológicos.
Investigador principal: Luciano Paulino da Silva
Endereço para correspondência: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia - Prédio da Biotecnologia - Laboratório de Nanotecnologia - Parque Estação Biológica, s/n - Brasília - Distrito Federal - 70.770-917
URL: Embrapa | lnanoembrapa
Email: luciano.paulino@embrapa.br | lucianopaulinosilva@gmail.com
Telefone: +55 (61) 3448-4969
ORCID | Google scholar | CV Lattes
Pesquisadores:
Cínthia Caetano Bonatto: Google Scholar | CV Lattes
Programa de pesquisa:
A produção em escala industrial de etanol no Brasil não é um processo estéril e as culturas puras de levedura (Saccharomyces cerevisiae) utilizadas para inocular os biorreatores são rapidamente contaminadas por outras leveduras e bactérias. Durante a estação de produção de etanol, a população de organismos no reator sofre mudanças complexas e, muitas vezes, a população inicial de levedura é superada por fermento selvagem. A complexidade e a dinâmica completa da população microbiana presentes em uma planta de fermentação industrial brasileira não são conhecidas porque os estudos anteriores basearam-se em métodos de baixo débito para isolamento de tensão e análise de diversidade. Nosso objetivo final é compreender a dinâmica da população e o efeito de bactérias e leveduras contaminantes na produtividade de etanol de levedura.
Investigador principal: Betania Ferraz Quirino
Endereço: Embrapa Agroenergia - Laboratório de Genética e Biotecnologia - Parque Estação Biológica- PQEB, sn, final Asa Norte + Brasília DF - Brasil - 70770-901
URL: www.embrapa.br/agroenergia
E-mail: betania.quirino@embrapa.br
Telefone: +55 (61) 3448-7115
Co-Investigador Principal:
João Ricardo Moreira de Almeida
ORCID | Google Scholar | CV Lattes
Pesquisadores:
Adam Arkin - ORCID
Jeff Skerker - ORCID
Chris Somerville - ORCID
Lunalva Sallet
Programa de pesquisa:
Estudos metabólicos e produção de compostos bioativos de alto valor agregado em organismos geneticamente modificados. Os estudos de compostos metabólicos e bioativos consistirão na caracterização química de plantas geneticamente modificadas com ênfase na identificação e/ou quantificação de metabólitos secundários, utilizando uma abordagem moderna de desreplicação que combina o uso de técnicas espectrométricas sofisticadas (espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear) e Espectrometria de massa de alta resolução) com métodos quimiométricos, juntamente com a ajuda de poderosas bases de dados.
Investigador principal: Kirley Marques Canuto
Endereço para correspondência: Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Embrapa Agroindústria Tropical. - Rua Dra. Sara Mesquita, 2270 - Planalto Pici - Fortaleza, CE - Brasil - 60511110
URL: https://www.embrapa.br/agroindustria-tropical
E-mail: kirley.canuto@embrapa.br
Telefone: +55 (85) 3391-7397
ORCID | Google scholar | CV lattes
Pesquisadores:
Lorena Mara Alexandre e Silva - CV Lattes
Paulo Riceli Vasconcelos Ribeiro - CV Lattes
Programa de pesquisa:
Engenharia metabólica de leveduras aplicadas à produção de produtos químicos de alto valor agregado. O Brasil é conhecido por sua grande abundância de biomassa. Entre aqueles cana-de-açúcar e soja são as principais culturas utilizadas para a produção de etanol e biodiesel, respectivamente. No entanto, esses tipos de biomassa também podem ser utilizados para a produção de vários produtos químicos, como bioplásticos, biossurfactantes e outros biopolímeros como o ácido hialurônico. Portanto, os esforços de pesquisa se transformaram em desenvolventes linhagens de microrganismos capazes de converter a matéria-prima em esses polímeros. O microrganismo ideal deve converter a matéria-prima e produzir o polímero desejado com alto rendimento e taxa. As leveduras são microrganismos unicelulares geralmente adaptados ao ambiente industrial severo. Muitas vezes, eles precisam de manipulação genética para conseguir um processo escalável e economicamente viável. Assim, os esforços de pesquisa se transformaram em escolher a espécie de levedura apropriada para a produção de biopolímeros específicos, engenharia genética e, finalmente, garantir que o modo de fermentação corresponda à demanda da indústria.
Investigador principal: Nadia Skorupa Parachin
Endereço para correspondência: Universidade de Brasília, Campus Plano Piloto.- SHIN 916 Bloco C sala 212 - Asa Norte - Brasília, DF - Brasil - 70790160
URL: http://www.unb.br
E-mail: nadiasp@gmail.com
ORCID | Google scholar | CV lattes
Pesquisadores:
Talita Souza Carmo - CV Lattes
Juliana Davies - CV Lattes
Programa de pesquisa:
Construção de uma base de conhecimento apoiada em tecnologias genômicas. Recolha de amostras e caracterização de recursos biológicos e sequenciamento genômico de espécies de Brachiaria. A informação adquirida será útil como plataformas para engenharia de função de genes com base em biologia sintética e para a edição de genomas.
Investigador principal: Vera Tavares de Campos Carneiro
Endereço para correspondência: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia - Prédio da Biotecnologia - Laboratório de arque Estação Biológica, s/n
Brasília - Distrito Federal - 0.770-917
URL: https://www.embrapa.br/recursos-geneticos-e-biotecnologia
E-mail: vera.carneiro@embrapa.br
Telefone: +55 (61) 3448-4668
Pesquisadores:
André Southernman Teixeira Irsigler - CV Lattes
Diva Maria de Alencar Dusi - CV Lattes
Glaucia Salles Cortopassi Buso - CV Lattes
Julio Carlyle Macedo Rodrigues - CV Lattes
Orzenil Bonfim da Silva Junior - CV Lattes
Roberto Coiti Togawa - CV Lattes
Programa de pesquisa:
Desenvolver e otimizar epitopos de múltiplos antígenos sintéticos para uso no diagnóstico de doença de Chagas, leishmaniose e HIV; Otimizar aptameros (fragmentos de DNA ou RNA sintético selecionados por sua interação de estrutura 3D com haptenos ou antígenos como alternativa ao uso de anticorpos monoclonais) para o diagnóstico, para capturar e atingir o sistema de enriquecimento e o desenvolvimento de novas terapias contra o câncer; Desenvolvimento e otimização de anticorpos sintéticos ou mini-anticorpos. Em uma primeira abordagem, o grupo pretende desenvolver e expressar fragmentos Fv do anticorpo terapêutico Rituximab na forma de scFv que são estáveis em solução por longos períodos, quatro otimização e demonstração do princípio. Desenvolver protótipo de vacina do vírus da gripe H1N1 e subtipos de H3N2 utilizando genética reversa para promover mutações que suprimam os determinantes de patogenicidade como sítios de clivagem de hemaglutinina; Desenvolver protótipo de vacina dos subtipos H1N1 e H3N2 do vírus da gripe usando genética reversa para promover os segmentos de mutações da neuraminidase que aumentam a proliferação dos vírus na cultura celular para produção de vacinas; Utilize biologia sintética para construir completamente os segmentos virais de hemaglutinina e neuraminidase com mutações de interesse sem o uso de matriz viral; Avaliar a imunogenicidade e a segurança desses vírus gerados por mutação reversa e biologia sintética através de respostas imunes humorais e celulares induzidas por vacinação com o vírus gerado Avaliar a proteção de animais vacinados desafiados através de infecções com vírus gerados
Investigador principal: Wim Degrave
Endereço para correspondência: Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Oswaldo Cruz - Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular. - Lab. de Genômica Funcional e Bioinformática - Sala 104, Pav. L. Deane - Av. Brasil, 4365 Manguinhos - Rio de Janeiro, RJ - Brasil - CEP 21040900
URL: http://www.dbbm.fiocruz.br/labwim
E-mail: wim.degrave@fiocruz.br
Telefone: +55 (21) 3865-8159
Pesquisadores:
Ana Maria Mazotto de Almeida - CV Lattes
Gilvan Pessoa Furtado - CV Lattes
Isabelle Freire Tabosa Viana - CV Lattes
Josiane Cardoso - CV Lattes
Mariana Caldas Waghabi - CV Lattes
Marcos Catanho - CV Lattes
Marcos Luiz Barros - CV Lattes
Marcos Roberto Lourenzoni - CV Lattes
Mateus Gomes de Godoy - CV Lattes
Nidiane Dantas Reis Prado - CV Lattes