Search

Resumo Nessa entrevista, Jane Calvert, pesquisadora e professora na Universidade de Edimburgo, nos convida a refletir sobre os estudos sociais da ciência e tecnologia (CTS) a partir de sua trajetória interdisciplinar e de suas contribuições a esse campo. Sua larga experiência empírica em laboratórios de biologia sintética no Reino Unido deu origem a análises críticas, epistêmicas e sociais, mas também a colaborações e intervenções, enfatizando a peculiaridade dos estudos em CTS em cruzar, emaranhar e contaminar diferentes áreas do conhecimento. Abstract In this interview, Jane Calvert, reader and professor in Science, Technology and Innovation Studies at the University of Edinburgh, invites us to reflect on the Social Studies of Science and Technology from her interdisciplinary trajectory and her contributions to this field. Her long-standing empirical experience in UK synthetic biology laboratories has given rise to epistemic and social critical analysis as well as collaborative and participatory research endeavours, emphasizing the peculiarity of STS studies in crossing, entangle and contaminate different areas of knowledge.

Slides para reunião aberta doGrupo de Estudos em SBOL do SynBio USP - 31/03/2021

Submitted by Graciely Gomes Corrêa (gracielygc@hotmail.com) on 2019-08-19T18:59:18Z No. of bitstreams: 2 Tese de Doutorado_Graciely Gomes_Versão biblioteca parcial.pdf: 852567 bytes, checksum: ae1774ab9c4457f049717d0b994c85c8 (MD5) Tese de Doutorado_Graciely Gomes_Versão biblioteca completo.pdf: 2872254 bytes, checksum: f61f98ce0a5c18504b56801bd66ddfb3 (MD5) Approved for entry into archive by Maria Irani Coito (irani@fcfar.unesp.br) on 2019-08-19T19:30:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 correa_gg_dr_arafcf_par.pdf: 935519 bytes, checksum: b02ae7bf2fdcc04c9979de4e7257f091 (MD5) Made available in DSpace on 2019-08-19T19:30:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 correa_gg_dr_arafcf_par.pdf: 935519 bytes, checksum: b02ae7bf2fdcc04c9979de4e7257f091 (MD5) Previous issue date: 2019-07-29 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Os métodos de indução da expressão gênica disponíveis para linhagens bacterianas envolvem a adição de compostos indutores ao meio de cultura (por exemplo, isopropil β-D-1-tiogalactopiranosideo, xilose e arabinose), o que é indesejável para linhagens industriais, pois encarece o processo produtivo. Já a utilização da expressão constitutiva, alternativa à indução, pode ocasionar stress metabólico durante a fase lag de crescimento quando são utilizados promotores fortes. O objetivo do trabalho foi construir e padronizar um novo modelo de indução da expressão gênica para linhagens bacterianas industriais. O novo modelo de autoindução baseado no sistema de quorum-sensing bacteriano, permitindo que a célula se automonitore e induza a expressão gênica durante a fase exponencial de crescimento, eliminando assim não só a necessidade de adição de composto indutor como a necessidade de monitoramento da densidade celular pré-indução. Realizou-se amplificação e clonagem dos genes luxR e luxI, com e sem caudas de histidina, e suas respectivas sequências regulatórias de Aliivibrio fischeri, em plasmídeo contendo os genes responsáveis pela bioluminescência ou fluorescência com códons otimizados para Bacillus subtilis. Em seguida, foi realizada transformação e a integração do plasmídeo no cromossomo de B. subtilis. A funcionalidade do sistema foi avaliada em diferentes etapas de crescimento microbiano com o auxílio de um leitor de microplacas durante intervalos regulares. O sistema de autoindução mostrou-se funcional em B. subtilis, com indução acentuada da expressão do gene repórter, disposto downstream ao promotor Plux, durante a fase exponencial de crescimento. Verificou-se ainda que a inserção do sistema baseado no quorum-sensing não afetou o crescimento do microrganismo significativamente. Foram desenvolvidas e testadas dez otimizações do sistema inicial, com alterações na sequência do promotor Plux. Através dessas otimizações, construímos linhagens com diferentes níveis de expressão do sistema de autoindução e força do promotor variável. Ao caracterizar os sistemas, foi constatado alto nível de modularidade, podendo ser utilizados em diferentes linhagens de B. subtilis, diferentes contextos genéticos e para a produção de diferentes produtos. O modelo de indução desenvolvido se mostrou funcional e modular e poderá ser adaptado a diferentes espécies e compostos, configurando uma nova ferramenta para a biologia sintética. Current methods available for the autoinduction of gene expression in genetically engineered bacterial strains require addition of inducing compounds to the culture medium (e.g. Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside, xylose, and arabinose), which is undesirable for industrial strains due to additional costs to the production process. Alternatively, constitutive gene expression is employed. However, the later can possibly cause metabolic stress during the lag growth phase if strong promoters are employed. The objective of this work was to construct and to standardize a new model for induction of gene expression in industrial bacterial strains. The new model is based on an autoinduction process triggered by the bacterial quorum-sensing system. It allows the cell to monitor itself and induce its own gene expression during the exponential growth phase, thereby eliminating both the need for an external inducing compound and the need for monitoring pre-inducing cell density. Bacterial cultures were grown in rich media, supplemented or not with antibiotics. Amplification and cloning of luxR and luxI genes, with and without histidine tags, and their respective regulatory sequences of Aliivibrio fischeri, were performed on a plasmid containing the genes responsible for bioluminescence or fluorescence with codons optimized for Bacillus subtilis. Next, transformation and integration of the plasmid into the B. subtilis chromosome were performed. The functionality of the system was evaluated at different stages of microbial growth, by luminescence or fluorescence measurement at regular intervals, using a microplate reader. The autoinduction system promoted accentuated induction of reporter gene expression located downstream of the Plux promoter during the exponential growth phase. It was also found that the insertion of the quorum-sensing system did not significantly affect the microorganism growth. Ten variations of the autoinduction system were generated and tested, which consisted of optimizations of the Plux promoter. Through the optimizations, we constructed strains showing a range of gene expression fold change and an array of promoter strengths. The constructed autoinduction systems show high level modularity, as they are functional in different strains of B. subtilis, in different genetic contexts and can efficiently control the production of different products. The developed induction model proved to be functional and modular, and it could be adapted to different species and compounds, configuring a new tool for synthetic biology. CAPES: 88882.330104/2018-01 FAPESP: 2014/17564-7 CAPES/DAAD: 88887.161394/2017-00

Natural products continue to inspire scientists on the search for biological active structures. Recent advances in synthetic biology allow modifying genes to extend structural diversity present on natural products by changing important functional groups guided through genetic information. In this context, polyketides synthases (PKS) represent a class of enzymes from where the first applications and well succeed modifications were achieved. During the last two decades PKSs have been extensively studied, sequenced and deposited in data banks available to scientific community around the world. This newly wide information associated to different methodologies accessible to modify the PKSs genetic circuits including genetic insertion, gene deletion and gene replacement leads to discovery of new natural products. In this review, the recent advances in combinatorial biosynthesis, as well as modern techniques in synthetic biology to promote structural diversity on natural products will be discussed.

Os desenvolvimentos verificáveis no campo da biologia sintética desafiam o regime jurídico atual, em especial, concernente ao direito de propriedade intelectual. A presente dissertação investiga possíveis formas de proteção aplicáveis às invenções da biologia sintética, partindo do pressuposto de existir no direito de propriedade intelectual um desafio em equilibrar os distintos interesses em jogo. Nesse sentido, primeiramente, busca-se compreender quais os interesses eventualmente associados à biologia sintética, constatando-se a existência de pelo menos três deles: (I) um de fundo econômico; (II) um de fundo distributivo e (III) um de fundo científico. Contata-se, ademais, uma constante tensão entre os interesses associados à utilização industrial da biologia sintética e a produção de conhecimentos básicos para o desenvolvimento dessa nascente ciência. Após, consideram-se possíveis formas de proteção das inovações da biologia sintética, em dois grupos: (I) a forma de proteção tradicional, consistente na patente de invenção e (II) possíveis formas alternativas de proteção. Evidencia-se, assim, ser possível a utilização da patente de invenção como forma de tutelar o bem imaterial decorrente da biologia sintética. Todavia, em razão dos diversos interesses associados a essa disciplina, verifica-se a importância de se buscar a utilização de formas alternativas de tutela. Developments in the field of synthetic biology challenge the current legal regime especially when it comes to intellectual property law. This dissertation considers the greater context associated with synthetic biology in order to understand a possible legal framework for the protection of inventions related to this industry/science. In this respect, at first, three main issues are identified: (I) the existence of a strong economic importance of synthetic biology inventions, (II) the existence of imperatives of distributive justice related to the use of genetic resources and (III) the existence of concerns within this scientific community, regarding an excessive use of proprietary rights over basic/essential knowledge in this field. Then, the application of patent law to synthetic biology inventions is investigated as well as the application of more recent alternatives. As a result of this investigation, it is noted that although traditional patent law can be applied to protect inventions related to synthetic biology, alternative forms of protection should be encouraged, considering the diverse interests associated with this field.

p. 1-65 Submitted by Antonio Geraldo Couto Barreto (ppgms@ufba.br) on 2013-10-04T11:30:48Z No. of bitstreams: 1 TESE_Luciana_VERSÃO FINAL.pdf: 730192 bytes, checksum: 547f5cb7e2a72752f841739831892186 (MD5) Approved for entry into archive by Patricia Barroso (pbarroso@ufba.br) on 2013-10-30T19:39:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_Luciana_VERSÃO FINAL.pdf: 730192 bytes, checksum: 547f5cb7e2a72752f841739831892186 (MD5) Made available in DSpace on 2013-10-30T19:39:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_Luciana_VERSÃO FINAL.pdf: 730192 bytes, checksum: 547f5cb7e2a72752f841739831892186 (MD5) Previous issue date: 2013 A Leishmaniose visceral (LV) é uma doença crônica, endêmica em 62 países e representa um sério problema de saúde pública no Brasil. Os testes sorodiagnósticos convencionais empregam antígenos inteiros ou extratos solúveis que limitam a padronização do antígeno, e podem gerar reações cruzadas com outras doenças. Um método alternativo é o uso de peptídeos a partir de epitopos de célula B identificados através de ferramentas de bioinformática. Objetivou-se identificar epitopos lineares e conformacionais de célula B das proteínas de Leishmania infantum cisteína peptidase calpaina-like, redutase thiol dependente 1 (TDR1) e HSP70, bem como identificar sua estrutura secundária através de metodologia in silico; em seguida, buscou-se selecionar os epitopos lineares comuns aos diferentes métodos de predição para verificar a composição dos resíduos de aminoácidos dos mesmos. Metodologia: As ferramentas de bioinformática IEDB, BepiPred e BcePred foram usadas para predição de epitopos lineares de célula B e o programa CBtope para predição de epitopos conformacionais. A estrutura secundária das proteínas foi predita pelo servidor PHD. Resultados: As análises de predição produziram um total de 148 epitopos lineares e 164 epitopos conformacionais a partir das três proteínas, a maioria desses epitopos está localizada na mesma região. A estrutura secundária das proteínas é composta por -hélice, fita estendida e randômica. Nas proteínas TDR1 e HSP70, os epitopos preditos estão localizados principalmente em regiões de -hélice e randômica. Conclusões: Epitopos lineares e conformacionais de célula B de proteínas de L. infantum foram identificados in silico e poderão contribuir como novos antígenos com potencial aplicação no diagnóstico e controle da leishmaniose visceral. Sugere-se que vários métodos de predição de epitopos lineares sejam combinados a fim de se obter resultados mais confiáveis. Salvador

p. 1-65 Submitted by Antonio Geraldo Couto Barreto (ppgms@ufba.br) on 2013-10-04T11:30:48Z No. of bitstreams: 1 TESE_Luciana_VERSÃO FINAL.pdf: 730192 bytes, checksum: 547f5cb7e2a72752f841739831892186 (MD5) Approved for entry into archive by Patricia Barroso (pbarroso@ufba.br) on 2013-10-30T19:39:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_Luciana_VERSÃO FINAL.pdf: 730192 bytes, checksum: 547f5cb7e2a72752f841739831892186 (MD5) Made available in DSpace on 2013-10-30T19:39:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_Luciana_VERSÃO FINAL.pdf: 730192 bytes, checksum: 547f5cb7e2a72752f841739831892186 (MD5) Previous issue date: 2013 A Leishmaniose visceral (LV) é uma doença crônica, endêmica em 62 países e representa um sério problema de saúde pública no Brasil. Os testes sorodiagnósticos convencionais empregam antígenos inteiros ou extratos solúveis que limitam a padronização do antígeno, e podem gerar reações cruzadas com outras doenças. Um método alternativo é o uso de peptídeos a partir de epitopos de célula B identificados através de ferramentas de bioinformática. Objetivou-se identificar epitopos lineares e conformacionais de célula B das proteínas de Leishmania infantum cisteína peptidase calpaina-like, redutase thiol dependente 1 (TDR1) e HSP70, bem como identificar sua estrutura secundária através de metodologia in silico; em seguida, buscou-se selecionar os epitopos lineares comuns aos diferentes métodos de predição para verificar a composição dos resíduos de aminoácidos dos mesmos. Metodologia: As ferramentas de bioinformática IEDB, BepiPred e BcePred foram usadas para predição de epitopos lineares de célula B e o programa CBtope para predição de epitopos conformacionais. A estrutura secundária das proteínas foi predita pelo servidor PHD. Resultados: As análises de predição produziram um total de 148 epitopos lineares e 164 epitopos conformacionais a partir das três proteínas, a maioria desses epitopos está localizada na mesma região. A estrutura secundária das proteínas é composta por -hélice, fita estendida e randômica. Nas proteínas TDR1 e HSP70, os epitopos preditos estão localizados principalmente em regiões de -hélice e randômica. Conclusões: Epitopos lineares e conformacionais de célula B de proteínas de L. infantum foram identificados in silico e poderão contribuir como novos antígenos com potencial aplicação no diagnóstico e controle da leishmaniose visceral. Sugere-se que vários métodos de predição de epitopos lineares sejam combinados a fim de se obter resultados mais confiáveis. Salvador

Dissertação de mestrado em Engenharia Informática, Metabolic Engineering targets the microorganism's cellular metabolism to design new strains with an industrial purpose. Applications of these metabolic manipulations in Biotechnological derive from the need of enhanced production of valuable compounds. The development of in silico metabolic models proposes a quantifiable approach for the manipulation these microorganisms. In this context, constraint based modelling is one of the major approaches to predict cellular behaviour. It allows to prune the feasible space of possibilities describing possible phenotype outcomes in terms of metabolic fluxes. Under these conditions, cellular metabolism can be represented as an algebraic system constrained by the laws of mass balance and thermodynamics. These systems are prone to be represented as networks, taking advantage of different graph-based paradigms, including bipartite graphs, hypergraphs and process graphs. This thesis explores these representations and underlying algorithms for metabolic network topological analysis. The main aim will be to identify potential pathways towards the optimized biochemical production of selected compounds. Related to this task, algorithms will also be designed aiming to complement networks of specific organisms, taking as input larger metabolic databases, inserting new reactions making them able to produce a new compound of interest. To address these problems, and also related tasks of data pre-processing and evaluation of the solutions, a complete computational framework was developed. It integrates a number of previously proposed algorithms from distinct authors, together with a number of improvements that were necessary to cope with large-scale metabolic networks. These are the result of problems identi ed in the previous algorithms regarding their scalability. A case study in synthetic metabolic engineering was selected from the literature to validate the algorithms and test the capabilities of the implemented framework. It allowed to compare the performance of the implemented algorithms and validate the proposed improvements., A Engenharia Metabólica visa a alteração do metabolismo celular dos microorganismos com vista ao desenho de novas estirpes com fins industriais. As aplicações destas modificações genéticas na Biotecnologia derivam da necessidade de produzir de forma otimizada compostos de alto valor. O desenvolvimento de modelos computacionais propõe uma abordagem quantitativa para a manipulação destes organismos. Neste contexto, a modelação baseada em restrições constitui uma das abordagens mais usadas para a previsão do comportamento celular. Esta permite reduzir o espaço de soluções viáveis descrevendo o fenótipo celular a partir dos fluxos metabólicos. Nestas condições, o metabolismo celular pode ser representado como um sistema algébrico restringido pelas leis da conservação de massa e termodinâmica. Estes sistemas podem ser representados como redes, tirando partido de diferentes paradigmas baseados em grafos, incluindo os grafos bipartidos, os hipergrafos e os grafos de processos. Esta tese explora estas representações e os respetivos algoritmos para a análise topológica de redes metabólicas. O objetivo principal será o de identificar potenciais vias metabólicas para a optimização da produção de compostos selecionados. Relacionado com esta tarefa, serão desenhados algoritmos com o objetivo de complementar redes de organismos específicos, tomando como entradas bases de dados metabólicas de maior dimensão, inserindo novas reações de forma a torná-los capazes da produção de novos compostos de interesse. Para abordar estes problemas, bem como tarefas relacionadas ao nível do pré-processamento e avaliação das soluções, foi desenvolvida uma plataforma computacional completa. Esta integra um conjunto de algoritmos previamente propostos por diversos autores, em conjunto com melhorias significativas que foram necessárias para que estes pudessem lidar com redes metabólicas de grande escala. Estas melhorias resultam da identificação de problemas nos algoritmos no que diz respeito à sua escalabilidade. Um caso de estudo na Engenharia Metabólica sintética foi selecionado da literatura para validar os algoritmos e testar as capacidades da plataforma implementada. Este permitiu comparar o desempenho dos algoritmos implementados e validar as melhorias propostas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-10-30Bitstream added on 2014-06-13T18:28:51Z : No. of bitstreams: 1 junqueira_lhp_me_mar_prot.pdf: 265340 bytes, checksum: daf69a1d10690f402ce7b118240d49da (MD5) É antiga a preocupação do ser humano com as questões relacionadas ao conhecimento, incluindo as discussões sobre a sua origem, seu aprendizado, sobre a nossa capacidade de utiliza-lo e sobre as características específicas da cognição humana. Essa preocupação remonta aos antigos filósofos gregos (2.500 A.C.), desenvolvendo-se posteriormente a partir da abordagem da Epistemologia, originária da Filosofia ocidental, e mais recentemente a partir do Funcionalismo, pertencente aos estudos em Filosofia da Mente e em Ciência Cognitiva. Essa última abordagem, em particular, contribuiu para o surgimento de programas de pesquisas que procuram entender o funcionamento da mente humana com a ajuda do computador. A Ciência Cognitiva possui fortes ligações com as pesquisas em Inteligência Artificial, e ambas vem se desenvolvendo desde a década de 1950. Mais recentemente, a partir da década de 1980, uma nova área de estudos surgiu, formada por pesquisas em Vida Artificial, que trabalha com a possibilidade de síntese de entidades vivas, por meios artificiais, e desde então vem chamando a atenção de pesquisadores interessados no estudo da cognição. Enquanto a Ciência Cognitiva tem ligações estreitas com a Filosofia e a Psicologia, a Vida Artificial tem uma forte inspiração na Biologia. Neste trabalho, procuramos investigar o encontro entre essas disciplinas, e seus programas de pesquisas, considerando as possibilidades de contribuição para o estudo da cognição humana, a partir de uma abordagem conjunta entre essas áreas. It is na old thing the human concern about knowledge related questions, including discussions on its origin, its learning, about our capacity to utilize it and about specific characteristics of the human cognition. That concern remounts to the ancient greek philosophers (2.500 B.C.), developing itself later from the approach of Epistemology, originated in the occidental Philosophy, and more recently from the Functionalism, that makes part of the studies of Philosophy of Mind and of Cognitive Science. This last approach, particularly, contributed to appearing of research programs that try to understand the function of the human mind with the help of the computer. The Cognitive Science has strong relation with research in Artificial Intelligence, and both areas have been growing since the 1950 decade. More recently, from the decade 1980 on, a new area of atudies appeared, formed by researches in Artificial Life, that work with the possibility of synthesis of alive entities, by artificial means, and sice then has been attracting the attention of researchers interested in the study of Cognition. While Cognitive Science has strict relations with the Philosophy and the Psychology, Artifiical life has a strong inspiration in the Biology. In this work, we tried to investigate the meeting between these subjects, and their research programs, considering the possibilities of the contribution to the study of the human cognition, by means of an integrated approach of these areas.