Browsing by Author "Reis, Marta"
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- Avaliação da influência de fatores ambientais na expressão de genes de saxitoxina de cianobactériasPublication . Reis, Marta; Valério, Elisabete; Rebelo, TeresaAs cianobactérias são seres procariotas fotossintéticos com uma longa história evolutiva, o que possibilitou o desenvolvimento de várias características que permitem a sua adaptação perante as alterações climáticas e as modificações antropogénicas que se verificam nos sistemas aquáticos. Algumas cianobactérias, perante condições favoráveis, atingem elevadas densidades celulares originando os blooms. Este fenómeno está frequentemente associado à produção de toxinas. Dentro do grupo das cianotoxinas, a saxitoxina (STX) e os seus análogos têm ganho algum destaque uma vez que a sua ocorrência nos corpos de água doce representa um fenómeno mundial com um número crescente de casos nos últimos dez anos. A STX e os seus análogos são um grupo de alcalóides que são conhecidos por bloquear principalmente os canais de sódio das membranas dos axónios dos neurónios, afetando assim o sistema nervoso de vários animais, incluindo o Homem. Pode causar severas paralisias, levando inclusivé a uma falha respiratória, e consequentemente provocar a morte. Estas toxinas são produzidas por uma via biossintética única, sendo o cluster sxt responsável por codificar as proteínas que permitem a síntese e o transporte das toxinas SXTs para o meio extracelular. A presença destas toxinas nos corpos de água representa uma ameaça para a saúde humana, para a estabilidade do ecossistema e economia em todo o mundo. Muitos estudos laboratoriais têm mostrado que vários fatores ambientais afetam de diferentes formas a síntese de STXs. Perante o atual contexto de aquecimento global, as temperaturas médias das águas estão a aumentar pelo que muitas cianobactérias estão a expandir a sua distribuição geográfica, especialmente algumas espécies produtoras de STXs. Neste contexto torna-se particularmente importante perceber de que modo a temperatura pode influenciar o crescimento de cianobactérias produtoras de STXs e a sua respetiva síntese. A nível molecular, os efeitos que a própria temperatura tem sobre os níveis de transcrição de genes pertencentes ao cluster sxt encontram-se ainda pouco elucidados, estando descritos apenas numa espécie. De modo a providenciar novos conhecimentos nesta área, este trabalho teve como objetivo avaliar a relação entre três temperaturas diferentes (10, 20 e 30 °C) e parâmetros relacionados com o crescimento [taxa de crescimento, densidade celular e formação de células especializadas (heterócitos e acinetos)], a produção de STXs, e os níveis de expressão de genes que permitem sua síntese (sxtA) e o transporte de SXTs (sxtM e sxtPer) em duas estirpes de cianobactérias, Aphanizomenon gracile LMECYA40 e Cuspidothrix issatschenkoi LMECYA31, isoladas em albufeiras portuguesas. Os resultados obtidos permitiram estabelecer, para ambas as estirpes, uma relação entre as taxas de crescimento e a temperatura, sendo que este primeiro parâmetro foi menor nas culturas que cresceram a 10 °C e maior a 20 °C. A 30 °C nenhuma das culturas de A. gracile LMECYA40 e C. issatschenkoi LMECYA31 cresceu. À temperatura de 20 °C, também se verificou que C. issatschenkoi LMECYA31 produziu duas vezes mais STXs totais (toxin quota cell) ao longo das fases do crescimento do que A. gracile LMECYA40. Em ambas as espécies, a maior produção de STXs ocorreu a 20 °C na fase exponencial final. Em A. gracile LMECYA40, a formação de um elevado número de heterócitos ocorreu nas fases antecedentes às fases de maior produção de SXTs totais. Detetou-se a formação de acinetos nas duas estirpes a 10 °C, e no que diz respeito a C. issatschenkoi LMECYA31, a formação de acinetos com grandes volumes coincidiu com uma menor produção de STXs. Os níveis de expressão génica de sxtM e sxtPer foram influenciados pela temperatura e pela fase de crescimento correspondente nas duas estirpes. De uma forma geral, os dados obtidos sugerem que há uma regulação positiva destes genes à temperatura de 10 °C que foi acompanhada por o aumento de
- Comparison of saxitoxin-genes expression and production profiles between Aphanizomenon gracile and Cuspidotrix issastchenkoi strains, isolated from freshwater reservoirsPublication . Reis, Marta; Menezes, Carina; Dias, Elsa; Valério, ElisabeteSaxitoxins (STX) are a group of carbamate alkaloids known to inhibit the axons sodium ion channels, thus affecting the nervous system in vertebrates. These neurotoxins cause paralysis and respiratory failure, ultimately ending in death. They are produced by organisms belonging to two different kingdoms: marine eukaryotic dinoflagellates and freshwater prokaryotic cyanobacteria. The unique biosynthetic pathway, which is responsible for encoding proteins that allow synthesizing and exporting STX, is the cluster sxt, already described in several cyanobacterial species. It has been observed that diverse environmental factors affect differently STX production in cyanobacteria. Among those, temperature is the one that aroused greater interest, since it directly affects cyanobacterial growth rates, however controversial results have been reported. Furthermore, studies on the environmental regulation of STX synthesis and transport are quite rare. In this work, we tested the influence of temperature in two STX producers, Aphanizomenon gracile LMECYA40 and Cuspidothrix issatschenkoi LMECYA31, isolated from Portuguese freshwaters and maintained in the ESSACC. Total STX concentration, the expression of genes linked to STX biosynthesis (sxtA) and transport (sxtM and sxtPer) and the percentage of heterocytes per trichome were determined, in four different phases of cyanobacterial growth (lag, early exponential, late exponential and stationary phases). At 20ºC, a higher expression of the sxt genes and higher production of STX in the late exponential and stationary phase was observed in both species. Also, C. issatschenkoi produced more STX throughout the growth cycle than A. gracile. In A. gracile the percentage of heterocytes per trichome was higher in the lag phase, decreasing along the cell cycle. C. issatschenkoi did not form heterocytes throughout the growth cycle. Further experiments are being performed at 10ºC and 30°C in order to understand the effect of temperatures environmentally relevant in STX producers.