Publicação: Bacteriófagos recombinantes e miRNAs como estratégias para o controle de Spodoptera frugiperda
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CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::ENTOMOLOGIA AGRICOLA
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Resumo
A lagarta Spodoptera frugiperda é considerada uma das principais pragas agrícolas no
Brasil, responsável por severos danos a culturas importantes. Inseticidas sintéticos e
biopesticidas têm enfrentado limitações como o aumento no impacto ambiental e
resistência dos insetos às toxinas recombinantes. A biotecnologia se mostra uma
alternativa promissora ao permitir o desenvolvimento de estratégias efetoras para o
combate da lagarta. O objetivo deste estudo foi gerar novas moléculas para o controle de
S. frugiperda por meio da ferramenta biotecnológica de Phage Display (PhD), ao
selecionar peptídeos ligantes a proteínas intestinais, e predizer microRNAs por meio de
ferramentas de bioinformática. Utilizando a tecnologia de PhD, conseguimos selecionar
sete clones cuja capacidade de se ligar a proteínas intestinais de S. frugiperda foi validada
por ELISA e imuno-histoquímica. O clone SfF3, quando usado em combinação com a
toxina de Bacillus thuringiensis, promoveu um aumento da mortalidade das lagartas
neonatas. Além disso, demonstrou similaridade com as proteínas cassetes de ligação de
ATP subfamília C2 e citocromo P450, as quais são importantes para a sobrevivência desta
praga. Quanto aos miRNAs, foram preditos 350 precursores de microRNAs presentes no
genoma de S. frugiperda, sendo 60 específicos para o gênero Spodoptera. Além disso,
realizamos o refinamento de bibliotecas de RNA-seq disponíveis no banco de dados do
NCBI na busca de possíveis moléculas bioinseticidas e 91 destas sequencias ainda não
foram descritas na literatura, evidenciando as perspectivas de novas sequências enquanto
possíveis alternativas para a regulação de transcritos e consequente alteração na biologia
da lagarta. Nossos resultados validam essas tecnologias como uma abordagem
agrobiotecnológica para o controle de pragas e identifica novas moléculas com atividade
bioinseticidas, podendo ser utilizadas combinadas ou isoladamente.
Abstract
The caterpillar Spodoptera frugiperda is considered one of the main agricultural pests in
Brazil, responsible for severe damage to important crops. Synthetic insecticides and
biopesticides have faced limitations such as increased environmental impact and insect
resistance to recombinant toxins. Biotechnology is a promising alternative that allow the
development of effective strategies to caterpillar combat. The objective of this study was
to generate new molecules for the control of S. frugiperda using the biotechnological tool
of Phage Display (PhD), when selecting ligand peptides to intestinal proteins, and to
predict microRNAs through bioinformatics tools. Using the technology of PhD, we were
able to select seven clones whose ability to bind intestinal proteins of S. frugiperda was
validated by ELISA and immunohistochemistry. Clone SfF3, when used in combination
with Bacillus thuringiensis toxin, promoted an increase in mortality in newborn
caterpillars. In addition, it demonstrated similarity to the ATP binding cassette subfamily
C2 and cytochrome P450 proteins, which are important for the survival of this pest. As
for the miRNAs, 350 precursors of microRNAs present in the genome of S. frugiperda
were predicted, being 60 specifics for the genus Spodoptera. In addition, we performed
the refinement of RNA-seq libraries available in the NCBI database in search of possible
bioinsecticides molecules and 91 of these sequences have not yet been described in the
literature, evidencing the perspectives of new sequences as possible alternatives for the
regulation of transcripts and consequent alteration in the biology of the caterpillar. Our
results validate these technologies as an agrobiotechnological approach to pest control
and identify new molecules with bioinsecticide activity, which can be used in
combination or in isolation.
Palavras-chave
Lagarta do cartucho, Phage Display, RNAi, Peptídeos, Bioinseticidas, Fall armyworm, iRNA, Peptides, Spodoptera frugiperda, Peptídeos
Citação
NUNES, Sarah Braga Rodrigues, Bacteriófagos recombinantes e miRNAs como estratégias para o
controle de Spodoptera frugiperda. 2019. 268 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, 2019. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.340.