Jussara Mangini – Agência FAPESP.
A Mata Atlântica é um dos ecossistemas mais ricos em vaga-lumes no mundo. Em um único trecho, em Salesópolis (SP), por exemplo, foram catalogadas 50 espécies. Segundo Vadim Viviani, professor do campus de Sorocaba da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) embora o Brasil concentre cerca de 25% das 2 mil espécies descritas, não se aproveita o potencial do vaga-lume como bioindicador de impacto ambiental.
Existem espécies que vivem em ambientes palustres (aquáticos). Quando a água está poluída desaparece o caramujo, que é o alimento do vaga-lume, e, com isso, a espécie some. Já em locais em que os cursos de água (brejo) estão preservados, o inseto permanece ou volta. “No Japão, vaga-lumes são muito usados como bioindicadores na recuperação de cursos de água”, comentou.
Tais insetos também são bons modelos para entender o impacto da poluição luminosa. Eles usam seu sinal luminoso para fins de reprodução – é um padrão de comunicação sexual. Quando o nível de iluminação de fundo aumenta, macho e fêmea não conseguem se localizar pelo sinal.
De acordo com Viviani, o impacto da poluição luminosa ocorre em diversos organismos, principalmente os noturnos. Pode afetar a relação predador-presa tornando um ou outro mais visível.
Os filhotes de tartarugas marinhas, por exemplo, quando os ovos eclodem, se orientam pela luz das estrelas a caminho do mar. Quando avistam luz da cidade seguem na direção contrária, comprometendo sua sobrevivência. “Infelizmente, nunca foi dada muita atenção para a poluição luminosa”, ressaltou.
O Brasil é o país com maior diversidade de espécies luminescentes no mundo. A emissão de luz fria e visível por seres vivos é observada em organismos que vão de bactérias a peixes, incluindo vaga-lumes e as chamadas larvas “trenzinho”, que emitem luz em duas cores.
Entender como a luz é produzida nesses organismos pode iluminar o caminho para o diagnóstico e tratamento de doenças como câncer e infecções bacterianas. As enzimas responsáveis pela bioluminescência – as luciferases, que catalisam a reação que produz a luz nos animais, e as proteínas fluorescentes, que têm a propriedade de mudar a cor da luz – estão sendo aplicadas em biotecnologia e em bioimageamento de processos patológicos.
Dada a importância dos organismos bioluminescentes, sua conservação é prioridade para Vadim. Ele investiga, há mais de dez anos, o mecanismo de funcionamento da bioluminescência e as possibilidades de aplicação como agentes bioanalíticos, bioindicadores e biossensores.
Há dois anos, Viviani coordena o projeto de pesquisa “Vaga-lumes da Mata Atlântica – Biodiversidade e uso como bioindicadores”, apoiado pela FAPESP na modalidade Auxílio a Pesquisa – Regular e realizado no âmbito do programa Biota-FAPESP.
“Com os impactos ambientais, a riqueza desses organismos está se perdendo. Para utilizar espécies como o vaga-lume para essas finalidades, é necessário preservá-las, principalmente conservando seus ambientes naturais”, disse à Agência FAPESP.
Nesse estudo, a equipe orientada pelo pesquisador, que também é líder do grupo Bioluminescência e Biofotônica do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), está catalogando a biodiversidade de vaga-lumes na Mata Atlântica do Estado de São Paulo, estudando sua evolução sob o aspecto molecular e avaliando algumas espécies-chave como indicadores ambientais de áreas palustres e ribeirinhas.
Há muito interesse em saber qual o mecanismo de funcionamento das enzimas relacionadas com a bioluminescência e, a partir disso, tentar modificá-las para torná-las ainda mais aplicáveis do que já são, inclusive na área ambiental. Existem, por exemplo, diversos biossensores que usam luciferases de vaga-lume, em nível molecular, para detectar agentes tóxicos na água.
Outro pesquisador
Desde 1978 o professor Dr. Etelvino José Henriques Bechara, da USP vem pesquisando pesquisa sobre a bioluminescência de insetos, especialemente os lampirídeos (vagalumes), os elaterídeos (pirilampos, tec-tecs, ou salta-martins) e os fengodídeos (bondinhos ou trenzinhos). Em todos eles, segundo o pesquisador da USP, a luciferina (combustível da bioluminescência) é a mesma, a cor da emissão é específica da espécie e depende da luciferase e do pH do microambiente celular onde a reação ocorre. Bechara explica que a bioluminescência atua não só como sinal para atração de presas e corte sexual, mas também como mecanismo auxiliar de detoxificação de oxigênio molecular.
Vários laboratórios de análises clínicas, indústrias de alimentos, hospitais, poluição ambiental, tratamento de água, utilizam “kits” comerciais baseados no sistema luciferina/luciferase de vaga-lumes.
Avanço científico
Recentemente, outro grupo orientado por Viviani comparou enzimas luciferases clonadas com uma proteína semelhante, mas fracamente bioluminescente – uma AMP-ligase, presente em todos os organismos e que desempenha variadas funções metabólicas.
O objetivo foi descobrir se e como a AMP-ligase pode adquirir a propriedade de produzir luz. Segundo o professor da UFSCar, esse tipo de informação pode ajudar a tornar mais eficientes as enzimas que já produzem luz e tornar enzimas que não produzem em luminescentes.
Durante o 15º Congresso Internacional de Fotobiologia, realizado em Dusseldorf, na Alemanha, de 18 a 23 de junho, Viviani coordenou o Simpósio de Bioluminescência, no qual importantes avanços científicos sobre a estrutura e função dessas enzimas e as crescentes aplicações em bioimageamento foram discutidos por cientistas de diferentes nacionalidades.
Em 2008, o conhecimento produzido por diversos especialistas da área de bioluminescência foi apresentado no livro Luciferases and fluorescent proteins: principles and biotechology and bioimaging (Luciferases e proteínas fluorescentes: princípios e avanços em biotecnologia e bioimageamento), editado por Viviani.
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