Efeitos da radiação ultravioleta e do cobre na morfologia, na bioquímica e na ultraestrutura da alga vermelha Pterocladiella capillacea

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Biológicas. Biologia.Os efeitos da radiação ultravioleta (UV) e do metal pesado cobre (Cu) foram examinados na macroalga vermelha Pterocladiella capillacea. Segmentos apicais das algas foram expostos a duas diferentes condições de radiação, PAR (controle) e radiação ultravioleta (PAR+RUVAB), e a três concentrações de cobre, 0.62, 1.25 e 2.50 μM. Os efeitos da radiação UV e do cobre foram avaliados nas taxas de crescimento, no conteúdo de pigmentos fotossintetizantes, na densidade de grãos de amido das florídeas e na ultraestrutura dos espécimes. As taxas de crescimento das algas expostas ao cobre não sofreram alterações significativas, porém a exposição à radição UV resultou num decréscimo da taxa de crescimento. As algas expostas à radiação UV e ao cobre, de forma simultânea, obtiveram taxas de crescimento iguais ou superiores ao controle. O conteúdo de pigmentos fotossintetizantes diminuiu após a exposição à radiação UV e ao cobre. A radiação UV resultou em uma menor densidade de amido das florídeas, e a densidade de grãos diminuiu conforme aumentou-se a concentração de cobre. Ambos os tratamentos alteraram a ultraestrutura de células, porém estas mudanças foram mais drásticas nas amostras expostas à radiação UV, de forma isolada ou simultaneamente ao cobre. Os resultados obtidos indicam que a radiação UV e o cobre afetam negativamente a morfologia, a bioquímica e a ultraestrutura de P. capillacea, e que estes elementos agem de forma sinérgica nesta alga

In vitro exposure of Ulva lactuca Linnaeus (Chlorophyta) to gasoline: biochemical and morphological alterations

Refined fuels have considerable share of pollution of marine ecosystems. Gasoline is one of the most consumed fuel worldwide, but its effects on marine benthic primary producers are poorly investigated. In this study, Ulva lactuca was chosen as a biological model due to its cosmopolitan nature and tolerance to high levels and wide range of xenobiotics and our goal was to evaluate the effects of gasoline on ultrastructure and metabolism of that seaweed. The experimental design consisted of in vitro exposure of U. lactuca to four concentrations of gasoline (0.001%, 0.01%, 0.1%, and 1.0%, v/v) over 30 min, 1 h, 12 h, and 24 h, followed by cytochemical, SEM, and biochemical analysis. Increase in the number of cytoplasmic granules, loss of cell turgor, cytoplasmic shrinkage, and alterations in the mucilage were some of the ultrastructural alterations observed in thalli exposed to gasoline. Decrease in carotenoid and polyphenol contents, as well as increase of soluble sugars and starch contents were associated with the time of exposure to the xenobiotic. In combination, the results revealed important morphological and biochemical alterations in the phenotype of U. lactuca upon acute exposure to gasoline. This seaweed contain certain metabolites assigned as candidates to biomarkers of the environmental stress investigated and it is thought to be a promise species for usage in coastal ecosystems perturbation monitoring system. In addition, the findings suggest that U. lactuca is able to metabolize gasoline hydrocarbons and use them as energy source, acting as bioremediator of marine waters contaminated by petroleum derivatives.To Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel (CAPES) for financial support. Authors are thankful to the Central Laboratory of Electron Microscopy (LCME) and Multi-User Laboratory for Studies in Biology (LAMEB) at Federal University of Santa Catarina. The research fellowships granted to M. Maraschin (Proc. 307099/2015-6) and Fernanda Ramlov (Proc. 473408/2013-9) by National Council of Technological and Scientific Development (CNPq) are also acknowledged. This work was partially funded by CNPq and FCT agreement through the PropMine (Proc. 490383/2013-0) and PVE (Proc. 407323/2013-9, Dr. Miguel Rocha) grants

Perfect for a gin and tonic: How context drives consumption within a modified bogus taste test

© The Author(s) 2017, Medical Council on Alcohol and Oxford University Press. All rights reserved. Aim: To implement a modified bogus taste test (BTT) and to examine the interactive effects of environmental and social contexts on levels of 'alcohol' consumption. Method: University students (Study 1 n = 38, Study 2 n = 80), recruited via opportunity sampling, completed a modified BTT under the pretence of assessing garnish preference for gin and tonic. All participants were tested alone or as part of an existing friendship group. In Study 1 participants were in a laboratory setting but were exposed to different contextual cues (alcohol-related or neutral) by way of posters displayed on the walls. In Study 2, participants assessed the drinks in either a pub or a library setting. Results: In Study 1 participants tested in a group consumed significantly more when exposed to pub-related stimuli in contrast to those who were exposed to library-related stimuli. Participants who were alone and exposed to library-related cues consumed significantly more than those in a group and exposed to these cues. In Study 2, as in Study 1, participants tested in a group condition consumed significantly more of what they believed to be alcohol when in the pub compared to those who were tested in the library. Higher group consumption was also evident in the library condition, although the size of this difference was not as large as in the pub testing condition. Conclusion: In the absence of any pharmacological effects of alcohol, social and environmental context have an interactive impact on shaping consumption

Is (poly-) substance use associated with impaired inhibitory control? A mega-analysis controlling for confounders.

Many studies have reported that heavy substance use is associated with impaired response inhibition. Studies typically focused on associations with a single substance, while polysubstance use is common. Further, most studies compared heavy users with light/non-users, though substance use occurs along a continuum. The current mega-analysis accounted for these issues by aggregating individual data from 43 studies (3610 adult participants) that used the Go/No-Go (GNG) or Stop-signal task (SST) to assess inhibition among mostly "recreational" substance users (i.e., the rate of substance use disorders was low). Main and interaction effects of substance use, demographics, and task-characteristics were entered in a linear mixed model. Contrary to many studies and reviews in the field, we found that only lifetime cannabis use was associated with impaired response inhibition in the SST. An interaction effect was also observed: the relationship between tobacco use and response inhibition (in the SST) differed between cannabis users and non-users, with a negative association between tobacco use and inhibition in the cannabis non-users. In addition, participants' age, education level, and some task characteristics influenced inhibition outcomes. Overall, we found limited support for impaired inhibition among substance users when controlling for demographics and task-characteristics

Physiological assessment of non-pigmented extremophilic yeasts from the Atacama Desert as models for space exploration

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2022.Introdução: Ainda que a vasta maioria de microrganismos extremófilos pertence aos Domínios Bacteria e Archaea, microrganismos eucariotos também podem apresentar mecanismos de resistência a uma variedade de condições extremas. Mais especificamente, leveduras são constantemente ressaltadas devido a sua flexibilidade fisiológica e alta sobrevivência sob uma variedade de parâmetros extremos. Compostos fotoprotetores, dentre eles melaninas e carotenoides, são comumente associados a uma elevada resistência a parâmetros ambientais extremos, devido aos seus efeitos diretos e indiretos associados à tolerância. De forma contrária, compostos fotoprotetores não-pigmentados costumam ser menos estudados, ainda que compreendendo importantes mecanismos de resistência frente à radiação ultravioleta e demais condições extremas, dentre elas os estresses osmótico e oxidativo, bem como estresse termal, salino e nutricional. Objetivos: Esta tese teve como objetivo investigar leveduras não-pigmentadas, isoladas do Deserto do Atacama, de acordo com sua resistência a fatores ambientais extremos para avaliar seu potencial para estudos em astrobiologia e exploração espacial. Dentre os objetivos específicos, incluem-se a identificação de novas cepas de leveduras não pigmentadas, isoladas de amostras de solo do Deserto do Atacama; avaliar sua resistência a radiação ultravioleta e dessecação, bem como variações de temperatura e salinidade; e analisar a potencial aplicação destas leveduras em futuros estudos de astrobiologia e exploração espacial. Metodologia: O primeiro capítulo desta tese de doutorado tem como objetivo revisar a função dos principais compostos fotoprotetores já estudados -- melaninas, carotenoides e micosporinas -- e comparar as diferenças de resistência entre leveduras pigmentadas e não pigmentadas, bem como discutir o potencial biotecnológico de compostos fotoprotetores não pigmentados, justificando maiores estudos na área. O segundo capítulo desta tese compreende a avaliação da resistência de seis leveduras não-pigmentadas isoladas de amostras de solo do Deserto do Atacama -- um ambiente extremo com severas condições ambientais. As leveduras foram identificadas através do sequenciamento da região intergênica ITS, e uma árvore filogenética foi reconstruída a partir do método de máxima verossimilhança. Além disso, os isolados foram estudados de acordo com sua resistência à radiação ultravioleta (UVC), ciclos de dessecação e reidratação, temperatura e diferentes condições salinas, reforçando a importância do Deserto do Atacama como nicho de microrganismos eucarióticos extremófilos e a necessidade de estudos aprofundados para um maior entendimento dos aspectos moleculares, ecológicos e fisiológicos destes organismos. Por fim, o terceiro e último capítulo dessa tese associa a possibilidade de utilização de leveduras extremófilas não-pigmentadas em estudos no campo da Astrobiologia, com especial atenção ao recente desenvolvimento de técnicas em biologia sintética como potencial mecanismo para a otimização de espécies extremófilas como organismos modelo para a utilização de recursos in situ durante futuras operações de exploração espacial frente ao objetivo de exploração do planeta Marte. Resultados e Discussão: Os resultados obtidos através desta tese de doutorado possibilitaram a identificação de novas leveduras extremófilas não pigmentadas isoladas do Deserto do Atacama. Dentre elas, Naganishia onofrii (ATA13A) e Papiliotrema laurentii (ATA13B), apresentaram sobrevivência frente aos parâmetros ambientais extremos analisados, radiação UVC e dessecação, e salinidade, e crescimento máximo entre 20-30 °C. Microorganismos extremófilos não-pigmentados vem sendo estudados apenas nas últimas décadas, e estudos recentes indicam uma ausência de correlação entre pigmentação e resistência a fatores ambientais extremos. Compostos fotoprotetores não-pigmetados, dentre eles, as micosporinas, poderiam explicar a resistência destes microorganismos frente a exposição à radiação UV, dessecação, e demais fatores ambientais. Como extremófilos eucariontes, as espécies aqui identificadas reforçam a dominância de leveduras basidiomicetas em ambientes de alta elevação. Já seu fenótipo não-pigmentado reforça a necessidade de maiores estudos visando a compreensão de mecanismos alternativos de defesa a fatores ambientais extremos. Por fim, este estudo possui importância também para o campo da astrobiologia, uma vez que amplia nossa compreensão acerca dos aspectos moleculares, ecológicos, e fisiológicos por trás da resistência de microorganismos à fatores ambientais extremos, bem como das biomoléculas com potencial extremofílico para futura exploração espacial. Considerações Finais: De acordo com os resultados obtidos nesta tese, os fatores combinatórios específicos que resultam em uma maior resistência e sobrevivência ambiental ? dentre eles os fatores analisados em N. friedmannii, Holtermaniella wattica, e P. laurentii ? devem ser melhor estudados para avaliar a implementação prática de leveduras extremófilas não-pigmentadas visando a implementação de parte da estrutura necessária para uma exploração espacial de longo-termo.Abstract: Although the vast majority of extremophilic microorganisms belong to the Bacteria and Archaea Domains, eukaryotic microorganisms may also present resistant mechanisms to a variety of extreme conditions. In particular, yeasts are highlighted for their physiological flexibility and survivability under a wide range of extreme parameters. Photoprotective compounds, such as melanins and carotenoids, are usually associated with increased resistance to extreme parameters due to their direct and indirect tolerance-associated effects. In contrast, non-pigmented photoprotective compounds are less studied albeit also comprising important mechanisms of resistance against ultraviolet radiation and other extreme conditions including osmotic and oxidative stress as well as salinity, temperature, and nutritional stress. The first chapter of this thesis aimed to understand the role of the main photoprotective compounds -- melanin, carotenoids, and mycosporines -- and compare the differences found in resistance between pigmented and non-pigmented yeasts, as well as discuss the biotechnological potential of non-pigmented photoprotective compounds, justifying further studies in this topic. The second chapter of the thesis aimed to evaluate six non-pigmented yeasts isolated from soil samples from the Atacama Desert -- a harsh environment with extreme environmental conditions. Yeasts were identified by ITS sequencing and a phylogenetic tree was reconstructed based on maximum likelihood. In addition, the yeast isolates were assessed in terms of their resistance to ultraviolet radiation (UVC), desiccation-rehydration cycles, temperature, and different salinity concentrations, reinforcing the importance of the Atacama Desert as a niche of eukaryotic extremophilic microorganisms and the need for further studies aimed at clarifying their molecular, ecological and physiological aspects. Finally, the third and final chapter of this thesis associates the potential implementation of non-pigmented extremophilic yeasts in Astrobiology studies, in particular with the recent advances in synthetic biology as a potential methodology for the optimization of extremophilic species aimed to be used for in situ resource utilization during future missions toward space exploration aimed to explore the planet Mars

Efeitos da temperatura e do cobre sobre tetrasporófitos e tetrásporos da macroalga vermelha Gelidium floridanum

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento, Florianópolis, 2017.Uma maior liberação de gases do efeito estufa na atmosfera tem resultado em um aumento na temperatura média global, enquanto que a liberação de compostos tóxicos tem resultado em um aumento na concentração de metais pesados nos ambientes aquáticos. Fatores ambientais e agentes estressores podem interagir e resultar em alterações na ecologia e fisiologia dos organismos marinhos. O presente trabalho investigou os efeitos da temperatura e do cobre sobre tetrasporófitos e tetrásporos da macroalga vermelha Gelidium floridanum. Após cultivo, foram realizadas quantificações dos pigmentos fotossintetizantes, dos compostos antioxidativos e carboidratos, análises da viabilidade celular, da taxa de crescimento e germinação, além de observações em microscopia de luz e microscopia eletrônica de transmissão. Os tetrasporófitos apresentaram redução na clorofila a e carotenoides após 7 dias de cultivo e aumento após 14 dias, indicando aclimatação aos tratamentos. Os fenólicos apresentaram redução após os tratamentos com cobre, assim como os grãos de amido nas amostras cultivadas com cobre sob elevada temperatura. Um aumento na espessura da parede celular e nos plastoglóbulos e a adsorção de cobre também foram observados, assim como redução na viabilidade celular e na taxa de crescimento das amostras tratadas. Os tetrásporos apresentaram alterações no desenvolvimento e nos tilacoides, extravasamento do conteúdo celular, redução dos pigmentos acessórios, da germinação e da viabilidade celular. Os resultados indicam que, em tetrasporófitos, cobre e temperatura interagem de forma sinérgica, enquanto que, em tetrásporos, estes estressores interagem de forma aditiva.Abstract : The increasing release of greenhouse gases has resulted in a higher global mean temperature, while the release of toxic compounds has resulted in an increasing metal concentration in aquatic environments. Environmental factors and stressors can interact and result in changes in the ecology and physiology of marine organisms. The present work investigated the effects of temperature and copper in tetrasporophytes and tetraspores of the red seaweed Gelidium floridanum. Quantifications of photosynthetic pigments, antioxidative compounds and carbohydrates, cell viability analyzes, growth and germination rates, as well as morphological and ultrastructural observations in light microscopy and transmission electron microscopy were performed after cultivation. Tetrasporophytes presented a reduction in chlorophyll a and carotenoids after 7 days of cultivation, with an increase after 14 days that indicated acclimation to the treatments. Phenolics presented a reduction after treatments with copper, as well as starch grains in samples cultivated with copper with an elevated temperature. An increase in cell wall thickness and plastoglobuli and the adsortion of copper were also observed, as well as reduction in cell viability and growth rates of treated samples. Tretaspores presented changes in the development and thylakoids, cellular content extravasation and reduction in accessory pigments, germination and cell viability. These results indicate that, in tetrasporophytes, copper and temperature interact synergistically, while in tetraspores their interaction is additive

Hypnea musciformis (Wulfen) J. V. Lamour. (Gigartinales, Rhodophyta) responses to gasoline short-term exposure: biochemical and cellular alterations

ABSTRACT Presence of toxic compounds in marine coastal waters has increased exponentially since Industrial Revolution. In this way, we aimed to evaluate biochemical and physiological changes occurring within Hypnea musciformis after short-term exposure to gasoline. Hypnea musciformis was cultivated without gasoline and then exposed to various concentrations of it (0.001 % - 1.0 %, v/v) for periods of 30 min, 1 h, 12 h and 24 h. A Pricncipal Compound Analysis of UV-vis spectral window (200-700 nm) was able to discriminate gasoline-exposed samples according to both exposure time and gasoline concentration. Changes in carotenoid profile composition were observed. Decreased carotenoid content was associated to gasoline exposure time, being lutein and trans-β-carotene the major compounds found. Higher gasoline concentrations negatively interfered with phenolic compounds accumulation. In addition, increased gasoline concentrations corresponded to decreased intracellular starch grains content as well as increased its deposition on cell wall external surface. Data obtained allow us to conclude that gasoline can damage Hypnea musciformis physiology and cell morphology. This is important, considering Hypnea musciformis carotenoids and phenolics are potential biomarkers of environmental stress investigated, as well as its increased cell wall thickness to avoid gasoline diffusion