RESSALVA Atendendo solicitação do(a) autor(a), o texto completo deste documento será disponibilizado somente a partir de 18/07/2026. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” INSTITUTO DE QUÍMICA DE ARARAQUARA NÚCLEO DE BIOENSAIOS BIOSSÍNTESE E ECOFISIOLOGIA DE PRODUTOS NATURAIS - NuBBE GUSTAVO SOUZA DOS SANTOS FUNGOS ANTÁRTICOS EM MUNDO EM TRANSFORMAÇÃO: RESPOSTAS DO METABOLOMA AO ESTRESSE ABIÓTICO ASSOCIADO AOS EFEITOS DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS ARARAQUARA 2025 GUSTAVO SOUZA DOS SANTOS FUNGOS ANTÁRTICOS EM MUNDO EM TRANSFORMAÇÃO: RESPOSTAS DO METABOLOMA AO ESTRESSE ABIÓTICO ASSOCIADO AOS EFEITOS DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS Relatório apresentado ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Ciência e Tecnologia e Pró-Reitoria de Pesquisa do Instituto de Química de Araraquara da Universidade Estadual Paulista. Supervisor: Prof. Dr. Ian Castro-Gamboa ARARAQUARA 2025 Este relatório apresenta, de maneira inédita, aspectos do perfil químico de linhagens fúngicas isoladas de distintos ecossistemas da Antártica, um dos ambientes mais extremos e inexplorados do planeta. Entre as linhagens estudadas, destacam- se organismos endêmicos cujos metabolismos secundários permaneciam, até então, totalmente ausentes da literatura científica. Ao lançar luz sobre essa diversidade invisível, o presente trabalho contribui para a ampliação do conhecimento sobre o potencial químico de fungos antárticos, em um cenário de mudanças ambientais aceleradas, onde a prospecção torna-se uma ferramenta de conservação das espécies. RESUMO Neste estudo, foram obtidos 96 extratos brutos a partir do cultivo de fungos antárticos sob diferentes condições de meio, temperatura e salinidade, com o objetivo de explorar a influência desses fatores na produção de metabólitos secundários. Os extratos foram analisados por espectroscopia de RMN de ¹H, permitindo a geração de uma biblioteca espectral detalhada, que servirá de base para futuras correlações entre diversidade química, condições de cultivo e potencial bioativo. Dentre as linhagens analisadas, Penicillium sp. (LMC21023) e Epicoccum nigrum (LMC21028), isolados da macroalga Phaeurus antarcticus, demonstraram maior diversidade química em meio à base de malte, com presença de sinais aromáticos entre 6,0 e 7,5 ppm. E. nigrum produziu Epicorazina A, cuja biossíntese foi inibida na ausência de sal, indicando o papel modulador da salinidade sobre vias biossintéticas específicas. Rhodotorula mucilaginosa (UFMG 17448) e Penicillium chrysogenum (UFMG 17452), isolados de permafrost, apresentaram perfis ricos em sinais vinílicos (~5,3 ppm) e aromáticos diversos, sugerindo produção de ácidos graxos insaturados e compostos fenólicos. O fungo Antarctomyces psychrotrophicus (UFMG 13069), isolado de gelo glacial, produziu metabólitos oxigenados conjugados e compostos aromáticos detectáveis exclusivamente em meio malte. Esses resultados reforçam a importância do cultivo em condições variadas para a expressão da diversidade metabólica em fungos antárticos e seu potencial exploração biotecnológica. SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO .............................................................................................. 6 2. OBJETIVOS ................................................................................................. 7 3. MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................. 8 3.1 OBTENÇÃO DAS LINHAGENS ........................................................................... 8 3.2 REATIVAÇÃO DAS LINHAGENS ........................................................................ 8 3.3 CONDIÇÕES DE CULTIVO .................................................................................. 8 3.4 OBTENÇÃO DOS EXTRATOS BRUTOS ............................................................ 9 3.5 ANÁLISE POR RMN DE 1H .................................................................................. 9 3.6 AVALIAÇÃO DA FITOTOXICIDADE FRENTE SEMENTES DE LACTUCA SATIVA E ALLIUM SCHOENOPRASUM ................................................................ 10 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................... 10 4.1 PENICILLIUM SP. (LMC21023) CULTIVADO EM MALTE E MEIO ARROZ .... 11 4.2 EPICOCCUM NIGRUM (LMC21028) CULTIVADO EM MALTE E ARROZ. ...... 13 4.3 EPICOCCUM NIGRUM (LMC21028): INFLUÊNCIA DA SALINIDADE NA PRODUÇÃO DE DICETOPIPERAZINAS SULFATADAS. ...................................... 16 4.4 RHODOTORULA MUCILAGINOSA (UFMG 17448) CULTIVADA EM MALTE, SABOURAUD E PDB. .............................................................................................. 18 4.5 PENICILLIUM CHRYSOGENUM (UFMG 17452) CULTIVADO EM MALTE, SABOURAUD E PDB. .............................................................................................. 21 4.6 ANTARCTOMYCES PSYCHROTROPHICUS (UFMG 13069): CULTIVADO EM MALTE, SABOURAUD E PDB. ................................................................................ 23 5. ATIVIDADES DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO ............................. 25 6. PARECER DO SUPERVISOR ................................................................... 32 REFERÊNCIAS .......................................................................................... 34 6 1. INTRODUÇÃO A Antártica abriga comunidades microbianas adaptadas a condições ambientais extremas, incluindo baixas temperaturas, sazonalidade acentuada de luz, limitação de nutrientes e elevada radiação ultravioleta. Dentre esses microrganismos, os fungos apresentam estratégias fisiológicas e bioquímicas específicas que permitem sua sobrevivência e crescimento em ambientes frios. Essas adaptações envolvem modificações na fluidez da membrana, acúmulo de solutos compatíveis e expressão diferencial de enzimas e vias metabólicas (Abrashev et al., 2025). Os ambientes polares são predominantemente habitados por microrganismos adaptados ao frio, classificados em psicrofílicos, que dependem do frio para seu desenvolvimento, e psicrotolerantes, que toleram baixas temperaturas mas crescem melhor em temperaturas mais amenas. Estudos micológicos realizados na Antártica indicam que o continente é dominado por fungos psicrotolerantes e cosmopolitas, com poucas espécies endêmicas verdadeiramente psicrofílicas. As espécies endêmicas são consideradas psicrofílicas estritas, por apresentarem crescimento e reprodução ativos somente em ambientes antárticos específicos, enquanto os fungos psicrotolerantes cosmopolitas exibem um comportamento mesofílico-psicrotolerante decorrente de sua adaptação ao clima frio (Rosa et al., 2019; Harding et al., 2011; Zuconni et al., 1996). Apesar do isolamento geográfico, a Antártica é uma das regiões mais afetadas por atividades antrópicas e pelas mudanças climáticas. Estudos recentes demonstram que a Península Antártica está entre as áreas do planeta com as mais rápidas alterações climáticas, cujo aquecimento poderá impactar significativamente os ambientes terrestres e marinhos (Robinson et al., 2022). Essas mudanças ambientais vêm promovendo alterações nos parâmetros físico- químicos dos microambientes onde os fungos habitam, afetando a expressão gênica e, consequentemente, a produção de metabólitos primários e secundários, com potenciais implicações para a ecologia e o potencial biotecnológico desses organismos (Turner et al., 2005; Chwedorzewska et al., 2020; Robinson et al., 2001). Neste contexto, o presente estudo visou a exploração do metaboloma dos fungos antárticos sob duas perspectivas complementares: o potencial biotecnológico para o desenvolvimento de novos fármacos e compostos bioativos, e a avaliação dos riscos relacionados à patogenicidade dessas linhagens. 32 6. PARECER DO SUPERVISOR O relatório apresentado pelo Dr. Gustavo Souza dos Santos descreve, com notável rigor, criatividade e profundidade científica, um projeto de pesquisa de grande atualidade e relevância estratégica. O estudo propõe-se a investigar o metabolôma de fungos antárticos diante de fatores abióticos associados às mudanças climáticas, como variações de temperatura e salinidade, combinando excelência analítica, inovação metodológica e um notável compromisso com a conservação ambiental e a prospecção biotecnológica. Ao explorar microrganismos isolados de ecossistemas extremos e ainda pouco estudados da Antártica, muitos deles ausentes da literatura científica, o trabalho ilumina uma dimensão ainda inexplorada da biodiversidade polar, revelando linhagens com potencial para a produção de metabólitos bioativos inéditos, cujas aplicações podem extrapolar os domínios da ciência básica para impactar áreas como a saúde, a agricultura, a cosmética e a farmacologia. Entre os diversos méritos do projeto, destaca-se sua execução cuidadosa, que articula com notável competência procedimentos experimentais, análises químicas avançadas e reflexões conceituais de alta relevância. Foram obtidos 96 extratos brutos de diferentes fungos cultivados em condições experimentais controladas, a partir da estratégia OSMAC (One Strain Many Compounds), testando combinações de meios, temperaturas e níveis de salinidade. Esses extratos foram submetidos à análise espectroscópica por RMN de ¹H, gerando uma valiosa biblioteca espectral com perfis químicos detalhados, apta a servir de base para futuras correlações entre diversidade metabólica, condições ambientais e atividades biológicas. Destaca-se, nesse sentido, a identificação de substâncias relevantes como a Epicorazina A, cuja biossíntese mostrou-se fortemente dependente da salinidade do meio de cultivo. O estudo da modulação metabólica induzida por fatores abióticos confere ao projeto um caráter inovador e posiciona a pesquisa brasileira em sintonia com debates internacionais sobre adaptação microbiana e biotecnologia de ambientes extremos. Outro aspecto digno de nota é a atuação do pesquisador na interface entre ciência, educação e sociedade, em consonância com as diretrizes da UNESP para a integração entre pesquisa, ensino e extensão. Nesse contexto, destaca-se a produção da cartilha ilustrada “Algas Marinhas do Brasil e Antártica: Bioprospecção e Conservação na Década da Ciência Oceânica”, atualmente em fase final de 33 editoração gráfica. Trata-se de um material acessível e visualmente atrativo, voltado à disseminação científica para públicos diversos, com foco em comunidades costeiras, professores, estudantes e formuladores de políticas públicas. Ao abordar temas como biodiversidade marinha, bioprospecção, mudanças climáticas, sustentabilidade e Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS), a cartilha promove uma educação científica transformadora e territorializada, conectada à missão social da universidade pública. Sua elaboração, que envolve múltiplos autores e instituições, contribui para o fortalecimento da cultura científica e para a ampliação do impacto social da produção acadêmica, valores fortemente promovidos pelas políticas extensionistas da UNESP. Paralelamente ao trabalho laboratorial e à produção de material educativo, o projeto revela impressionante inserção acadêmica e institucional. O pesquisador atua ativamente na formação de recursos humanos, com orientação de trabalhos de conclusão de curso e de iniciação científica, participação em bancas de mestrado e doutorado, além da organização de eventos científicos como a 1ª Semana Polar Internacional do Instituto de Química da UNESP. Também se destaca sua presença em circuitos científicos nacionais e internacionais, com submissões de trabalhos em congressos de prestígio, parcerias interinstitucionais com centros de pesquisa brasileiros e estrangeiros, e publicações em periódicos relevantes da área. A obtenção de premiações em simpósios e a atuação como editor convidado reforçam seu protagonismo e sua crescente maturidade científica. Em síntese, trata-se de uma proposta exemplar, que conjuga originalidade, robustez metodológica, relevância científica e sensibilidade social. Conduzido com excelência, o projeto não apenas cumpre com os objetivos inicialmente propostos, como supera de forma significativa, contribuindo de maneira substantiva para o avanço do conhecimento sobre a biodiversidade antártica, a química de produtos naturais e a resposta de microrganismos extremófilos às mudanças ambientais globais. Prof. Dr. Ian Castro-Gamboa Supervisor. 34 REFERÊNCIAS Abrashev, R., Miteva-Staleva, J., Gocheva, Y., Stoyancheva, G., Dishliyska, V., Spasova, B., ... & Angelova, M. (2025). Cell Response to Oxidative Stress in Antarctic Filamentous Fungi. Applied Sciences, 15(9), 5149. Chwedorzewska, K. J., Korczak-Abshire, M., & Znój, A. (2020). Is Antarctica under threat of alien species invasion?. Global change biology, 26(4), 1942-1943. da Silva, T. H., Gomes, E. C. Q., Gonçalves, V. N., da Costa, M. C., Valério, A. D., de Assis Santos, D., ... & Rosa, L. H. (2022). Does maritime Antarctic permafrost harbor environmental fungi with pathogenic potential?. Fungal Biology, 126(8), 488-497. Dayan, F. E., Romagni, J. G., & Duke, S. O. (2000). Investigating the mode of action of natural phytotoxins. Journal of Chemical Ecology, 26(9), 2079-2094. Gao, L.W. and Zhang, P., 2023. An update on chemistry and bioactivities of secondary metabolites from the marine algal-derived endophytic fungi. 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