#: locale=pt ## Hotspot ### Tooltip HotspotPanoramaOverlayArea_AD5FBFC8_9A1A_1760_41D3_53666E3A7C22.toolTip = AFM Combinado com Infravermelho HotspotPanoramaOverlayArea_F0652C6E_E21F_803C_41D2_4AF8F35693E7.toolTip = Canhão de Elétrons HotspotPanoramaOverlayArea_A77D3C23_9A1A_7927_41D6_7F1CD4F351ED.toolTip = Cola Verde HotspotPanoramaOverlayArea_BD9F7CD5_AA5A_BAFB_41DE_A4F6659FC81C.toolTip = Câncer de Boca HotspotPanoramaOverlayArea_87D28B1C_9A2E_78E0_41D2_D92DF5152158.toolTip = Fotossíntese Artificial HotspotPanoramaOverlayArea_FD9F22DC_7934_3BEC_41C0_8EB39D3FCAD3.toolTip = 3.3.9 HotspotPanoramaOverlayArea_D6829D70_9AFA_1B21_41E3_15764BA1F470.toolTip = 4.7.2 HotspotPanoramaOverlayArea_48043FC8_577A_0A67_41CE_50A10A7BE190.toolTip = Ambiente controlado HotspotPanoramaOverlayArea_834FC6AB_E21B_8024_41EA_0048B9CC3820.toolTip = Ambiente de Amostra HotspotPanoramaOverlayArea_F5FEC9B4_E239_8023_41E4_002708A203F8.toolTip = Anel de Armazenamento HotspotPanoramaOverlayArea_5C4EE44C_5D94_0927_41BF_B60988035F25.toolTip = Antiga fonte de luz síncrotron UVX (1997-2019) HotspotPanoramaOverlayArea_72C5F89A_572E_161B_41D2_634A16C2DF98.toolTip = Análise de metabolômica HotspotPanoramaOverlayArea_702CC101_572A_37E8_41D1_602215D12DB5.toolTip = Análise de solo e plantas HotspotPanoramaOverlayArea_BE392D87_9A6A_3BEF_41DC_177495DFD6FB.toolTip = Análises de Filmes Finos por AFM HotspotPanoramaOverlayArea_6AD36125_573A_7628_41CB_BD1E9DBF89A8.toolTip = Avaliação ambiental HotspotPanoramaOverlayArea_47A11CD3_56EE_0E68_41B1_04B5BD0212E9.toolTip = Avaliação de Sustentabilidade HotspotPanoramaOverlayArea_41D98455_7D72_B385_4182_49B15FE7A774.toolTip = Avaliação de sustentabilidade HotspotPanoramaOverlayArea_40A50126_7D17_D587_41D1_243BF6B4A630.toolTip = Avaliação de sustentabilidade HotspotPanoramaOverlayArea_E8FF02F0_D9EF_1C50_41CF_CFBF09DE4838.toolTip = Ações do CNPEM no Combate à COVID-19 HotspotPanoramaOverlayArea_BEA40261_AA7B_69DB_41A0_4A14488C5A03.toolTip = Bancadas Experimentais HotspotPanoramaOverlayArea_86DADBEA_AAE6_BEA9_41E2_AD82B48D6050.toolTip = Bancadas Experimentais HotspotPanoramaOverlayArea_88F227AD_DDD9_6007_41E1_3595A914A949.toolTip = Bancadas Experimentais HotspotPanoramaOverlayArea_DF1CC8C9_CBCD_3D29_41A9_EC8A3E5B9ACE.toolTip = Bem-vindos HotspotPanoramaOverlayArea_DD7BE25E_CBCD_ED28_41E6_0AEB9AAC6A3B.toolTip = Bem-vindos HotspotPanoramaOverlayArea_10ED374F_797F_DAEC_41D2_EF2375FB1FB2.toolTip = Benefícios do Sirius HotspotPanoramaOverlayArea_85028D31_9487_B0DA_41C7_F65DD133F5C5.toolTip = Benefícios do Sirius HotspotPanoramaOverlayArea_1A3C7372_7974_5AB5_41BF_789DE4CAC57D.toolTip = Benefícios do Sirius para a Sociedade HotspotPanoramaOverlayArea_ADBA1EB4_9A1A_1921_41E2_2E33354CF492.toolTip = Bio-AFM HotspotPanoramaOverlayArea_52784319_D618_23BB_41D8_E6A638B24692.toolTip = Biociências HotspotPanoramaOverlayArea_C9AC1C7B_B54B_3B0C_41AE_5A0E35A614AA.toolTip = Biociências HotspotPanoramaOverlayArea_47269768_56EE_7A38_41CC_4179EB1C98DE.toolTip = Biodiversidade brasileira HotspotPanoramaOverlayArea_5C51DBAD_7BEF_D485_41D0_969A2DDE6DB1.toolTip = Biodiversidade brasileira: enzimas e microrganismos HotspotPanoramaOverlayArea_464FB671_7CFE_DF9D_41B7_B5D3C26E6ACB.toolTip = Biodiversidade brasileira: enzimas e microrganismos HotspotPanoramaOverlayArea_40E26557_572E_3E68_41BD_18336EA9EF9E.toolTip = Biodiversidade e microbiomas HotspotPanoramaOverlayArea_E8B902D0_AAAE_EEF9_41DC_A5754BCE5203.toolTip = Biologia Computacional HotspotPanoramaOverlayArea_44F3007E_56EE_F61B_41CA_A8DCAE473FBD.toolTip = Biologia sintética HotspotPanoramaOverlayArea_685F24DB_573E_1E18_41D2_0942C13EF39F.toolTip = Biomassa e economia circular HotspotPanoramaOverlayArea_630D2128_572E_1627_41C3_457B8A0880AD.toolTip = Biorreatores de pequena escala HotspotPanoramaOverlayArea_814C0741_B4CB_157C_41D0_C126A3783560.toolTip = Biorrenováveis HotspotPanoramaOverlayArea_467B94FB_56EA_FE19_41CA_0BDE860EC1F4.toolTip = Biotecnologia HotspotPanoramaOverlayArea_4534E81E_7CFE_7387_41C3_381AAAD150CE.toolTip = Biotecnologia industrial: desenvolvendo enzimas e microrganismos HotspotPanoramaOverlayArea_52167B45_7B16_5585_41CD_7156C639FA37.toolTip = Biotecnologia industrial: desenvolvendo enzimas e microrganismos HotspotPanoramaOverlayArea_41CEB801_7D11_D37D_41DE_74A02B418CA0.toolTip = Biotecnologia industrial: desenvolvendo enzimas e microrganismos HotspotPanoramaOverlayArea_52EEF802_7B12_B37F_41C2_8F05511B44BA.toolTip = Biotecnologia para agricultura sustentável HotspotPanoramaOverlayArea_5675C115_7B13_D585_41BB_D52C895FDC05.toolTip = Biotecnologia para agricultura sustentável HotspotPanoramaOverlayArea_F52DB4AB_E20F_8025_41C2_12E4441841FB.toolTip = Booster HotspotPanoramaOverlayArea_FDB8621F_E217_801D_41D3_79CBD7D64FF3.toolTip = Cabana Experimental HotspotPanoramaOverlayArea_B328CE9D_5A94_1921_41B0_1F65C4E0F44E.toolTip = Cabana de proteção radiológica HotspotPanoramaOverlayArea_99B3CA4E_82EA_3661_41B6_4CCE0B726E4E.toolTip = Cabana Óptica HotspotPanoramaOverlayArea_FD1CC42F_E219_803D_41DB_247B934FD702.toolTip = Cabana Óptica HotspotPanoramaOverlayArea_ECE06DC6_7934_49DD_41D2_DB806F05359E.toolTip = Caminho dos elétrons: acelerador linear HotspotPanoramaOverlayArea_E01105FC_791C_59AD_41D2_FF3B3CA09EED.toolTip = Caminho dos elétrons: aceleradores circulares HotspotPanoramaOverlayArea_E50A17F5_79EF_D9BF_41DC_98039A35F90E.toolTip = Caminho dos elétrons: principais componentes HotspotPanoramaOverlayArea_CE5B696F_9A6A_3B3F_41C1_136814E42C1E.toolTip = Caracterização de Dispersões HotspotPanoramaOverlayArea_600452E9_7B16_548D_41A9_75471021A975.toolTip = Carnaúba HotspotPanoramaOverlayArea_9A196007_DDE9_2003_41DF_AAD8A4A3B52C.toolTip = Carvão Ativado HotspotPanoramaOverlayArea_6DD1A1D3_7B2F_F49D_41C3_5652D54262B4.toolTip = Cateretê HotspotPanoramaOverlayArea_CE9D12ED_79EC_7BAF_41DB_358DCC0AC0AF.toolTip = Cavidade de Radiofrequência HotspotPanoramaOverlayArea_772FE4AA_577A_1E38_41D3_327D2C91ADEF.toolTip = Central analítica HotspotPanoramaOverlayArea_41DD29DE_5727_F618_419F_0C8C83711EF7.toolTip = Comece por aqui! HotspotPanoramaOverlayArea_73CA8F37_572A_0A28_41D5_35EA0F56A5AC.toolTip = Comece por aqui! HotspotPanoramaOverlayArea_49FDCD1E_5766_0E1B_41CB_0DB154A4F890.toolTip = Comece por aqui! HotspotPanoramaOverlayArea_659531B1_572E_1629_41B9_F49CAFEF040E.toolTip = Comece por aqui! HotspotPanoramaOverlayArea_6EB5D4C4_5719_FE68_41D4_D3A9BF69394D.toolTip = Comece por aqui! HotspotPanoramaOverlayArea_BF945030_F0F9_C848_41E7_093BD0AB9913.toolTip = Como funciona o biorretor HotspotPanoramaOverlayArea_F6999DE4_793C_49DD_41A9_5829F4665CD2.toolTip = Como os elétrons circulam no Sirius HotspotPanoramaOverlayArea_D0E67354_79F3_DAFC_41BE_BD45E5DD3A62.toolTip = Como é feito um acelerador HotspotPanoramaOverlayArea_6B3DAA89_573A_0AF9_41D0_C140F428D5EA.toolTip = Condicionamento de Biomassa HotspotPanoramaOverlayArea_33F8ADAF_5AC5_B95D_41CB_228708589FE8.toolTip = Condicionamento de Biomassa HotspotPanoramaOverlayArea_5ADEA7D4_7B7F_DC9B_41D6_D905C71BBFDF.toolTip = Condições Termodinâmicas Extremas HotspotPanoramaOverlayArea_9A49D1E4_E218_8023_41E1_2B8E1225224D.toolTip = Condições especiais das salas de microscopia eletrônica HotspotPanoramaOverlayArea_75C5BF7D_576E_0A18_41CF_81027E8B7D86.toolTip = Construção de microrganismos HotspotPanoramaOverlayArea_495BA743_5766_FA68_41C8_F680288762C9.toolTip = Criando enzimas HotspotPanoramaOverlayArea_7621142C_D618_2599_41A7_00D9A5087EA7.toolTip = Criando enzimas e microrganismos HotspotPanoramaOverlayArea_79258BC8_E218_8064_41E8_2A7B06FD2A44.toolTip = Criomicroscopia Eletrônica HotspotPanoramaOverlayArea_85D5A9C0_9A25_FB61_41DD_31105049A39F.toolTip = Criomicroscopia Eletrônica HotspotPanoramaOverlayArea_FB8E8CFD_ABA5_7AAB_41D9_AB39BA4EC243.toolTip = Cristais de Proteína HotspotPanoramaOverlayArea_E4A194FE_ABA5_AAA9_41A5_3A662EE40988.toolTip = Cristalização de Proteínas HotspotPanoramaOverlayArea_03A77DAF_3BB8_11F5_418E_BFD7661E513D.toolTip = Cristalização de Proteínas HotspotPanoramaOverlayArea_7F41913C_572A_3618_41C7_E6D496157C7C.toolTip = Cuidado ao entrar aqui! HotspotPanoramaOverlayArea_7D72138A_573E_1AFB_41D4_B28AA64FD4CE.toolTip = Cultivo de plantas HotspotPanoramaOverlayArea_CC38FE5F_9A66_3960_41D7_F4F7526A652D.toolTip = Cultura de Células HotspotPanoramaOverlayArea_CDD383C8_79EC_59D5_41C5_0A82D83CF897.toolTip = Câmaras de Vácuo HotspotPanoramaOverlayArea_0F6C58AB_7914_77AB_41D3_351F4EDB5295.toolTip = Desafios da construção do prédio HotspotPanoramaOverlayArea_7A90D0C5_D638_3E8B_41E4_ECFA52462F2D.toolTip = Descarbonização HotspotPanoramaOverlayArea_683095A9_573A_3E38_41AD_A8B9B6030E61.toolTip = Descarbonização HotspotPanoramaOverlayArea_4197FE92_572A_0AE8_41CF_DD3FFE521228.toolTip = Descarbonização HotspotPanoramaOverlayArea_8FAB98DB_AAA6_9AEF_41B7_9A74F0BF1D3C.toolTip = Descoberta de Fármacos no LNBio HotspotPanoramaOverlayArea_92F6B439_AABD_E9AB_41E2_4958B1372BB4.toolTip = Descoberta de Novos Fármacos HotspotPanoramaOverlayArea_99305AA6_AAE6_B959_41D1_E28318C3D28E.toolTip = Descoberta de Novos Fármacos HotspotPanoramaOverlayArea_B72B8E13_AAAE_997F_41AD_800A7DB01ADA.toolTip = Descoberta de Novos Fármacos HotspotPanoramaOverlayArea_4759A2D2_56E9_FA68_41D2_18DB463F13BC.toolTip = Desenvolvimento sustentável HotspotPanoramaOverlayArea_8015BDC9_E218_8065_41EA_B046A0710694.toolTip = Detector HotspotPanoramaOverlayArea_870C3B6F_9A2E_1F20_41D0_9C01FBD7CBC2.toolTip = Diferença entre microscopias HotspotPanoramaOverlayArea_A4AB0C03_9A1A_38E7_41E1_845BECF30AA8.toolTip = Difratômetro de Raios X HotspotPanoramaOverlayArea_CA1D839C_79F4_5A6C_41BC_98596540F4E4.toolTip = Dipolo de Alto Campo HotspotPanoramaOverlayArea_C9B19E07_79EC_4A5B_41AB_0E1EA62C1543.toolTip = Dispositivos de Inserção HotspotPanoramaOverlayArea_B200EC7A_AAA6_B9A9_41E0_182ACECF6E71.toolTip = Doenças Infecciosas HotspotPanoramaOverlayArea_18C89383_7974_3A54_41AE_6918051CBD98.toolTip = Drone Sirius HotspotPanoramaOverlayArea_C356CBD2_79EC_49F5_41AE_F88AC4A1BA5C.toolTip = Eletroímãs HotspotPanoramaOverlayArea_6D9079B5_7B32_5485_41CE_5B27B7DF0829.toolTip = Ema HotspotPanoramaOverlayArea_7DEB4208_573E_35E7_41C1_5102CDF0011A.toolTip = Emissões do solo HotspotPanoramaOverlayArea_8182BC73_E218_8024_41D4_1BB799C3811D.toolTip = Entrada da Luz HotspotPanoramaOverlayArea_B63C8B9F_E208_801C_41D3_ECB817BEDA17.toolTip = Entrada de Luz HotspotPanoramaOverlayArea_DA046AFF_9A1E_391F_41C4_F8395D2655A9.toolTip = Espectroscopia e Espalhamento HotspotPanoramaOverlayArea_91E26CA4_82AA_5221_41D0_11E3C24C5A32.toolTip = Espelhos e Lentes HotspotPanoramaOverlayArea_B0361444_E208_806C_41DB_13D11D72E713.toolTip = Espelhos e Lentes HotspotPanoramaOverlayArea_BEBF7F68_9A6E_3720_41D1_E49D08169BC6.toolTip = Espessura das Folhas de Grafeno HotspotPanoramaOverlayArea_55FD8148_DF2F_200D_41DC_AAF53A7E4CE5.toolTip = Espessura do Túnel HotspotPanoramaOverlayArea_57E75C41_DF39_207F_41B9_AD97C6E779A6.toolTip = Espessura dos Pisos HotspotPanoramaOverlayArea_A474F22E_9A1A_0920_41D6_664D4CEC14B1.toolTip = Espuma Verde em Ambiente Aquático HotspotPanoramaOverlayArea_489C8352_DF2B_201D_41EB_66160D0DB4E2.toolTip = Estabilidade das Tubulações HotspotPanoramaOverlayArea_512F3508_DCD8_E00D_41C4_A4D016EDE23E.toolTip = Estabilidade de Temperatura HotspotPanoramaOverlayArea_85CC25D8_9A1A_0B60_41C1_53AB51580168.toolTip = Estrutura Completa do Vírus Mayaro HotspotPanoramaOverlayArea_D758248C_9AFA_09E0_41E1_F895242ED153.toolTip = Estrutura das Salas Limpas HotspotPanoramaOverlayArea_6491B876_D608_6D89_41C3_A05EDEE478A7.toolTip = Estrutura das Salas Limpas HotspotPanoramaOverlayArea_24822255_796C_3AFF_41CA_56BFA1D7B7C8.toolTip = Evolução da Obra HotspotPanoramaOverlayArea_5C5431AF_5DB4_0B61_41D3_614072ECFEE2.toolTip = Ferramentaria e Manufatura Avançada HotspotPanoramaOverlayArea_41D98B56_572A_0A68_41D5_3BE219FA7877.toolTip = Ferramentas ômicas HotspotPanoramaOverlayArea_83D5F47D_5A74_09E1_41B7_2218D2C0993E.toolTip = Front-end HotspotPanoramaOverlayArea_1A952483_3A00_7D09_41B4_5CFB8194685E.toolTip = Fundação HotspotPanoramaOverlayArea_1A02BB5A_3A00_4B3B_416B_7D20B9B12EE0.toolTip = Fundação HotspotPanoramaOverlayArea_A32C5617_DFD9_2003_41D5_F9908028249A.toolTip = Fundação HotspotPanoramaOverlayArea_6A32B223_573E_FA28_41C0_7AD0F57CFE5F.toolTip = Georreferenciamento HotspotPanoramaOverlayArea_6DF0B7D5_573A_7A68_41BE_6AC4BFD192D5.toolTip = Hidrólise e fermentação HotspotPanoramaOverlayArea_80C1B20F_AAFD_6967_41E3_FC0578E8A5FC.toolTip = Imagens de Microscopia Confocal HotspotPanoramaOverlayArea_6EA6853F_7B36_7D85_41DE_9A489D665BE0.toolTip = Imbuia HotspotPanoramaOverlayArea_11754E6C_5726_0A3F_41AE_368D57F3606D.toolTip = Impactos na sociedade HotspotPanoramaOverlayArea_15D997DE_5726_7A1B_41D5_0CB01AE1DA28.toolTip = Importância das parcerias HotspotPanoramaOverlayArea_86BDE214_9484_B0DA_41D4_DD8E7EF8E89A.toolTip = Infraestrutura de processamento de dados HotspotPanoramaOverlayArea_62CEC044_7B13_B3FB_41D9_092F4D0858DC.toolTip = Inovando com a Indústria Brasileira HotspotPanoramaOverlayArea_416EC6DB_7D6F_BC8D_41BF_514BA2BAEA33.toolTip = Inovação em biorrenováveis HotspotPanoramaOverlayArea_657453B5_572A_1A28_41A4_D26DF39C328B.toolTip = Instalação de bioprocessos HotspotPanoramaOverlayArea_BEA3BDAA_AA7E_9AA9_41D9_C88CDBC20CB7.toolTip = Instalações Abertas do LNBio HotspotPanoramaOverlayArea_CDFF3AFE_792C_CBAC_41D1_5856B635FF24.toolTip = Ipê HotspotPanoramaOverlayArea_F69931E6_E219_802C_41E4_7FE883A8B70F.toolTip = LINAC HotspotPanoramaOverlayArea_F0FD244F_ABAD_E9E7_41DF_AFD613F3B7EB.toolTip = Laboratório Nacional de Nanotecnologia HotspotPanoramaOverlayArea_8E1C8927_AAA6_9BA7_41D6_2593E8DE4678.toolTip = Laboratório de Bioensaios HotspotPanoramaOverlayArea_E7A47862_AA66_99D9_41DF_ADEFBB26F9E9.toolTip = Laboratório de Bioensaios HotspotPanoramaOverlayArea_B20CDE7B_AAA7_99AF_41E3_13163055FA4E.toolTip = Laboratório de Biologia Cardiovascular HotspotPanoramaOverlayArea_BDA0409F_AA5E_A968_41D7_DECB6BA73880.toolTip = Laboratório de Biologia do Câncer HotspotPanoramaOverlayArea_597EBEDC_7B72_EC8B_41D3_372829686C21.toolTip = Laboratório de Crescimento In-Situ HotspotPanoramaOverlayArea_9B73F830_AADD_99B9_41D0_0F83D86DFAA6.toolTip = Laboratório de Cultura 3D HotspotPanoramaOverlayArea_5B7383C4_D608_6289_41E5_108C062F020C.toolTip = Laboratório de Cultura 3D HotspotPanoramaOverlayArea_99B34DCB_AADD_9AEF_41C4_42EE8E84E42F.toolTip = Laboratório de Cultura 3D HotspotPanoramaOverlayArea_5C553CFA_5DB4_7AE3_41C7_F35A5D5E31A0.toolTip = Laboratório de Eletrônica e Controles Avançados HotspotPanoramaOverlayArea_E3F2F03A_DDDB_200D_41DB_32E9B99DC348.toolTip = Laboratório de Imagens Biológicas HotspotPanoramaOverlayArea_F333075F_DD5B_6003_41E7_05592C2CAB52.toolTip = Laboratório de Imagens Biológicas HotspotPanoramaOverlayArea_B7B52C0D_AAAE_996B_41E3_453E5D376E14.toolTip = Laboratório de Imagnes Biológicas HotspotPanoramaOverlayArea_5C5717F5_5DB4_36E1_4192_032DF37018D2.toolTip = Laboratório de Metrologia Mecânica e Ótica HotspotPanoramaOverlayArea_5C52332E_5D8C_0F60_41C4_C7E10E05A6FD.toolTip = Laboratório de Modelagem, Projetos e Metrologia Mecânica HotspotPanoramaOverlayArea_81AEBA9C_AAFA_9969_41B4_7EC091F0AE94.toolTip = Laboratório de Organismos Modelo HotspotPanoramaOverlayArea_98F24517_AADA_EB67_41B7_1B652B591629.toolTip = Laboratório de Organismos Modelo HotspotPanoramaOverlayArea_54481D1D_D608_27BB_41B3_6CA62615C4AF.toolTip = Laboratório de Organismos Modelo HotspotPanoramaOverlayArea_5B7E8027_7B76_D385_41CE_3085211F57BE.toolTip = Laboratório de Química HotspotPanoramaOverlayArea_5C5611B4_5DB4_0B67_41C7_73540861DC20.toolTip = Laboratório de Tecnologia em Vácuo e Laboratório de Estudos e Caracterização de Materiais HotspotPanoramaOverlayArea_5C4FF6D3_5D94_0921_41D1_723595D2929C.toolTip = Laboratório de eletromagnetismo HotspotPanoramaOverlayArea_89636E9B_CB75_3529_41E0_18B10FF5CA9E.toolTip = Linha de Luz: apoio na preparação de amostras HotspotPanoramaOverlayArea_5FA33970_7BF6_F59B_41CB_CDDFFAAA319C.toolTip = Linha de Luz: controle do experimento e análise de dados HotspotPanoramaOverlayArea_600F0477_7B12_5385_41D5_1D8CE5C811EC.toolTip = Linha de Luz: escolha e preparação da luz HotspotPanoramaOverlayArea_59E4111C_7B12_B58B_41A8_58E0AA6572B1.toolTip = Linha de Luz: onde a luz encontra a amostra HotspotPanoramaOverlayArea_F77DB915_E21B_81ED_41EA_CB754CDAA685.toolTip = Linha de Transporte HotspotPanoramaOverlayArea_F5749986_E238_80EC_41C5_263B6336CBA7.toolTip = Linha de Transporte HotspotPanoramaOverlayArea_F40C2A46_E209_806C_41CC_87C501BEC722.toolTip = Linha de Transporte HotspotPanoramaOverlayArea_7203C58B_6C3C_4E69_41D3_72176745C87F.toolTip = Litografia por feixe de elétrons HotspotPanoramaOverlayArea_1F47A874_7974_76BD_41D0_E03531C57B30.toolTip = Luz para o Conhecimento HotspotPanoramaOverlayArea_4836A371_577E_7A29_41C9_54B2B40E230A.toolTip = Macromoléculas HotspotPanoramaOverlayArea_C110AAF5_7914_4BBC_41B9_2A1D5F5E575A.toolTip = Manacá HotspotPanoramaOverlayArea_D7D7187F_9A26_191F_41DA_A819D5A4AF5C.toolTip = Micro e Nanofabricação HotspotPanoramaOverlayArea_D7966DF7_9AFA_1B2F_41E2_9347572059F4.toolTip = Micro e Nanofabricação HotspotPanoramaOverlayArea_7C3AAE1D_573E_0A18_41D3_3DF14CC860F7.toolTip = Microbiota e nutrientes do solo HotspotPanoramaOverlayArea_5C4B0CF9_5D9C_1AE1_41C6_F9C5F9777F0B.toolTip = Microscopia Confocal a Laser HotspotPanoramaOverlayArea_CE086F77_9A6A_F720_41DC_F50D748C7BC4.toolTip = Microscopia CytoViva e Fluorescência HotspotPanoramaOverlayArea_82AD117B_9A2A_0B27_41A5_7AA07067D565.toolTip = Microscopia Eletrônica de Transmissão HotspotPanoramaOverlayArea_87DA2639_9A2E_0920_41D7_FFFB5BC73EC6.toolTip = Microscopia Eletrônica de Transmissão HotspotPanoramaOverlayArea_83DFB855_9A26_F963_41B4_355B31D2F37F.toolTip = Microscopia Eletrônica de Varredura HotspotPanoramaOverlayArea_83135DDD_9A3A_3B60_41CC_8D0EEE6E6EC8.toolTip = Microscopia Eletrônica de Varredura HotspotPanoramaOverlayArea_891CBA35_9A3B_F923_41B2_9E9B890DC059.toolTip = Microscopia Eletrônica de Varredura HotspotPanoramaOverlayArea_BA7E0953_9A66_1B67_41CE_A1DE4E942F9F.toolTip = Microscopia de Força Atômica HotspotPanoramaOverlayArea_F29F7048_CB55_2D17_41D1_A4334244F7BC.toolTip = Microscopia de Força Atômica - AFM HotspotPanoramaOverlayArea_A7EFCC9A_9A1B_F9E1_41DC_1A86F6E5DA9E.toolTip = Microtomógrafo de Raios X HotspotPanoramaOverlayArea_9972E1EE_AABD_AAA9_41C6_C1B4FDA3B383.toolTip = Modelagem de Proteínas HotspotPanoramaOverlayArea_85EE2E62_9A1E_3921_41DC_5C232EC86AEB.toolTip = Modelo Atômico de Septinas HotspotPanoramaOverlayArea_C8E4ACE8_9A6A_1921_41E2_66F27E14BC3B.toolTip = Modelos Biológicos e Ambientais HotspotPanoramaOverlayArea_CB72F175_7914_36BC_41AE_F1B16336E13D.toolTip = Mogno HotspotPanoramaOverlayArea_427250D4_572E_1668_41CD_51A1477AFAE9.toolTip = Moléculas da vida HotspotPanoramaOverlayArea_B62973CE_E208_807C_41E2_3515B820A641.toolTip = Monocromador HotspotPanoramaOverlayArea_6ECC710D_7B32_7584_41D1_E29670E2A63E.toolTip = Montagem das Cabanas HotspotPanoramaOverlayArea_DF2D3B86_79F4_4A5D_41D1_EBFF9F6DD22D.toolTip = Montagem do Túnel dos Aceleradores HotspotPanoramaOverlayArea_E9A1CB91_7913_CA74_41B2_156AB53991A3.toolTip = Montagem do linac HotspotPanoramaOverlayArea_5C4C462F_5D94_0961_41D3_96134D430A70.toolTip = Nanodispositivo para detecção de dopamina HotspotPanoramaOverlayArea_CED2968F_B54B_3703_41D0_5E4A3F419DD0.toolTip = Nanotecnologia HotspotPanoramaOverlayArea_D4553FBB_DE08_62FF_41E7_5B8CFD2E36EF.toolTip = Nanotoxicologia e Biossegurança HotspotPanoramaOverlayArea_D58581A0_9A1A_0B21_41E1_5E48E9AFA963.toolTip = Nanotoxicologia e Biossegurança HotspotPanoramaOverlayArea_651D4766_D608_E389_41DD_15282DF2054C.toolTip = Nanotoxicologia e Biossegurança HotspotPanoramaOverlayArea_D4591474_DE38_2589_41B3_A1CD95323AC0.toolTip = Nanotoxicologia e Biossegurança HotspotPanoramaOverlayArea_124F7562_5726_3E28_41B8_D9B4E70C5211.toolTip = Nosso diferencial HotspotPanoramaOverlayArea_48A23B70_054D_8725_4190_E9B3FB27285A.toolTip = O Valor da Ciência HotspotPanoramaOverlayArea_FEE1A1CC_793C_59ED_41CD_0513AA585652.toolTip = O desafio da Estabilidade HotspotPanoramaOverlayArea_6F77CEEC_572A_0A38_41B0_DACC7C8B1A6B.toolTip = O que tem lá fora? HotspotPanoramaOverlayArea_6C0E3F25_573E_0A28_41B2_01E7DD2B8559.toolTip = O que é uma biorrefinaria? HotspotPanoramaOverlayArea_C27089CB_7934_49D4_41C8_FBE7B3A02DDE.toolTip = Onde a ciência acontece: Ema, Cateretê, Carnaúba HotspotPanoramaOverlayArea_ECC7C278_7934_3AB4_41B0_78FEF28626F2.toolTip = Onde a ciência acontece: Ipê, Mogno, Manacá HotspotPanoramaOverlayArea_C4A23064_7914_36DC_41D7_3A94E16E458B.toolTip = Onde a ciência acontece: Ipê, Mogno, Manacá HotspotPanoramaOverlayArea_83BEF566_949C_B347_41CB_84AF009BF4D6.toolTip = Perspectivas Científicas HotspotPanoramaOverlayArea_5A7F226B_DF2B_6003_41E1_798B99656788.toolTip = Planicidade dos Pisos HotspotPanoramaOverlayArea_614B257B_571A_1E18_41D1_5E9FC088ED06.toolTip = Planta Piloto (lado direito) HotspotPanoramaOverlayArea_15527DB6_572E_0E2B_41CE_DA62B0FA08CE.toolTip = Planta Piloto (lado esquerdo) HotspotPanoramaOverlayArea_40EB14C5_7D6E_FC85_41D9_A31648E3FE78.toolTip = Planta Piloto: escalonamento de tecnologias e processos (início) HotspotPanoramaOverlayArea_472E7FE1_7D2E_6CBD_41C0_92E8209C9543.toolTip = Planta Piloto: escalonamento de tecnologias e processos (início) HotspotPanoramaOverlayArea_6D6419FD_572A_3619_41D2_BE7B8C2BC865.toolTip = Planta Piloto: escalonamento de tecnologias e processos (início) HotspotPanoramaOverlayArea_14577CB3_572E_0E29_41C8_3B77C3A7832E.toolTip = Planta Piloto: escalonamento de tecnologias e processos (início) HotspotPanoramaOverlayArea_404A33EB_572A_1A38_41CD_B61E4AEDF9DF.toolTip = Poder da metabolômica HotspotPanoramaOverlayArea_844C29BB_9A1A_1B20_41E0_BF9B46B920E2.toolTip = Preparação de Amostras Criomicroscopia HotspotPanoramaOverlayArea_6D76BAD5_5726_0A68_41D3_B3571E6DDDB8.toolTip = Processos Fermentativos HotspotPanoramaOverlayArea_62907B80_571A_0AE7_41C3_9D5C33703A0A.toolTip = Processos Fermentativos HotspotPanoramaOverlayArea_34784FDA_5AC4_78C7_41D5_BEEDBCE87780.toolTip = Processos Fermentativos HotspotPanoramaOverlayArea_8E55E74F_AABB_B7E7_41E2_7C1B6735BF39.toolTip = Produtos Naturais HotspotPanoramaOverlayArea_BC29D1E4_AA5B_6AD9_41A4_846E28B4EC96.toolTip = Produção de Anticorpos monoclonais HotspotPanoramaOverlayArea_745BE6AE_577A_1A3B_41CD_310C0C6D5106.toolTip = Produção de enzimas HotspotPanoramaOverlayArea_61BA9ECF_572A_0A78_41D4_C69BCC575C11.toolTip = Pré-tratamento de biomassas HotspotPanoramaOverlayArea_4F835FB7_5FA1_3CB2_417B_6DC16F9F3B1E.toolTip = Pré-tratamento de biomassas HotspotPanoramaOverlayArea_E8825860_7934_36D5_41D1_369AFAA9A834.toolTip = Quantos elétrons circulam no Sirius HotspotPanoramaOverlayArea_8F006410_9A3A_08E1_41BA_37B87EA6E7C0.toolTip = Quão Pequeno é o Nanômetro? HotspotPanoramaOverlayArea_89F1B23B_AAA6_A9AF_41E2_3922B3B3CB95.toolTip = Química Analítica HotspotPanoramaOverlayArea_6ED69EE4_5726_0A2F_41D2_EAB8247C2E78.toolTip = Recuperação e Purificação HotspotPanoramaOverlayArea_2FEC9C6C_5AC4_BFC2_41D2_E097C5B90954.toolTip = Recuperação e purificação HotspotPanoramaOverlayArea_6B073B09_5726_0BF8_41D2_A2BCC87F3689.toolTip = Recuperação e purificação HotspotPanoramaOverlayArea_ED891288_B4D9_0F0D_41DB_29B4569DEE5B.toolTip = Retornar para foto aérea HotspotPanoramaOverlayArea_FEF7BE18_9E2A_38E0_41C8_A4E6941FE1BE.toolTip = Retornar para foto aérea HotspotPanoramaOverlayArea_87A8D975_90E4_13A8_41D8_924BC6267348.toolTip = Retornar para foto aérea HotspotPanoramaOverlayArea_8015A982_90FC_1368_41E0_0152C3221372.toolTip = Retornar para foto aérea HotspotPanoramaOverlayArea_F3EFB301_7934_7A57_41DB_6943D3D80819.toolTip = Sala de Controle HotspotPanoramaOverlayArea_DA18F725_9AE6_1723_41E1_40AA0FF8FA28.toolTip = Salas Limpas HotspotPanoramaOverlayArea_B423DF2A_E2F9_8027_41C2_A7CDF90B410D.toolTip = Saída de Luz HotspotPanoramaOverlayArea_CAF4D519_9AFE_08E3_41D3_21F4BBEFBC9E.toolTip = Sensor Controla Qualidade do Etanol HotspotPanoramaOverlayArea_7785B4FA_5A7C_0AE0_41B6_2D51332CBEB3.toolTip = Sensor Controla Qualidade do Etanol HotspotPanoramaOverlayArea_75F1E260_5A7C_091F_41D2_E672BB906088.toolTip = Sensor Controla Qualidade do Etanol HotspotPanoramaOverlayArea_200A266A_5ACC_8BC7_41A8_369BBC750AD8.toolTip = Separação sólido-líquido HotspotPanoramaOverlayArea_6F909921_571A_7629_41C1_6102E3987937.toolTip = Separação sólido-líquido HotspotPanoramaOverlayArea_71CE04DC_572E_1E1F_41BE_B87EBDDF2222.toolTip = Sequenciamento de DNA HotspotPanoramaOverlayArea_404F331A_573A_3A18_41B9_280C15D6C716.toolTip = Sequenciamento genético HotspotPanoramaOverlayArea_82002365_B4CB_0D04_41C5_88E63CFAA2B2.toolTip = Sirius HotspotPanoramaOverlayArea_EEB757AE_7934_F9AD_41D5_8BBD805DB4AE.toolTip = Sirius vs LHC HotspotPanoramaOverlayArea_BE90EE53_9A6E_7967_41E2_F4EC77477ADF.toolTip = Superfície Atomicamente Plana HotspotPanoramaOverlayArea_54A84D68_7B12_AD8B_41CD_EAF5A5F16695.toolTip = Tecnologias e processos industriais sustentáveis HotspotPanoramaOverlayArea_6BA64369_573A_3A39_41D2_152250561FB9.toolTip = Tecnologias sustentáveis! HotspotPanoramaOverlayArea_7C6884A6_573E_FE2B_41D3_4DA8EEBEFE61.toolTip = Técnicas de biologia molecular HotspotPanoramaOverlayArea_FC3F0F9C_E21B_801C_41B6_E849E0A74EA8.toolTip = Túnel dos Aceleradores HotspotPanoramaOverlayArea_0514CCBE_7934_4FAC_41D7_8F26D6D96D4F.toolTip = Uma edificação sem precedentes HotspotPanoramaOverlayArea_1374CC20_5726_0E27_41CC_B8841140CFAC.toolTip = Vale da morte tecnológico? HotspotPanoramaOverlayArea_F425AFC6_793C_49DD_41D8_8DD57A9CB733.toolTip = Velocidade dos Elétrons no Sirius HotspotPanoramaOverlayArea_E5036D16_ABAB_FB79_41E2_D73430539374.toolTip = Virologia HotspotPanoramaOverlayArea_549B5CAB_D618_269F_41DB_43718B3A837C.toolTip = Virologia HotspotPanoramaOverlayArea_80433939_B4CB_FD0C_41C6_448E766EAA71.toolTip = Vista Aérea CNPEM HotspotPanoramaOverlayArea_E6EE9E81_ABAA_995B_41CC_D31BE1CFBE93.toolTip = Vírus Mayaro (MAYV) HotspotPanoramaOverlayArea_A4317776_9A1A_3721_41BD_FB033E51CF2F.toolTip = XPS ## Media ### Floorplan ### Image imlevel_605E8FBA_02B2_9F25_4195_7B6E0A613431.url = media/map_250C1B60_E609_8023_41E0_2A27F4DA980D_pt_0.png imlevel_605E9FBB_02B2_9F1B_4185_807D7098A3F6.url = media/map_250C1B60_E609_8023_41E0_2A27F4DA980D_pt_1.png imlevel_605EAFBC_02B2_9F1D_4192_F1F54D276C01.url = media/map_250C1B60_E609_8023_41E0_2A27F4DA980D_pt_2.png imlevel_65E059BB_02D6_831B_4196_A41BFD4A1D97.url = media/map_25230AE3_E609_8025_41C0_08356DA39D6F_pt_0.png imlevel_65E069BC_02D6_831D_416E_DA5A8EA04B1E.url = media/map_25230AE3_E609_8025_41C0_08356DA39D6F_pt_1.png imlevel_65E079BC_02D6_831D_4195_55432490ABED.url = media/map_25230AE3_E609_8025_41C0_08356DA39D6F_pt_2.png imlevel_65E0D97F_02D6_831B_418B_5C840821EBF5.url = media/map_2526BDFA_E608_8024_41E7_DF194CB06C92_pt_0.png imlevel_65E0E97F_02D6_831B_418E_904172E8C46D.url = media/map_2526BDFA_E608_8024_41E7_DF194CB06C92_pt_1.png imlevel_65E0F980_02D6_83E5_417B_05B54018D9C0.url = media/map_2526BDFA_E608_8024_41E7_DF194CB06C92_pt_2.png imlevel_65E389F7_02D6_832B_416B_DD074CD68D9A.url = media/map_255E01A9_E609_8025_41E4_73A7EFDCEE1F_pt_0.png imlevel_65E399F8_02D6_8325_413E_8D7E6921FDC0.url = media/map_255E01A9_E609_8025_41E4_73A7EFDCEE1F_pt_1.png imlevel_65E3A9F9_02D6_8327_4174_0DCAC572E220.url = media/map_255E01A9_E609_8025_41E4_73A7EFDCEE1F_pt_2.png imlevel_65E1B91C_02D6_831D_4184_08DE12616A70.url = media/map_289733BD_E608_801C_41D9_1BD8A972AD5F_pt_0.png 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A Racional Engenharia foi responsável pela construção do Sirius, a maior e mais complexa infraestrutura científica já construída no Brasil e um desafio sem precedentes para a engenharia brasileira.
Com 50 anos de história, a Racional é uma das principais empresas de Engenharia e Construção do País, com atuação exclusiva no formato B2B, em diferentes setores. Contabiliza mais de 600 Projetos entregues em todo o território nacional, com as mais diferentes características, portes e complexidades.
Conheça os principais projetos construídos pela Racional: https://racional.com/obras
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A fundação da edificação é dividida em duas bases totalmente independentes entre si: a primeira suporta a estrutura do prédio e a segunda suporta o piso da área dos aceleradores e da região experimental.
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A fundação da edificação é dividida em duas bases totalmente independentes entre si: a primeira suporta a estrutura do prédio e a segunda suporta o piso da área dos aceleradores e da região experimental.
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A fundação da edificação é dividida em duas bases totalmente independentes entre si: a primeira suporta a estrutura do prédio e a segunda suporta o piso da área dos aceleradores e da região experimental.
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A partir do Linac, acelerador linear de 150 MeV (150 milhões de elétron-volts), o feixe de elétrons proveniente do canhão de elétrons começa a ganhar energia, ao ser acelerado por campos elétricos até velocidades próximas à da luz.
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A temperatura dentro do túnel dos aceleradores deve ser muito bem controlada com variação máxima de 0,1°C para mais ou para menos. Também na área experimental é necessário um bom controle de temperatura, com variação máxima de 0,5°C para mais ou para menos.
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Ao final do Acelerador Linear, os elétrons já possuem velocidades próximas da velocidade da luz e são transferidos para o segundo acelerador de elétrons, chamado de Booster.
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Ao final do Acelerador Linear, os elétrons já possuem velocidades próximas da velocidade da luz e são transferidos para o segundo acelerador de elétrons, chamado de Booster.
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Após interagir com a amostra, a luz sincrotron atinge o detector. Este dispositivo funciona como uma câmera, e juntamente com um conjunto de computadores, analisa de forma quantitativa o resultado da interação entre a luz síncrotron e os átomos e moléculas do material em estudo.
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Aqui a luz síncrotron interage com os átomos e moléculas da amostra do material sendo analisado e fornece informações sobre sua estrutura.
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Aqui a luz síncrotron é filtrada e focalizada para que forneça as condições necessárias para a realização de cada experimento científico.
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Aqui, a luz síncrotron preparada pela cabana óptica chega à cabana experimental, onde ela interage com os átomos e moléculas da amostra do material sendo analisado e fornece informações sobre sua estrutura.
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Aqui, a luz síncrotron produzida pelos aceleradores de elétrons chega às estações experimentais. Na cabana óptica, a luz síncrotron é filtrada e focalizada para que forneça as condições necessárias para a realização de cada experimento científico.
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Aqui, as amostras de materiais são posicionadas e feitas interagir com a luz sincrotron. Durante este processo, as amostras podem ser submetidas a diferentes condições de atmosfera, temperatura, pressão, e campos elétricos ou magnéticos.
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As tubulações de utilidades são superdimensionadas, o que diminui a velocidade de deslocamento de fluidos e a geração de vibrações durante sua propagação. Tubulações de utilidades são também suspensas por molas para diminuir a propagação de vibrações.
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As técnicas de Microscopia de Força Atômica (AFM) não dependem da interação da matéria com a luz ou com os elétrons. O observador utiliza uma pequena sonda de extremidade muito afiada e que percorre a superfície da amostra a uma distância mínima.
A sonda pode estar em contato com a amostra, mas, na maioria dos casos, está a uma distância muito pequena, da ordem de poucos nanômetros. Nessas condições, as forças resultantes das interações da sonda com os átomos ou moléculas da superfície são significativas e podem ser medidas.
Nesta sala você pode ver alguns exemplos de análise feita com diferentes microscópios de AFM.
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Cada linha de luz do Sirius é isolada por uma cabana metálica, projetada para garantir que a radiação presente durante a operação da linha de luz seja absorvida pela blindagem da cabana, de forma que os níveis de radiação do lado de fora, isto é, no hall experimental, estejam dentro dos limites de segurança obrigatórios.
A torre sinalizadora ao lado faz parte do sistema de intertravamento do Sirius, que é um dos mais rigorosos quanto ao controle de acesso a áreas restritas. O sistema compreende vários dispositivos de travamento, sinalização e aviso para a operação segura dos aceleradores e linhas de luz, como travas de segurança e botões de emergência.
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Dentro deste túnel de concreto estão instalados os aceleradores de elétrons responsáveis por produzir a luz síncrotron. O túnel foi especialmente projetado para conter a radiação produzida pelos aceleradores, garantindo a proteção das pessoas durante a operação da máquina.
O Sirius possui um programa de proteção radiológica comprometido em garantir a segurança em todas as áreas da instalação. Nenhuma área acessível da instalação oferece risco radiológico aos funcionários ou visitantes e nenhuma área vizinha ao Sirius é afetada pela operação do equipamento.
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Este é o acelerador de elétrons principal. Aqui, os elétrons são mantidos circulando por horas e horas em órbitas estáveis, guiados por ímãs. Sempre que os elétrons são desviados por campos magnéticos e forçados a fazerem uma curva eles emitem a luz síncrotron. Ela é emitida na direção tangente à curva feita pelos elétrons e direcionada para as estações de pesquisa, chamadas linhas de luz.
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Neste equipamento, elétrons são extraídos da matéria a partir do aquecimento de uma liga metálica e um feixe dessas partículas começa a ser acelerado por campos eletrostáticos para, em seguida, ser injetado no Acelerador Linear.
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No Booster os elétrons vindos do Acelerador Linear são acelerados até alcançarem 3 GeV (3 bilhões de elétron-volts), que é a energia necessária para serem transferidos para o acelerador principal, ou anel de armazenamento. Aqui, as partículas dão cerca de 600 mil voltas a cada segundo, ganhando um pouco de energia a cada volta.
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No CNPEM operamos um parque de microscopia eletrônica único na América Latina. Esse conjunto de equipamentos é aberto para uso gratuito da comunidade científica e foi formatado para conferir competitividade internacional às pesquisas brasileiras em Ciência dos Materiais e, no caso da Criomicroscopia, emBiologia Estrutural.
A importância da técnica vem crescendo ao longo dos anos. Em 2017, a criomicroscopia eletrônica rendeu o Prêmio Nobel de Química aos seus criadores.
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O front-end faz a transição segura, monitoramento e condicionamento de diversos aspectos da propagação do feixe de luz síncrotron ao longo de seu percurso entre o acelerador principal (anel de armazenamento) e cada linha de luz.
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O túnel que abriga os aceleradores de elétrons tem comprimento de mais de 500 metros, construído como uma peça monolítica de concreto armado. O túnel dos aceleradores tem paredes e cobertura com espessuras que variam entre 80 centímetros e 1,5 metros.
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Os pisos que suportam a área dos aceleradores e a região das linhas de luz são feitos em concreto armado, com 90 e 60 centímetros de espessura, respectivamente.
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Os pisos são extremamente planos: em toda sua área, de 17 mil metros quadrados, a diferença de altura entre o ponto mais baixo e o ponto mais alto do piso é menor que dois centímetros.
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Por aqui a luz síncrotron é direcionada para a cabana experimental, onde a luz síncrotron interage com os átomos e moléculas da amostra do material sendo analisado e fornece informações sobre sua estrutura.
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Quando os elétrons circulando no Booster atingem energia suficiente, eles são transferidos para o acelerador principal, ou Anel de Armazenamento.
### Title window_8A2A14D7_E20B_806C_41D4_60BB9BB3DE6C.title = Ambiente de Amostra window_FF3B8542_E218_8064_41E8_857F9AFF0718.title = Anel de Armazenamento window_0EA93191_4E7A_50D2_4195_250F40EF4618.title = Booster window_FC12F6D9_E217_8064_41D0_082C97272684.title = Cabana Experimental window_AE6DDD75_5A94_1BE1_41B7_9309F05484F1.title = Cabana de proteção radiológica window_FFFC1C48_E219_8064_41EC_45D27F14400B.title = Cabana Óptica window_F64599B2_E21F_8024_41E7_5D84872AF50E.title = Canhão de Elétrons window_8856C78F_E209_80FD_41D7_B45F844C0E78.title = Detector window_B8781591_E20B_80E5_41D2_32F7AE323404.title = Entrada da Luz window_8D9D991D_FF9E_B402_41D8_012FFCE98354.title = Entrada da Luz window_78A74D55_DCF7_6006_41E2_16446B7EB4C9.title = Espessura do Túnel window_59347F2A_DF37_200D_41C5_DF3D25772560.title = Espessura dos Pisos window_4486C570_DCF7_E01D_41D5_E555A0ED11CC.title = Estabilidade das Tubulações window_47D30E40_DCF7_207D_41E2_CFD0B69CBFFD.title = Estabilidade de Temperatura window_84FBEE2C_5A74_3967_41D0_D49445F9E2C8.title = Front-end window_012DFB3A_2B3B_1F3E_41C1_9636E160109A.title = Fundação window_1AE4A496_3A00_7D0B_41C3_05CB66E5BA23.title = Fundação window_1A026B5B_3A00_4B39_41BC_95D16662840D.title = Fundação window_0F841C0C_4E76_B7B1_41C7_EE0CBCEBB189.title = LINAC window_FEED1283_E209_80E4_41B3_CF44D3DF510C.title = Linha de Transporte window_F470026D_E21B_803D_41D5_8F80B10BC6C8.title = Linha de Transporte window_FF9F147F_E209_801C_41E8_34C12367647C.title = Linha de Transporte window_ADEA42E6_8A41_4AE3_41E0_6CA27560E392.title = Microscopia de Força Atômica - AFM window_57B02A8D_DF29_2007_41E3_709C22C34C48.title = Planicidade dos Pisos window_D45BC61D_DE38_25BB_41DF_24D4BF0677D8.title = Racional window_BA8CF4DC_E2F9_8063_41EA_F2A792430376.title = Saída da Luz window_BAFFF436_8A46_CD60_41B9_26F34F78528C.title = Túnel dos Aceleradores ## Skin ### Image Image_10211FAB_2BEB_17DD_41C2_F5B8B50BB269_mobile.url = skin/Image_10211FAB_2BEB_17DD_41C2_F5B8B50BB269_mobile_pt.png Image_10211FAB_2BEB_17DD_41C2_F5B8B50BB269.url = skin/Image_10211FAB_2BEB_17DD_41C2_F5B8B50BB269_pt.png Image_1050DD80_2BEB_1BCB_41C2_B245945D76DA_mobile.url = skin/Image_1050DD80_2BEB_1BCB_41C2_B245945D76DA_mobile_pt.png Image_1050DD80_2BEB_1BCB_41C2_B245945D76DA.url = skin/Image_1050DD80_2BEB_1BCB_41C2_B245945D76DA_pt.png Image_10565B7B_2BE7_FF3D_41C0_CE73AABE5CC1_mobile.url = skin/Image_10565B7B_2BE7_FF3D_41C0_CE73AABE5CC1_mobile_pt.png Image_10565B7B_2BE7_FF3D_41C0_CE73AABE5CC1.url = skin/Image_10565B7B_2BE7_FF3D_41C0_CE73AABE5CC1_pt.png Image_1084D213_2BE5_08CD_41C0_FC5E9804FECE_mobile.url = skin/Image_1084D213_2BE5_08CD_41C0_FC5E9804FECE_mobile_pt.png Image_1084D213_2BE5_08CD_41C0_FC5E9804FECE.url = skin/Image_1084D213_2BE5_08CD_41C0_FC5E9804FECE_pt.png Image_10C3F62A_2BDF_08DF_41C2_A88584133680_mobile.url = skin/Image_10C3F62A_2BDF_08DF_41C2_A88584133680_mobile_pt.png Image_10C3F62A_2BDF_08DF_41C2_A88584133680.url = 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Proteômica do Câncer de Boca


O carcinoma espinocelular (CEC) de boca é um câncer que se origina nas células epiteliais da boca e pode atingir diversas áreas da cavidade oral.
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A tecnologia de edição de genes CRISPR/Cas9


Funciona como uma tesoura genética, permitindo aos pesquisadores alterarem com precisão o DNA de praticamente qualquer ser vivo.


A tesoura é uma enzima chamada Cas9, que faz parceria com uma pequena molécula de RNA (sgRNA) projetada para ligar-se a uma sequência de DNA específica no genoma. sgRNA guia Cas9 para a sequência alvo e a enzima corta o DNA. Depois disso, o gene pode ser inativado ou uma única letra do DNA pode ser substituída por outra, dependendo do tipo de ferramenta CRISPR que está sendo utilizada.
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A travessia do vale da morte tecnológico


O processo de desenvolvimento de uma tecnologia passa naturalmente por algumas etapas importantes: indo da pesquisa científica, passando pela prototipagem até incorporação da tecnologia em produtos que serão introduzidos no mercado. Essas etapas não necessariamente ocorrem em sequência. Podem ser interativas. Nos anos 70, a NASA propôs uma escala chamada Technology Readiness Level – TRL (escala de maturidade tecnológica) que vai de TRL 1 a TRL 9 abrangendo todas as etapas. Hoje ela é utilizada para medir o quão pronta para o mercado uma tecnologia está. O período entre a fase de demonstração e escalonamento de uma tecnologia (TRL 4 – TRL 7) apresenta altos riscos tecnológicos demandando grandes investimentos. É neste período que muitas empresas optam por descontinuar seus projetos de inovação passando esta fase a ser chamada de Vale da Morte tecnológico. O LNBR/CNPEM conduz projetos de P&D de níveis de maturidade tecnológica (TRL) de 1 a 7, ou seja, desde o desenvolvimento de tecnologias em estágios iniciais até a ampliação de tecnologias para níveis operacionais semi-industriais relevantes. Auxilia com sucesso parceiros na travessia do “vale da morte” tecnológico, validando processos em escalas semi-industriais e tecnologias licenciadas.
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AFM combinado com infravermelho


O AFM-IR combina a alta resolução espacial da técnica de microscopia de força atômica com a análise química da espectroscopia por infravermelho.


Ambas as técnicas reunidas proporcionam a aquisição de imagens topográficas e a identificação química de domínios de até 50 nanômetros, como o da blenda polimérica mostrada na imagem.
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Ambiente estéril e incubadoras para crescimento (Sala dos Fluxos)


O desenvolvimento de microrganismos e enzimas mais eficientes para diferentes aplicações industriais requer muitos passos que exigem a manipulação de microrganismos em um ambiente estéril e livre de outros contaminantes indesejados. A cabine de fluxo laminar é um equipamento que cria uma área de trabalho estéril para manipulação de microrganismos. A superfície deste equipamento é descontaminada regularmente por meio da incidência de luz ultravioleta, que inativa os microrganismos contaminantes. Além disso, o equipamento produz um fluxo de ar filtrado constante de dentro para fora, o que evita que o ar externo, potencialmente contaminado, adentre na região estéril. Os microrganismos de interesse são então transferidos para recipientes estéreis contendo meio rico em nutrientes. Em seguida, estes recipientes são mantidos em incubadoras, que são equipamentos que permitem controlar a agitação dos recipientes e a temperatura do ambiente, condições importantes para a multiplicação dos microrganismos estudados. 
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Antiga fonte de luz síncrotron UVX (1997-2019)


Em 1987, foi iniciado o projeto de construção da primeira grande infraestrutura científica brasileira, planejada para funcionar em um laboratório multiusuário e aberto à comunidade científica. Entre 87 e 97, o o Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) desenvolveu a tecnologia para construção da primeira fonte de luz síncrotron do Hemisfério Sul, chamada UVX.


UVX foi uma fonte de luz síncrotron de segunda geração, com energia de 1,37 GeV, que permitiu a execução de experimentos em diversas técnicas de análise microscópica da matéria usando radiação infravermelha, ultravioleta e raios X. Em 2 de agosto de 2019, a fonte de luz síncrotron UVX encerrou sua operação para atividades de pesquisa de usuários para dar lugar ao Sirius, uma das primeiras fontes de luz síncrotron de quarta geração a entrar em operação no mundo.
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Análise de metabolômica


Nesta sala encontram-se os equipamentos de cromatografia gasosa e líquida acoplados à espectrometria de massas (GC/MS e LC/MS). Eles permitem identificar e quantificar em larga escala pequenas moléculas, como por exemplo açúcares, ácidos graxos, e aminoácidos, que podem ser substratos, compostos intermediários e produtos do metabolismo de um microrganismo, chamados de metabólitos. Esta análise, conhecida como Metabolômica, reflete diretamente a atividade bioquímica de um microrganismo em um dado momento, e sob condições definidas. Na área de pesquisa dedicada a biotecnologia para agricultura, por exemplo, se utiliza a metabolômica para análise de compostos orgânicos voláteis emitidos por microrganismos que podem promover o crescimento das plantas, e até mesmo inibir fitopatógenos. Dessa forma, um dos grandes desafios de pesquisas nesta área é identificar e quantificar quais são os metabólitos benéficos às culturas agrícolas, para posteriormente investigar os seus mecanismos de ação e rotas metabólicas. Por meio desse conhecimento é possível criar uma base sólida para o desenvolvimento de novos bioinoculantes e promover uma agricultura mais sustentável.
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Análise de solo e plantas


Neste ambiente por meio de equipamentos modernos, e com autonomia de análises, a equipe do LNBR/CNPEM quantifica a maioria dos elementos químicos presentes no solo, plantas e resíduos agroindustriais. Estas análises são de suma importância para o entendimento da ciclagem de nutrientes e do balanço de gases do efeito estufa em ecossistemas agrícolas. As análises de conteúdo de carbono e nitrogênio em amostras de solo e biomassa são realizadas por meio de combustão à seco, um método rápido, preciso e com baixa geração de resíduos. Por meio destas análises é possível calcular as taxas de sequestro de carbono e nitrogênio em solos agrícolas. Os resultados destas análises, em conjunto com aqueles obtidos em outras instalações do CNPEM, tal como avaliações dos microrganismos e microestrutura do solo, auxiliam no entendimento dos principais mecanismos e processos que guiam as emissões e a captura de carbono pelos solos agrícolas.
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Análises de filmes finos por AFM


Um filme fino formado por cristais de ZIF-8, material composto por íons zinco (Zn2+) e ligantes orgânicos (2-metilimidazol) é observado por AFM na imagem.


A alta porosidade do ZIF-8 e sua boa estabilidade química e térmica o tornam um material com grande potencial para a separação e armazenamento de gases.


Recentemente tem sido estudado também o seu uso em dispositivos eletrônicos e outros sensores.
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Aplicações da edição gênica


Em pesquisas científicas, modelos com características genéticas específicas podem ser criados para a análise de ações de medicamentos e outras drogas.
Atualmente testes clínicos utilizando edição gênica com CRISPR/Cas9 são feitos em voluntários (EUA, China, Europa, Nova Zelândia, Austrália) na busca da cura de patologias ainda incuráveis, como HIV (CCR5), leucemia, mieloma múltiplo, sarcoma, melanomas, câncer de ovário, anemia falciforme, beta-talassemia, cegueira hereditária, entre outras. Ainda em estágios iniciais, os testes clínicos em pacientes com beta-talassemia e anemia falciforme têm se mostrando bastante promissores, com eliminação da necessidade de transfusão sanguínea, comum nessas doenças.
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Aplicações do CRISPR/Cas9


Esta ferramenta tem sido revolucionária para as ciências da vida, bem como para a agricultura e biotecnologia industrial, e é testada como terapia para doenças humanas como câncer, doenças do sangue, infecções crônicas, cegueira câncer, anemia falciforme, cegueira genética, HIV, fibrose cística etc.
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Avaliação Ambiental e Análise do Ciclo de Vida


A sustentabilidade é dividida em três pilares: social, econômico e ambiental. Para um desenvolvimento sustentável esses pilares devem existir em harmonia. Vamos falar do pilar ambiental. Usufruímos diariamente de diversos serviços oferecidos pelos ecossistemas, que garantem nossa provisão (disponibilidade de alimentos, água, matérias-primas e outros materiais para consumo) e regulam atividades ambientais (por exemplo, a perpetuação do ciclo da água e do carbono). Devemos monitorar nossas relações com os ecossistemas para que estejam sempre em equilíbrio. A metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) busca analisar os impactos causados no meio ambiente por um produto, processo ou serviço ao longo de todo seu ciclo de vida, desde a obtenção da matéria prima até o seu descarte final. A avaliação de ecossistemas (AE) adiciona a ACV as particularidades ligadas aos componentes do meio ambiente e suas interações com a produção dos biorrenováveis. Dessa forma, integrando AE e ACV, fica mais fácil identificar oportunidades de melhoria e evitar tanto impactos locais (uso da terra, poluição da água, aumento da toxicidade do ambiente, etc) quanto globais (como o aquecimento global e o uso de energias não renováveis).
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Avaliação de Sustentabilidade


Para modificar o modelo atual da economia baseada em fontes fosseis (não renováveis) é preciso a transformação para um modelo de produção industrial que minimize o impacto no meio ambiente e otimize a utilização de recursos naturais. Para que as descobertas científicas e novas tecnologias cheguem mais rapidamente a sociedade são necessários testes em diferentes condições e escalas de produção. O LNBR/CNPEM possui uma Planta Piloto em escala semi industrial para auxiliar esta transformação tecnológica. E como nem todo produto renovável é sustentável, é necessário também uma avaliação tecnológica, que inclui aspectos técnicos, econômicos e ambientais, para estimular a adoção de tecnologias sustentáveis pelo setor produtivo. O LNBR/CNPEM emprega uma plataforma de Biorrefinaria Virtual para avaliar as tecnologias envolvidas na produção de biorrenováveis. Desenvolve também uma plataforma de avaliação de sustentabilidade georreferenciada que pode ser aplicada na avaliação do desempenho ambiental e econômico de diversos bioprodutos e em diferentes escalas geográficas.
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Ações do CNPEM no combate à Covid-19


Ações contínuas


Com financiamento do MCTI, o CNPEM implantará novas infraestruturas e competências, complementares as já existentes no Centro, para avançar ainda mais nas pesquisas com viroses humanas patogênicas. Espera-se, por meio desta iniciativa, contribuir para que o Brasil possa responder rapidamente às necessidades sanitárias e médicas em situações de surtos, mas também garantir uma agenda permanente de pesquisa que resulte no aprofundamento do conhecimento básico sobre viroses humanas patogênicas.


Com aporte inicial de 45 milhões de reais, o projeto em curso contempla a implantação de Laboratório de Nível de Biossegurança 3 (NB3) no CNPEM, assim como investimentos em infraestrutura e recursos nas seguintes frentes de ação: Biologia Sintética e Engenharia Genética, Virologia Molecular e Estrutural, Imunologia Molecular e Engenharia de Anticorpos, Nanobiologia e Dispositivos Diagnósticos, Farmacologia Molecular e Desenvolvimento de Fármacos, Biologia Computacional e Inteligência Artificial.


O CNPEM se mobiliza para responder aos desafios do presente e do futuro. Seguimos juntos e atentos!
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Ações do CNPEM no combate à Covid-19


Ações contínuas


A pandemia sem precedentes causada pelo surto de SARS-CoV-2 assola a humanidade e evidencia a importância da ciência e da tecnologia para conter ameaças à saúde global. O CNPEM está mobilizado para atuar neste momento crítico, por meio de seus times multidisciplinares altamente qualificados, sua expertise em biologia molecular e estrutural e o domínio de competências, como cristalografia de proteínas, biologia computacional, triagens de fármacos em larga escala e criomicroscopia.


Viroses humanas emergentes, como a Covid-19, devem continuar a ameaçar a saúde pública global, com implicações sócio econômicas e de bem-estar significativas. A resposta adequada aos surtos epidêmicos exige, dentre outros, a instituição permanente de competências científicas e tecnológicas multidisciplinares, voltadas à identificação de agentes etiológicos, ao desenvolvimento de métodos de diagnóstico e estratégias de prevenção e tratamentos de doenças virais.
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Ações do CNPEM no combate à Covid-19


Diagnóstico


Pessoas que já tiveram COVID-19 estão imunes à doença?
Pessoas assintomáticas que contraíram COVID-19 desenvolvem anticorpos? Profissionais de saúde que estão na linha de frente produzem defesas contra o vírus?


Compreender o comportamento do sistema imune durante a pandemia do novo coronavírus pode ajudar a elucidar questões que a ciência ainda não respondeu e apoiar a tomada de decisões de políticas públicas sanitárias.


Essa é uma das razões que motiva o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) a desenvolver protocolos nacionais e economicamente acessíveis para a detecção de anticorpos contra o SARS-CoV-2.
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Ações do CNPEM no combate à Covid-19


Engenharia: soluções de aceleradores a máscaras.


Para auxiliar profissionais que atuam na linha de frente do combate a COVID-19, o grupo de Engenharia do CNPEM projetou e produziu uma máscara plástica de proteção individual, adaptada aos processos produtivos e maquinários disponíveis no Centro e dentro de rígidos padrões de qualidade.


Os visores, simples de serem montados e compatíveis com outras máscaras protetivas, são feitos de material cristalino, leve e resistente, podendo ser higienizados e reutilizados. Um primeiro lote foi submetido com sucesso em testes no Ambulatório Médico Especialidades de Limeira.
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Ações do CNPEM no combate à Covid-19


Reposionamento de fármacos. A solução pode estar nas prateleiras da farmácia?


O CNPEM tem combinado técnicas de biologia molecular e estrutural, computação científica, quimioinformática, inteligência artificial e dados da literatura para avaliar o potencial de medicamentos já conhecidos para outras finalidades contra o coronavírus. Reconhecida mundialmente, a estratégia de reposicionamento de fármacos reduz o tempo para a aquisição de um tratamento, uma vez que mira medicamentos já aprovados e que, portanto, já foram caracterizados e avaliados em testes pré-clínicos e clínicos.


Dentre os milhares de medicamentos testados por pesquisadores do CNPEM contra o coronavírus em ensaios in silico, aqueles considerados mais promissores seguem para testes com células infectadas com o vírus, etapa realizada em parceria com a Unicamp.


Em 2020, esses ensaios identificaram um medicamento que reduziu significativamente a carga viral em testes laboratoriais com células infectadas pelo SARS-CoV-2. Os dados gerados pelo CNPEM foram compartilhados com a Rede Vírus MCTI, responsável por articular a continuidade do estudo em testes clínicos, com pessoas infectadas pelo coronavírus. Os resultados destes testes, realizados pelos órgãos competentes, definirão a eficácia clínica do composto selecionado pelo CNPEM.
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Ações do CNPEM no combate à Covid-19


Reposionamento de fármacos. Os trabalhos continuam.


O CNPEM continua suas atividades de triagem de medicamentos, com financiamento da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) e do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI). Embora tenha identificado um candidato promissor, sabe-se que para o tratamento de viroses é comum que sejam necessários mais de um medicamento para vencer as frequentes mutações dos vírus. Ou seja, muitas vezes é preciso um arsenal terapêutico, um coquetel, capaz de inibir diferentes alvos virais, como acontece no tratamento do HIV. A possibilidade de combinar mais de um medicamento é umas frentes que balizam as ações do CNPEM.


Além disso, o Centro atua na produção e determinação de estrutura de proteínas virais que podem ser alvos terapêuticos, apoiando o desenvolvimento de novas terapias. Estudos de biologia estrutural e molecular só são possíveis porque o CNPEM dispõe de equipamentos sofisticados, como a linha de luz Manacá do Sirius e criomicroscópios.
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Bactérias causadoras de doenças e infecções estão nas lentes de pesquisadores do LNBio.


Nas últimas décadas, observou-se no mundo um aumento dramático de bactérias patogênicas humanas resistentes a um ou vários antibióticos. Em resposta aos níveis alarmantes de infecções de resistência antimicrobiana, a Organização Mundial da Saúde publicou uma lista de patógenos críticos para o qual novos antibióticos são urgentemente necessários. Assim, encontrar estratégias inovadoras contra o desenvolvimento de resistência a antibióticos é um grande desafio global para a comunidade das ciências da vida e uma preocupação de saúde pública. Buscando entender as diferenças estruturais entre bactérias gram-positivas e gram-negativas a partir de análises de uma enzima específica presentes nos dois sistemas, pesquisadores do CNPEM conseguiram revelar o mecanismo molecular que torna as gram-negativas tão resistentes a alguns antibióticos. As perspectivas desses resultados são de possibilitar a realização de modificações em moléculas que possam ser eficazes no combate a esses microrganismos tão difíceis de derrotar.
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Bambutrônica


Imagine se uma lâmina de bambu pudesse ser transformada em dispositivos elétricos ou eletroquímicos. Instalar microcircuitos integrados capazes de acender luzes, atuar como sensores, e aquecer água ou outros líquidos. Esse é o objetivo da pesquisa realizada pelo CNPEM, em parceria com a PUC-Rio.


O desafio do estudo está na fabricação de microcanais com alta condutividade elétrica, que abre caminho para o uso em dispositivos eletrônicos e eletroquímicos


Aproveitando a complexa estrutura vegetal do bambu, arquitetada pela natureza, os cientistas revestiram seus micromanias com uma tinta condutiva, que permitiu a passagem de corrente elétrica pelo bambu, criando assim o que os autores do trabalho chamam de Bambutrônica!


A nova função pode ser explorada no futuro em circuitos eletrônicos tridimensionais, aquecedores microfluídicos e sensores integrados em casas inteligentes e sustentáveis. Outra vantagem importante do uso do bambu é a escalabilidade na produção de produtos. O bambu se desenvolve com muita rapidez e facilidade nos países tropicais, e por isto a maioria das economias em desenvolvimento poderiam explorar com vantagem competitiva a nova tecnologia sustentável.
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Bio-AFM


Nas imagens observamos células musculares lisas vasculares. Do lado esquerdo, é a imagem óptica e, do lado direto, as imagens de AFM obtidas na região do quadrado tracejado.


As medidas foram realizadas com as células vivas e em meio de cultura. O mapeamento foi realizado pelo método de força pulsada para obtenção simultânea das imagens de topografia (lado direto superior) e mapeamento de rigidez - Módulo de Young (lado direto inferior), que permitiu aos pesquisadores visualizarem a localização das fibras de actina de um citoesqueleto celular.
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Biodiversidade brasileira


O Brasil é conhecido mundialmente por sua rica biodiversidade e abundante biomassa. A biodiversidade é a riqueza e a variedade de um conjunto de seres vivos presente em um dado ecossistema, como Amazônia, Caatinga, Cerrado e Mata Atlântica. O maior e mais preservado bioma brasileiro é o Amazônico. Estes biomas abrigam muitas espécies endêmicas, ou seja, ocorrem apenas lá. Além disso, o solo desses biomas é abundante em diversas espécies de microrganismos, sejam bactérias, fungos ou protozoários. Essa coleção de microrganismos é chamada de microbioma do solo. O LNBR/CNPEM estuda a biodiversidade brasileira dos microbiomas, assim como das biomassas, como a cana-de-açúcar, milho, e resíduos agroindústrias, para viabilizar novos modelos industriais utilizando a biotecnologia como principal ferramenta.
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Biologia sintética


A biologia sintética consiste na integração de diversos princípios da biologia, física, química e engenharia com o objetivo de desenhar e construir novas rotas metabólicas e modificar organismos para otimizar e direcionar o seu funcionamento para aplicação industrial. Na área de Biorrenováveis, abordagens de biologia sintética vem adquirindo cada vez mais destaque tanto para o aprofundamento científico quanto para o desenvolvimento de biotecnologias que permitam a transformação de resíduos agroindustriais em bioquímicos, bioplásticos ou biocombustíveis. O LNBR/CNPEM tem concentrado esforços em se posicionar na vanguarda da biologia sintética e áreas correlatas – como biologia de sistemas, biologia computacional, engenharia e desenho de proteínas e engenharia metabólica.
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Biomassa e economia circular


A economia circular é um conceito econômico que faz parte do desenvolvimento sustentável e traz nova perspectiva sobre o uso dos recursos naturais e a relação com o meio ambiente. Ela envolve a lógica dos três Rs (reduzir, reutilizar e reciclar), buscando minimizar o uso único de um produto e o descarte irresponsável de resíduos. Produtos são reutilizados e reciclados, e resíduos são transformados em novos produtos, a fim de diminuir a extração de recursos naturais e impactos no meio ambiente. O uso cascata da biomassa em biorrefinarias, isto é, aproveitar ao máximo a biomassa e seus resíduos, enquadra-se no contexto de economia circular possibilitando a produção de biorrenováveis como o etanol, combustível de aviação, eletricidade, bioplástico, entre outros, o que favorece o desenvolvimento econômico pautado no uso sustentável dos recursos naturais.
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Biorreatores de pequena escala


Os biorreatores presentes nas instalações do LNBR/CNPEM têm volumes de 200 ml até 20 Litros. Todos eles são equipados com sensores capazes de monitorar várias variáveis tais como, temperatura, pH, oxigênio dissolvido entre outros. Esses sensores nos fornecem uma serie de dados com os quais podemos usar para melhor entender o que acontece com o metabolismo do microrganismo naquelas condições especificas que foram determinadas para a condução do experimento. Dessa forma, é possível identificar a melhor estratégia para a produção de um produto de interesse de modo a maximizar sua produção e tornar possível o escalonamento do processo.
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Biotecnologia


A biotecnologia engloba o uso de seres vivos ou de seus componentes para se desenvolver ou criar produtos com aplicações em diversos setores. Ela está presente na agricultura, na produção industrial de alimentos e bebidas, nos setores cosmético e farmacêutico, na produção de biocombustíveis e bioplásticos. A busca pelo desenvolvimento de processos produtivos mais sustentáveis, que utilizem insumos renováveis, encontra na biotecnologia uma ferramenta viabilizadora. O LNBR/CNPEM aplica a biotecnologia no desenvolvimento de enzimas e microrganismos para usos industriais e no setor agrícola, utilizando biologia sintética e técnicas multi-ômicas. Também atua no desenvolvimento de tecnologias e processos sustentáveis para a indústria realizando escalonamento de tecnologias e a avaliação de sua sustentabilidade. Tudo para levar à sociedade produtos com baixos impactos ao meio ambiente e que gerem riqueza e empregos. 


Legenda: Imagem de leveduras, microrganismo largamente utilizado em indústrias de bebidas, alimentos e biocombustível
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Caracterização de Dispersões


A Caracterização de Dispersões é uma etapa fundamental durante o estudo de qualquer tipo de nanoestrutura durante a realização de estudos biológicos, toxicológicos e ambientais. Nesse sentido, estão disponíveis equipamentos para caracterização de dispersões de nanopartículas, nanomateriais, polímeros e biomoléculas em meio líquido, tampões, água mineral e meios de cultura diversos. São avaliados comumente o tamanho de partícula, carga elétrica superficial, formação de biocoronas e fenômenos de agregação/aglomeração nos meios selecionados.
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Caracterização de Macromoléculas


Para conhecermos melhor as enzimas, precisamos estudar a sua forma (estrutura) e o seu funcionamento (reação enzimática). Nesta sala funciona a Instalação de Caracterização de Macromoléculas que nos ajuda nestas tarefas. Utilizamos uma técnica de espalhamento dinâmico de luz para obtermos o tamanho (raio) das enzimas e para descobrirmos se elas estão puras, sem contaminantes.  Por meio de outra técnica denominada fluorimetria determinamos como alguns fatores (pH, temperatura e aditivos) afetam a estrutura da enzima. Já a técnica do dicroísmo circular usamos para descobrir o quão resistente é a estrutura das enzimas. Com a espectrofotometria podemos medir a velocidade das reações catalisadas pelas enzimas em diferentes condições, como pH, temperatura e em presença de íons. Com isso, é possível descobrir quais compostos as enzimas conseguem quebrar e em quais condições as enzimas têm velocidade máxima. Por último, utilizamos a técnica de eletroforese capilar para estudar a quebra de carboidratos pelas enzimas. 
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Caracterização morfológica


A caracterização morfológica das culturas 3D pode ser feita, por exemplo, por microscopia óptica, confocal e microtomografia de luz síncrotron.


Em seguida, a avaliação da assinatura molecular compara os organoides e esferoides com células de culturas 2D e com células de organismos vivos.



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Caracterização, Funcionalidade e Estabilidade


Os sistemas microfluídicos (organ on a chip) são plataformas que simulam o funcionamento de um corpo humano e circulação sanguínea, e através deles é feita a avaliação de absorção oral e dérmica de fármacos.


Plataforma de ensaios de caracterização de efeitos de compostos (fármacos) em pele humana reconstituída.
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Carnaúba


O solo é uma combinação heterogênea de compostos orgânicos e inorgânicos, imersos em soluções aquosas e em meio a raízes de plantas. Os processos químicos, físicos e biológicos que ali acontecem em nível atômico e molecular controlam o transporte e a disponibilidade de nutrientes. Dessa forma, o conhecimento dessa região na escala nanométrica é essencial para se alcançar uma produção agrícola mais eficiente e sustentável.


Na linha de luz Carnaúba poderão ser realizadas análises dos mais diversos materiais nano-estruturados, visando a obtenção de imagens 2D e 3D com resolução nanométrica da composição e estrutura de solos, materiais biológicos e fertilizantes, por exemplo, além de outras investigações nas áreas de ciências ambientais. Isso é possível porque esta será a linha de luz mais longa do Sirius, com 150 metros de comprimento. A grande distância entre a fonte de raios X e a amostra permite produzir um feixe de luz síncrotron com foco de apenas 30 nanômetros.


Carnaúba (Copernicia prunifera) é uma árvore endêmica do nordeste do Brasil, símbolo do estado do Ceará e popularmente conhecida como árvore da vida. O nome provém do tupi karana’iwa, “árvore do caraná”.
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Carvão Ativado


Resíduo abundante da indústria sucroalcooleira, o bagaço da cana-de-açúcar é a base para a produção de carvão ativo, destinado para a descontaminação da água e do ar.


O bagaço passa por um processo controlado de queima e por tratamento químico, que resulta em um carvão com minúsculas porosidades, na ordem de alguns micrometros ou até de nanômetros. O novo material desponta como uma alternativa economicamente viável e com a mesma eficiência, se comparada aos produtos importados já exis-tentes no mercado.


Avançadas tecnologias podem também transformam o bagaço em um novo material funcionalizado com nanopartículas de prata, conferindo a ele propriedades antibacte-rianas, cujas capacidades vêm sendo testadas em nossa plataforma de Nanotoxicologia.
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Catalisadores


Catalisadores são substâncias facilitadoras de reações químicas utilizadas em praticamente todos os processos industriais que envolvem a transformação de produtos primários. A busca por catalisadores mais eficientes e mais acessíveis tem impacto direto sobre a economia e o meio ambiente, por exemplo, ao baratear processos produtivos e ao proporcionar uma produção industrial mais limpa.


Essa investigação, no entanto, exige que os catalisadores sejam estudados em condições de operação, isto é, simulando as mesmas condições em que serão aplicados nos processos industriais. Essas condições incluem altas temperaturas, altas pressões, e a presença de diferentes reagentes.


Sirius permite estudar essas reações químicas em tempo real, com o acompanhamento das modificações na estrutura tanto dos reagentes quanto dos catalisadores. Isso permite a compreensão detalhada do funcionamento de determinado catalisador, e guia modificações que podem ser feitas para aprimorar seu desempenho, tornando-o, por exemplo, mais barato para ser produzido, mais seletivo ao produto de interesse, e mais ativo a menores temperaturas e pressões.
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Catalisadores


Catalisadores são substâncias facilitadoras de reações químicas utilizadas em praticamente todos os processos industriais que envolvem a transformação de produtos primários. A busca por catalisadores mais eficientes e mais acessíveis tem impacto direto sobre a economia e o meio ambiente, por exemplo, ao baratear processos produtivos e ao proporcionar uma produção industrial mais limpa.


Essa investigação, no entanto, exige que os catalisadores sejam estudados em condições de operação, isto é, simulando as mesmas condições em que serão aplicados nos processos industriais. Essas condições incluem altas temperaturas, altas pressões, e a presença de diferentes reagentes.


Sirius permite estudar essas reações químicas em tempo real, com o acompanhamento das modificações na estrutura tanto dos reagentes quanto dos catalisadores. Isso permite a compreensão detalhada do funcionamento de determinado catalisador, e guia modificações que podem ser feitas para aprimorar seu desempenho, tornando-o, por exemplo, mais barato para ser produzido, mais seletivo ao produto de interesse, e mais ativo a menores temperaturas e pressões.
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Cateretê


A compreensão de problemas relacionados às ciências da vida e medicina passa pelo estudo de seres vivos em escalas que vão desde proteínas e enzimas, moléculas biológicas ativas e organelas, células, tecidos e órgãos, até organismos inteiros.


A linha de luz Cateretê é otimizada para a obtenção de imagens tridimensionais com resolução nanométrica de materiais de diferentes tamanhos, desde uma macromolécula de dezenas de nanômetros até o tecido de alguns milímetros na qual ela se encontra. Assim, essa linha de luz permite a investigação da dinâmica de fenômenos biológicos em diferentes escalas.


Uma das principais características da Cateretê é o seu feixe de raios X coerente e focalizado em uma região de cerca de 40 micrômetros. Com ele será possível obter imagens de células de mamíferos de dezenas de micrômetros, em três dimensões, de forma não destrutiva e em ambiente líquido, semelhante a seu ambiente natural.


Cateretê, ou jacarandá branco (Machaerium vestitum), é uma árvore encontrada nas regiões sudeste e sul do Brasil. Seu nome tem origem Tupi e também batiza uma dança brasileira.
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Cavidade de Radiofrequência


Esses equipamentos são responsáveis por acelerar os elétrons que circulam nos aceleradores circulares. Essas estruturas confinam campos eletromagnéticos oscilando na faixa de microondas, por isso recebem o nome de cavidades de radiofrequência. Ao atravessar a cavidade no momento correto de oscilação do campo elétrico – semelhante ao empurrão em um balanço no momento correto – o feixe de elétrons é acelerado e ganha energia.


No Booster, a cavidade de radiofrequência é responsável por aumentar a energia do feixe de elétrons produzido no Acelerador Linear até a energia de operação do Anel de Armazenamento. Já no Anel de Armazenamento, a cavidade de radiofrequência repõe a energia perdida pelo feixe de elétrons durante sua propagação no acelerador e que se dá principalmente devido à emissão de luz síncrotron.
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Cola Verde


Um dos desenvolvimentos do LNNano é uma cola atóxica a base de água, feita a partir de matérias-primas naturais, abundantes e renováveis: látex de borracha natural, nanocelulose e lignina. A formulação não apresenta adição de solventes e/ou de compostos prejudiciais à saúde, tal como o formaldeído, que é amplamente utilizado em formulações adesivas. E por usar resíduos na sua produção, tem custo baixo.


Além de ter a mesma eficiência de outras colas disponíveis no mercado, ela pode ser usada para diferentes tipos de materiais, como madeiras, plásticos, vidros e metais, e sua aplicação atende demandas das indústrias de papel, papelão e derivados, têxtil, automobilística, e construção civil, entre outras.
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Comece por aqui!


Para reduzir os impactos ambientais e maximizar a produção agrícola, o LNBR/CNPEM atua desvendando as interações entre solo, planta e microrganismo, buscando soluções biotecnológicas para uma agricultura mais sustentável.


Você sabia que os solos brasileiros têm um alto potencial de capturar carbono da atmosfera e que isso aumenta a capacidade produtiva dos solos agrícolas e reduz o aquecimento global?  


Você sabia que o uso de fertilizantes nitrogenados é a principal fonte de emissão de gases do efeito estufa da agricultura e que podemos manipular os microrganismos do solo para reduzir essas emissões?  


Você sabia que muitos microrganismos são benéficos e podem ser utilizados como biofertilizantes e biodefensivos agrícolas, reduzindo a poluição ambiental e melhorando a qualidade dos produtos agrícolas?
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Como estudamos o câncer de boca


Avaliando a iniciação e progressão que ocorrem quando células normais são modificadas pelos fatores de risco.
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Como estudamos o câncer de boca


Avaliando a iniciação e progressão que ocorrem quando células normais são modificadas pelos fatores de risco.
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Como estudamos o câncer de boca


Avaliando a iniciação e progressão que ocorrem quando células normais são modificadas pelos fatores de risco.
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Como estudamos o câncer de boca


Avaliando a iniciação e progressão que ocorrem quando células normais são modificadas pelos fatores de risco.
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Como os elétrons circulam no Sirius?


O feixe de elétrons que circula no acelerador de partículas principal do Sirius é dividido em até 864 pacotes, cada um com aproximadamente quatro bilhões (4.000.000.000) de elétrons.


O tamanho desses pacotes de elétrons varia à medida que se propagam pelo acelerador. Ao passarem por uma das regiões onde há a produção de luz síncrotron, cada pacote tem 9 micrômetros de tamanho horizontal e 3 micrômetros de tamanho vertical. Um micrômetro é igual a um milésimo de um milímetro. Isso significa que os pacotes de elétrons são até 50 vezes mais finos que um fio de cabelo.
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Como traduzir a descoberta para a prática clínica?


Por meio das técnicas da imagem.
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Como traduzir a descoberta para a prática clínica?


Por meio das técnicas da imagem.
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Como traduzir a descoberta para a prática clínica?


Por meio das técnicas da imagem.
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Como traduzir a descoberta para a prática clínica?


Por meio das técnicas da imagem.
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Condições especiais das salas de microscopia eletrônica


Dada a sofisticação dos equipamentos da área de microscopia eletrônica do LNNano, vários critérios rigorosos de engenharia foram necessários para a construção do prédio que abriga essa infraestrutura de pesquisa.


Cada microscópio eletrônico, seja de varredura ou de transmissão, é tão sensível que as salas necessitam, por exemplo, de isolamento acústico nas paredes (placas de espuma em cinza). Também para evitar vibrações externas, no centro de cada sala há um bloco de concreto de algumas toneladas, que isola o ambiente do restante do edifício. A linha no piso é o ponto onde essa intersecção acontece.


O projeto elétrico tem especificidades e utiliza materiais que minimizam o efeito do campo magnético nos ambientes dos microscópios. Além disso, o fornecimento contínuo de energia elétrica garante a performance e integridade dos equipamentos científicos.


O projeto civil ainda contempla o controle total e individual de temperatura nas salas, permitindo a estabilidade térmica do local. O Laboratório ainda oferece salas de apoio para o controle remoto dos microscópios, mantendo o ambiente o mais neutro possível para as análises.
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Construindo microrganismos para a indústria sustentável


O desenvolvimento de microrganismos de alto desempenho amplia o portfólio de produtos que podem ser obtidos biologicamente para a indústria. Um passo fundamental nesse processo de obter microrganismos mais eficientes consiste na introdução de modificações em sua sequência do DNA. A molécula de DNA é composta por genes e carrega todas as informações necessárias para o funcionamento de um organismo. Para construir um microrganismo capaz de produzir um bioproduto de interesse é necessário introduzir em seu DNA um gene de outro organismo. Como fazemos isso? Veja neste vídeo!
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Contribuições


Novas descobertas científicas;


Difusão de conhecimento;


Antecipar o diagnóstico e prognóstico pelo profissional da saúde;


Aumentar o tempo e a qualidade de vida do paciente.
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Contribuições


Novas descobertas científicas;


Difusão de conhecimento;


Antecipar o diagnóstico e prognóstico pelo profissional da saúde;


Aumentar o tempo e a qualidade de vida do paciente.
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Contribuições


Novas descobertas científicas;


Difusão de conhecimento;


Antecipar o diagnóstico e prognóstico pelo profissional da saúde;


Aumentar o tempo e a qualidade de vida do paciente.
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Contribuições


Novas descobertas científicas;


Difusão de conhecimento;


Antecipar o diagnóstico e prognóstico pelo profissional da saúde;


Aumentar o tempo e a qualidade de vida do paciente.



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Cristalização de Proteínas


O ROBOLAB é o laboratório de alto rendimento mais equipado para a cristalização de macromoléculas e seus complexos, aberto à comunidade científica da América Latina. Sua missão é fornecer tecnologias e equipamentos de ponta para a cristalização de macromoléculas, aumentando as chances de sucesso na obtenção de cristais. O laboratório cobre todas as etapas envolvidas na cristalização de proteínas, incluindo (i) preparação de soluções de cristalização, (ii) configuração de experimentos de difusão de vapor em queda livre e (iii) captura automática de imagem com acesso remoto e armazenamento de dados que usa um sistema UV para detectar apenas cristais de proteínas.
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Cultivo de plantas


Para desenvolvermos microrganismos benéficos e que podem ser utilizados como biofertilizantes e biodefensivos agrícolas necessitamos de uma infraestrutura para o cultivo de plantas e seleção de microrganismos. Veja o vídeo e entenda como o crescimento de plantas associado a determinadas bactérias é benéfico para o desenvolvimento da biomassa e conheça nossa sala de cultivo de plantas. Assim, podemos desmitificar a ideia de que todos os microrganismos são maléficos, pois na verdade, para a biotecnologia, muitos deles são aliados valiosos.
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Cultura de Células


Técnicas de Cultura de Células estão disponíveis para estudo em ambiente controlado utilizando células isoladas (in vitro) para avaliação da citotoxicidade e efeitos biológicos de nanomateriais, em especial visando estudar aspectos bioquímicos e fisiológicos da resposta celular. Em geral, consideramos as principais vias de exposição aos materiais (ex. dérmica, oral, inalatória etc.) e então são selecionadas linhagens celulares referentes aos tecidos biológicos destas vias de exposição para os estudos. Também são realizados ensaios com células isoladas de tecidos de Danio rerio (Zebrafish), como as linhagens ZFL (fígado) e ZF4 (embrionária). São conduzidos estudos bioquímicos de monitoramento dos biomarcadores de estresse oxidativo, inflamação e danos no DNA (genotoxicidade).
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Câmaras de Vácuo


As câmaras de vácuo delimitam fisicamente o ambiente em que o feixe de elétrons trafega influenciado pelos campos eletromagnéticos produzidos pelos imãs da rede magnética.


Este ambiente deve ser praticamente livre de moléculas de gás, pois colisões entre o feixe de elétrons e moléculas de gás podem levar à perda dos elétrons armazenados e a uma rápida queda na corrente do feixe. Por isso, a pressão média ao longo do ambiente de vácuo deve ser um trilhão de vezes menor que a pressão atmosférica terrestre, o que é semelhante à da superfície da Lua. Este valor corresponde ao que se convencionou chamar de ultra-alto vácuo e requer várias técnicas especiais para sua produção.
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Célula neuroenteroendócrina


Imagem de microscopia confocal de uma célula neuroenteroendócrina de camundongos com o citoesqueleto de actina marcado em verde, e o núcleo em azul em que podemos observar pontos marcados em amarelo. Estes pequenos pontos são agregados da proteína α-sinucleína, uma das grandes responsáveis por grande parte dos casos genéticos e esporádicos da doença de Parkinson.
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Células tronco: Diferenciação em organóides cerebrais


A maioria dos processos se inicia com a diferenciação de uma célula, que é o processo de transformação de uma célula tronco em uma célula específica de um órgão.
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Descarbonização e economia circular


O uso crescente dos recursos naturais, como a queima de combustíveis fósseis, aumentou as emissões de CO2 para a atmosfera, sendo esta uma das causas do aquecimento global e das mudanças climáticas. As mudanças climáticas representam o maior desafio global da humanidade e, portanto, políticas globais têm levantado estratégias para mitigação das emissões, chamadas de descarbonização, como o incentivo de uso de biorrenováveis. Diversos produtos de relevância industrial, como alimentos, bebidas, cosméticos, biocombustíveis e plásticos podem ser exemplos de estratégias renováveis para alcançar as metas de redução das emissões de CO2. Isso é possível com o uso eficiente de energia e recursos renováveis, como biomassas e resíduos agroindustriais. A nova prática econômica, denominada economia circular, envolve justamente esse conceito de reduzir, reutilizar e reciclar para tornar a descarbonização uma realidade. A biotecnologia industrial praticada no LNBR/CNPEM viabiliza novos modelos de produção industrial para gerar riqueza e empregos, ao mesmo tempo em que reduz os impactos ao meio ambiente contribuindo para o processo de descarbonização.
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Descarbonização e economia circular


O uso crescente dos recursos naturais, como a queima de combustíveis fósseis, aumentou as emissões de CO₂ para a atmosfera, sendo estas uma das causas do aquecimento global e mudanças climáticas. As mudanças climáticas representam o maior desafio global da humanidade e, portanto, políticas globais têm levantado estratégias para mitigação das emissões, chamadas de descarbonização, como o incentivo de uso de biorrenováveis. Diversos produtos de relevância industrial, como alimentos, bebidas, cosméticos, biocombustíveis e plásticos podem ser exemplos de estratégias renováveis para alcançar as metas de redução das emissões de CO₂. Isso é possível com o uso eficiente de energia e recursos renováveis, como biomassas e resíduos agroindustriais. A nova prática econômica, denominada economia circular, envolve justamente esse conceito de reduzir, reutilizar e reciclar para tornar a descarbonização uma realidade. A biotecnologia industrial praticada no LNBR/CNPEM viabiliza novos modelos de produção industrial para gerar riqueza e empregos, ao mesmo tempo em que reduz os impactos ao meio ambiente contribuindo para o processo de descarbonização.
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Descoberta de fármacos no LNBio


A plataforma de descoberta de fármacos do LNBio é composta por equipes e equipamentos de última geração que se complementam no processo de gestão, análise, síntese e avaliação biológica das moléculas.
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Descoberta de fármacos no LNBio a partir da biodiversidade Brasileira


A plataforma de descoberta de fármacos do LNBio lança mão de um grande diferencial competitivo do Brasil, sua biodiversidade, para encontrar novas moléculas com potencial para o desenvolvimento de fármacos inovadores. Através de parcerias com empresas brasileiras inovadoras e com a academia, vem construindo bibliotecas químicas singulares. A coleção de produtos naturais conta hoje com 6 mil amostras oriundas de 600 plantas de 4 biomas brasileiros, e dezenas de bactérias marinhas. Essa coleção química contém mais de 20 mil compostos únicos muitos deles nunca antes reportados. Além disto, os compostos conhecidos da coleção cobrem um amplo espaço químico, incluindo o espaço químico mais propenso ao desenvolvimento de fármacos por via oral. Novidade e diversidade química para inspirar o desenvolvimento de novos fármacos inovadores!
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Descoberta de fármacos no LNBio a partir da biodiversidade Brasileira


Para descobrir os produtos naturais de interesse farmacêutico nas amostras da biodiversidade, o CNPEM emprega uma abordagem inovadora. A abordagem NP3 reúne 3 métodos ortogonais de análise: ensaios biológicos em escala miniaturizada, metabolômica por espectrometria de massas e cristalografia de proteínas. Estes são conduzidos em larga escala gerando uma grande gama de dados. Com o auxílio de algoritmos customizados desenvolvidos no CNPEM (algoritmos NP3) é possível tratar e minerar estes dados, chegando nas informações altamente relevantes para o desenvolvimento de novos fármacos: estrutura química dos produtos naturais bioativos e o sítio e modo de ligação à proteína alvo.
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Diferenças entre Microscópios Eletrônicos: de Varredura X de Transmissão


Em microscópios eletrônicos estudamos a estrutura cristalográfica dos materiais, bem como sua composição química e os estados de ligação dos elementos químicos que os constituem, em níveis atômico, nanométrico e micrométrico. Os avanços tecnológicos das últimas décadas permitem ainda observarmos e analisarmos, em sua forma natural, fenômenos dinâmicos com cada vez mais precisão e reprodutibilidade nessas pequeníssimas dimensões.


O LNNano disponibiliza para a comunidade científica nacional e internacional acesso a uma ampla gama de técnicas convencionais e avançadas de microscopias eletrônicas, como a microscopia de varredura e a de transmissão.


Nos microscópios eletrônicos de varredura, amostras maiores podem ser colocadas no interior do equipamento e um feixe de elétrons percorre a superfície do material, revelando a sua estrutura.


Os microscópios eletrônicos de transmissão usam um método diferente de operação. Constituído de uma coluna vertical, o feixe de elétrons é gerado no topo do equipamento e ele desce por esse caminho, interagindo com uma fina fatia da amostra. Essa interação permite a análise de áreas pontuais do material, com resoluções que chegam a 0.6 angström, como é o caso do microscópio Titan, presente nesta sala.
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Difratômetro de Raios X


A técnica de difração de raios X (DRX) é a principal análise cristalográfica (determinação de uma estrutura cristalina) de materiais como grupo espacial de simetria, parâmetros de rede e microestrutura.


O equipamento presente no LNNano é perfeitamente apropriado para todos os tipos de amostra, incluindo pó, materiais bulk e filmes finos (amorfos, policristalinos e epitaxiais).
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Dipolo de Alto Campo


A luz síncrotron é produzida quando os elétrons que circulam no acelerador principal têm sua trajetória curvada por força eletromagnética. Há algumas formas de “obrigar” o feixe de elétrons a mudar de direção, e no Sirius os componentes responsáveis por isso são os ímãs dipolos e os onduladores.


A imagem ao lado ilustra a lógica de funcionamento dos dipolos, que provocam uma única curva na trajetória dos elétrons para a produção de luz síncrotron. Embora os onduladores sejam a principal forma de extrair radiação nas fontes de luz, no Sirius algumas linhas de luz se beneficiarão de forma especial da luz síncrotron produzida por ímãs dipolos de alto campo magnético.
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Do laboratório para a indústria


A planta piloto do LNBR/CNPEM é uma instalação voltada ao desenvolvimento de processos biotecnológicos. Esta instalação é composta de módulos que podem operar de maneira independente. Seus módulos são compostos por um conjunto de equipamentos que reproduzem condições industriais para as principais etapas dos processos biotecnológicos.  Desta maneira a planta piloto do LNBR/CNPEM é uma ferramenta poderosa para acelerar aplicação industrial de descobertas científicas.
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Doença de Chagas


7 milhões de casos no mundo, 6 milhões na América Latina, entre 1,9 a 4,6 milhões no Brasil entre 2010 e 2019 (fontes: who.org, dndi.org e gov.br/saude).
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Doença de Chagas


Os pesquisadores do CNPEM testam milhares de compostos químicos em células infectadas pelo parasita para identificar moléculas que podem levar o T. cruzi à morte.


Cristalização de proteínas e técnicas de luz síncrotron também auxiliam os pesquisadores em suas investigações.
Bactérias causadoras de doenças e infecções em humanos e plantas estão nas lentes de pesquisadores do LNBio.
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Doenças Infecciosas


O LNBio é um centro de referência na área de biologia estrutural, e reúne equipes altamente qualificadas para pesquisas de doenças infecciosas provocadas por vírus, bactérias e parasitas.


Pesquisas com protozoários como o Trypanossoma cruzi (transmissor da Doença de Chagas), bactérias, como as do tipo Gram negativas e arbovírus, como o vírus Mayaro fornecem informações que contribuem no avanço da busca por medicamentos e cura de doenças que afetam grande parte da população brasileira.


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Eletroímãs


Nos aceleradores de elétrons, as partículas são mantidas em órbitas estáveis por um conjunto de eletroímãs dipolos, quadrupolos e sextupolos. Que compõem a chamada rede magnética. A rede magnética é o que determina a qualidade da “estrada” vista pelos elétrons. A especificação da rede magnética é a etapa mais importante do projeto de uma fonte de luz sincrotron, já que é ela que determina as características do feixe de elétrons e, consequentemente, da luz sincrotron produzida.


Os imãs dipolos têm como papel principal gerar o campo magnético responsável por curvar da trajetória dos elétrons, definindo a órbita de referência em torno da qual os elétrons permanecerão armazenados. Os imãs quadrupolos e sextupolos, por sua vez, têm como função focalizar e corrigir o feixe de elétrons.
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Em 2020, Pesquisadores do CNPEM desvendaram a estrutura 3D do vírus Mayaro. Um feito inédito*.


Arbovírus é o nome dado a vírus transmitidos por mosquitos e outros artrópodes. Alguns exemplos são o vírus da Dengue, o vírus Zika e o vírus Chikungunya. Arboviroses são em grande parte negligenciadas, o que significa que o problema se dá pela falta de conhecimento, carência de políticas públicas de controle e monitoramento e pelo caráter imprevisível de surtos e epidemias. De maneira importante, não existem tratamentos ou vacinas contra a maioria das arboviroses negligenciadas. Assim, pesquisadores do LNBio se dedicam a expandir o conhecimento sobre as arboviroses emergentes e buscam o desenvolvimento de tratamentos.


*O artigo sobre o feito foi publicado na revista Nature Communications em 2021
Cryo-EM structure of the mature and infective Mayaro virus at 4.4 Å resolution reveals features of arthritogenic alphaviruses.
https://doi.org/10.1038/s41467-021-23400-9
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Ema


Quando a matéria é submetida a condições extremas de temperatura, pressão ou campo magnético, ela pode apresentar novas propriedades passando, por exemplo, de condutor para isolante, de magnético para não magnético, e vice-versa.


A linha de luz Ema possibilitará a realização de experimentos em materiais submetidos a condições extremas. O estudo da matéria nessas condições permite investigar novos materiais com características que não existem em condições normais. Este é o caso, por exemplo, dos materiais supercondutores, capazes de conduzir correntes elétricas sem resistência, com o potencial de revolucionar a transmissão e o armazenamento de energia.


As temperaturas e pressões simuladas nesta linha de luz poderão chegar respectivamente a mais de 8000 graus Celsius e pressões equivalentes ao dobro da pressão no centro da Terra. Tais condições só são realizáveis em ambientes de tamanho muito reduzido, e só podem ser desvendados por um feixe de raios X de alto brilho, como o produzido pelo Sirius.


Ema (Rhea americana) é uma ave que não voa, nativa da América do Sul e considerada a maior ave brasileira. Os machos da espécie são responsáveis pela incubação e cuidados com os filhotes.
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Energia Renovável


A transformação da biomassa, como a palha e o bagaço da cana-de-açúcar, que são resíduos da indústria sucroalcooleira, em combustíveis e produtos químicos tem o potencial de se tornar uma alternativa viável aos combustíveis fósseis, como o petróleo e o gás natural. Tornar essa transformação eficiente e economicamente viável é um dos grandes desafios deste século.


Para que a conversão da biomassa aconteça, é preciso que os carboidratos que a compõem, como a celulose, sejam quebrados em açúcares menores. Catalisadores são interessantes neste processo porque são facilmente separados do meio em que ocorre a reação química, podem ser reciclados e são também resistentes ao meio agressivo necessário para a transformação da biomassa. Outra possibilidade é a utilização de coquetéis enzimáticos produzidos por microrganismos especializados na degradação de biomassa vegetal.


Sirius auxilia no desenvolvimento tanto de catalisadores como de coquetéis enzimáticos de baixo custo, que promovam elevada conversão do reagente e seletividade ao produto de interesse.
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Energia Renovável


A transformação da biomassa, como a palha e o bagaço da cana-de-açúcar, que são resíduos da indústria sucroalcooleira, em combustíveis e produtos químicos tem o potencial de se tornar uma alternativa viável aos combustíveis fósseis, como o petróleo e o gás natural. Tornar essa transformação eficiente e economicamente viável é um dos grandes desafios deste século.


Para que a conversão da biomassa aconteça, é preciso que os carboidratos que a compõem, como a celulose, sejam quebrados em açúcares menores. Catalisadores são interessantes neste processo porque são facilmente separados do meio em que ocorre a reação química, podem ser reciclados e são também resistentes ao meio agressivo necessário para a transformação da biomassa. Outra possibilidade é a utilização de coquetéis enzimáticos produzidos por microrganismos especializados na degradação de biomassa vegetal.


Sirius auxilia no desenvolvimento tanto de catalisadores como de coquetéis enzimáticos de baixo custo, que promovam elevada conversão do reagente e seletividade ao produto de interesse.
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Energia


O programa de Energia do LNNano tem como foco usar as ferramentas da nanotecnologia para desenvolver fontes alternativas de geração de energia utilizando processos eletroquímicos. A base desse programa é o desenvolvimento de processos de estocagem de energia solar a partir da geração de hidrogênio (H2), um sistema que mimetiza a fotossíntese e estoca a energia utilizando processos eletroquímicos, principalmente o desenvolvimento de baterias sólidas de íons lítio (Li+).


Para responder a estes e outros desafios de Energia, os nossos pesquisadores utilizam conhecimentos em ciência dos materiais e as ferramentas modernas de processamento e caracterização de nanomateriais, incluindo micro e nanofabricação, microscopia eletrônica de ultra-alta resolução e técnicas de tomografia, disponíveis no Sirius. 
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Espectrometria de Massas


Uma das características do laboratório é que os usuários recebem suporte técnico na operação dos espectrômetros de massa e na análise dos dados, assim como com treinamento na área de espectrometria de massas/proteômica. Três espectrômetros de massa acoplados a sistemas de cromatografia líquida analisam rotineiramente proteomas complexos em grande escala, para descobrir biomarcadores candidatos e alvos de drogas, identificar parceiros de ligação e modificações pós-tradução, analisar complexos reticulados para mapear a interação de proteínas, juntamente com abordagens proteômicas quantitativas. O foco das pesquisas é o desenvolvimento de proteômica baseada em espectrometria de massa em sistemas biológicos complexos, para melhorar a compreensão da biologia nos níveis molecular, celular e de organismos.
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Espectrômetro de fotoelétrons excitados por raios X (XPS)


Este equipamento é capaz de fazer análises de caracterização química de camadas superficiais muito finas, das mais diferentes amostras, na ordem de 1 a 10 nanômetros. O XPS é fundamental para averiguarmos o efeito fotoelétrico dos materiais, ou seja, a emissão de elétrons por um dado material quando exposto à alta radiação eletromagnética.


As amostras são irradiadas com raios X e os fotoelétrons por elas emitidos são resolvidos em função da energia cinética. Através da análise dos espectros, é possível obter a composição elementar, o estado químico e eletrônico dos elementos.
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Espelhos e Lentes


Estes equipamentos moldam geometricamente a luz síncrotron para as condições requeridas no experimento, por exemplo, focalizando ou de defocalizando o feixe de luz.
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Espessura das folhas de grafeno


O grafite é composto de camadas de átomos de carbono organizados em hexágonos. Se isolarmos apenas uma dessas camada, teremos o grafeno.


Assim, este é o nanomaterial mais fino que existe, com apenas um átomo de espessura. O grafeno é um material promissor devido à suas propriedades condutoras e a sua resistência mecânica.


Por AFM, somos capazes de mensurar a altura das folhas de grafeno.
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Espuma verde em ambiente aquático


Espuma “verde” feita a partir de materiais naturais é eficiente na absorção de óleos e solventes. O material, obtido a partir da combinação de fibrilas de nanocelulose e látex de borracha natural, demonstrou excelente capacidade de absorção de diversos tipos de óleos e solventes orgânicos, que pode ser muito útil em tarefas de descontaminação de poluentes em água.


Além do aproveitamento de biomassas renováveis e abundantes em sua fabricação, a espuma apresentou capacidade de absorver volumes de poluentes até 50 vezes superiores à sua massa, mesmo os mais viscosos. Testes iniciais também demonstraram que a espuma mantém elevados níveis de eficiência de absorção mesmo após 20 ciclos de reutilização e rápida taxa de absorção, de 1s a 10s.


A inovação, já com depósito de patente feito pelo CNPEM, tem diversas possibilidades de aplicação em filtros e processos de remediação do meio ambiente, demonstrou ter alcançado características ideais de porosidade e robustez da estrutura.
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Estrutura completa do vírus Mayaro


Estudo usando equipamentos sofisticados de criomicroscopia eletrônica e técnicas avançadas de biologia revelaram a estrutura molecular do vírus Mayaro, com resolução de 4.4 angstrom.


Pela primeira vez no Brasil e na América Latina, a estrutura completa de um vírus foi elucidada por uma equipe multidisciplinar de pesquisadores do CNPEM. O trabalho foi publicado na Nature Communications, em 2021.


O vírus causa a doença infecciosa, transmitida por mosquitos, conhecida como “Febre do Mayaro”, que provoca dores nas articulações e podem perdurar por meses. A “Febre do Mayaro” é uma das doenças endêmicas negligenciadas no Brasil, com dificuldades de diagnóstico e sintomas muito parecidos com os da Chikungunya, que prejudicam muito o planejamento de estratégias de controle.


Na estrutura, um dos detalhes que chamam atenção são as cadeias de açúcares (em laranja) ligadas na proteína E2 (em verde). Estes açúcares estão voltados uns para os outros em uma configuração que se assemelha a um aperto de mãos e que, portanto, foi apelidada de “handshake” (aperto de mãos). Os pesquisadores acreditam que esses açúcares, além de serem reconhecidos pelo sistema imunológico, podem ajudar o vírus a se organizar e ficar mais estável.
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Ferramentaria e Manufatura Avançada


Na ferramentaria são realizados processos de fabricação convencionais e não-convencionais, incluindo a manufatura de peças e componentes metal-mecânicos com o auxílio de máquinas automatizadas de corte, dobra e usinagem, entre outros processos.
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Fertilizantes


O nitrogênio é um importante elemento químico para as plantas, componente de proteínas e da clorofila. No entanto, embora o gás nitrogênio (N₂) seja abundante na atmosfera, ele não pode ser absorvido diretamente do ar pelas plantas. Antes, o gás nitrogênio precisa ser transformado em outras formas químicas, como a amônia (NH₃).


Fertilizantes sintéticos contendo nitrogênio são obtidos através de reações químicas entre o nitrogênio atmosférico e matérias-primas provenientes das indústrias petrolífera e da mineração. Essa reação requer condições extremas de temperatura e pressão, e estima-se que o processo consuma entre 1 e 2% da produção mundial de energia. Por outro lado, essa transformação ocorre no próprio solo em pressão e temperatura ambiente proporcionada por enzimas, chamadas nitrogenases, produzidas por bactérias.


Sirius permite investigar não só a estrutura tridimensional do arranjo dos átomos que compõem essas enzimas, mas também sua interação com outras moléculas e seu mecanismo de ação na quebra do nitrogênio e formação da amônia. A compreensão desse mecanismo é essencial para seu uso industrial na produção mais eficiente e sustentável de fertilizantes.
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Fertilizantes


O nitrogênio é um importante elemento químico para as plantas, componente de proteínas e da clorofila. No entanto, embora o gás nitrogênio (N₂) seja abundante na atmosfera, ele não pode ser absorvido diretamente do ar pelas plantas. Antes, o gás nitrogênio precisa ser transformado em outras formas químicas, como a amônia (NH₃).


Fertilizantes sintéticos contendo nitrogênio são obtidos através de reações químicas entre o nitrogênio atmosférico e matérias-primas provenientes das indústrias petrolífera e da mineração. Essa reação requer condições extremas de temperatura e pressão, e estima-se que o processo consuma entre 1 e 2% da produção mundial de energia. Por outro lado, essa transformação ocorre no próprio solo em pressão e temperatura ambiente proporcionada por enzimas, chamadas nitrogenases, produzidas por bactérias.


Sirius permite investigar não só a estrutura tridimensional do arranjo dos átomos que compõem essas enzimas, mas também sua interação com outras moléculas e seu mecanismo de ação na quebra do nitrogênio e formação da amônia. A compreensão desse mecanismo é essencial para seu uso industrial na produção mais eficiente e sustentável de fertilizantes.
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Fluxo de ações para a descoberta de novos fármacos


Os hits dificilmente apresentam a potência e propriedades desejadas para um novo fármaco. Desta forma, devem ser melhorados através de modificação química em uma etapa denominada hit2lead.


A etapa hit2lead envolve o planejamento e síntese de moléculas, seguido de teste destas em ensaios biológicos. Os ciclos de melhoramento das moléculas são repetidos, até que se obtenha uma molécula com a potência e propriedades de fármaco desejadas. Esta molécula é denominada lead.


Quando validada sua eficácia e segurança em modelos animais o lead é denominado “candidato”, que é o protótipo de um novo fármaco.
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Fluxo de ações para a descoberta de novos fármacos


A plataforma atua em um fluxo modular, partindo de ensaios biológicos preditivos de eficácia clínica e bibliotecas químicas diferenciadas, chegando em moléculas protótipos de novos fármacos.


As moléculas de partida, hits, são moléculas que desempenham um determinado efeito sobre um alvo, por exemplo a inibição ou ativação de uma enzima, a inibição do crescimento celular (câncer, parasita, bactéria) ou da replicação de um vírus. Estas são encontradas após a execução de campanhas de triagem do alvo biológico contra amplas bibliotecas químicas.
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Fotossíntese artificial


No LNNano há um programa de Energia cujo foco é usar as ferramentas da nanotecnologia para desenvolver fontes alternativas de geração de energia utilizando processos eletroquímicos. A base desse programa é o desenvolvimento de processos de estocagem de energia solar a partir da geração de hidrogênio (H2), um sistema que mimetiza a fotossíntese e estoca a energia utilizando processos eletroquímicos, principalmente o desenvolvimento de baterias sólidas de íons lítio (Li+).


Os dois processos de estocagem de energia que são o foco deste programa (fotossíntese artificial e baterias de íons Li), têm os mesmos problemas fundamentais que levam à baixa eficiência dos dispositivos.


A resolução desses problemas de interfaces pode conduzir a um aumento da eficiência destes dispositivos e, assim, torná-los economicamente mais competitivos.
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Galeria de Cristais de proteínas


A cristalização de proteínas é um processo que exige condições específicas que favorecem o arranjo ordenado das moléculas. Os cristais, quando submetidos a difração de raios X, geram informações sobre a estrutura tridimensional da proteína, identificando a exata posição de cada um de seus átomos e suas interações. Com a estrutura atômica é possível entender melhor a função biológica das proteínas no organismo, estudar sua interação com possíveis fármacos e outras moléculas, além de permitir encontrar ou projetar pequenos compostos químicos que sejam modeladores da sua função. 


Diferentes tipos de proteínas demandam diferentes processos de obtenção de cristais, e quanto maiores, mais fáceis eles são de serem visualizados.


Cristais muito pequenos são difíceis de se analisar com fluxos de raio X de raios pequenos e pouca resolução. O Sirius possui fluxos de luz muito fortes, com raios bem pequenos, derrubando o desafio de se obter imagens de boa resolução, mesmo com as menores estruturas cristalizadas. Essa resolução é de suma importância na detecção dos desalinhamentos dos cristais, indicativos de reações e mutações específicas que podem ser respostas importantes a muitas questões sobre doenças, por exemplo.
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Georreferenciamento no apoio a sustentabilidade


No LNBR utilizamos o georreferenciamento para o uso sustentável de recursos naturais e auxílio na tomada de decisões. Características relativas à produção de um biorrenovável podem variar com a localização, como por exemplo o clima, disponibilidade de matéria prima, terra, água, polos de preservação de biodiversidade, custos e emissões de gases de efeito estufa. As informações adquiridas por meio do georreferenciamento orientam os desenvolvimentos tecnológicos e apoiam os processos de tomada de decisão na transição para uma economia de base biológica. O uso dessas informações georreferenciadas permite uma produção sustentável de biorrenováveis que minimize os impactos sobre o meio ambiente, otimize o uso dos recursos naturais e promova benefícios socioeconômicos. Um exemplo prático pode ser observado ao analisar a distância entre a produção de biomassa no campo até a biorrefinaria, que impacta no uso de combustível, afetando nos custos de transporte e na quantidade de emissões de gás carbônico (CO2) para a atmosfera.
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Hidrólise de Biomassa e Processos Fermentativos


O módulo de Hidrólise de Biomassa é o local onde, por exemplo, utiliza-se uma biomassa que já passou por pré-tratamento físico-químico para quebrar as estruturas da biomassa até moléculas pequenas de açúcares que os microrganismos podem, em etapa posterior, consumir para formar um produto de interesse. O Reator de Hidrolise realiza, por exemplo, a hidrólise enzimática de biomassa vegetal com altor teor de sólidos. É um desafio misturar as enzimas necessárias em uma massa de biomassa com pouca água, mantendo toda a reação na temperatura adequada. O conteúdo do reator precisa ser mantido sob eficiente agitação para possibilitar que as enzimas consigam agir adequadamente e quebrar as moléculas da biomassa vegetal, transformando grandes cadeias de celulose em moléculas pequenas de glicose. As reações podem ter duração de algumas horas ou de vários dias e durante todo o período de reação, os parâmetros da reação (temperatura, pH, agitação) são controlados de forma automática.
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Imagens produzidas no Laboratório de imagens Biológicas


Glossário


Confocal: capta apenas o material posicionado no ponto focal de lente aproximada


Hipocampal: estrutura cerebral localizada em cada lóbulo do córtex cerebral


Glia: Célula do sistema nervoso


Actina: Constituinte do citoesqueleto das células



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Imbuia


Investigações de morfologia e composição química são fundamentais para a compreensão da fisiologia de sistemas biológicos em diversos níveis, e a realização desses estudos em sistemas similares aos fluidos biológicos permite que se obtenha informações representativas do funcionamento desses sistemas em seus ambientes naturais. Para a análise de uma célula sanguínea isolada, por exemplo, o ideal seria usar um líquido que reproduza seu ambiente natural, ou seja, o sangue. Assim os resultados, mesmo que em ambiente de pesquisa, serão representativos para a clínica ou a indústria farmacêutica.


A linha de luz Imbuia é dedicada a experimentos utilizando a luz infravermelha, que permite a identificação dos grupos funcionais de moléculas e a análise da composição de praticamente qualquer material, com resolução nanométrica. Imbuia permitirá, assim, a realização de pesquisas de fronteira tanto em novos materiais sintéticos como para o entendimento de materiais naturais, como os biológicos.


Imbuia é o nome popular da espécie Ocotea porosa, típica das florestas de araucárias da região sul do Brasil. Antes abundante, a Imbuia está ameaçada de extinção devido à exploração predatória de sua madeira nobre.
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Infraestrutura de Processamento de Dados


Para que o máximo da inteligência e criatividade humanas possa ser exercido na investigação científica, é essencial que o grande volume de dados obtidos nas linhas de luz seja tratado de forma rápida, amigável e flexível. No Sirius, os usuários têm acesso a uma infraestrutura de ponta para transferência, armazenamento, e processamento dos dados, denominada TEPUI (Throughput Enhanced Processing Unit).


TEPUI é composta por supercomputadores batizados em homenagem a mulheres importantes como Enedina Alves Marques, Tarsila do Amaral e Rosalind Franklin. Esses computadores possuem centenas de CPUs e milhares de GB de memória RAM. O componente de destaque são as placas de vídeo A100, a mais poderosa do momento, com 40 GB de memória por placa. Nelas são executados os algoritmos que necessitam de alto poder de processamento paralelo, capazes de processar as informações mais complexas em questão de segundos.


Já o armazenamento de dados tem capacidade para 2.000 TB enquanto a transferência de dados é capaz de operar com velocidades de 400.000 Megabits por segundo, mais de mil vezes a capacidade de armazenamento de computadores pessoais e da velocidade dos planos de internet doméstica.
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Instalações Abertas do LNBio


O LNBio opera atualmente quatro laboratórios ou instalações abertas para atender usuários da academia e da indústria. As instalações fornecem à comunidade científica e industrial infraestrutura e ferramentas de última geração, que permitem a execução de experimentos de alta complexidade e pesquisa multidisciplinar em muitas áreas das ciências da vida, incluindo biologia estrutural, proteômica, metabolômica, descoberta de drogas, bioimagem, entre outros. Os laboratórios abertos também apoiam descobertas tecnológicas, agregando qualidade e competitividade à ciência produzida no Brasil. As instalações recebem propostas de utilização em determinadas datas, que são informadas no site do LNBio e nas redes sociais do CNPEM ao longo de cada ano.
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Intestino delgado


Imagem de microscopia confocal em maior aumento de região do intestino delgado de animal modelo mostrando o citoesqueleto de actina em vermelho e componentes do sistema nervoso entérico em verde. Observe a presença de uma célula única no epitélio intestinal marcada em verde. Esta célula é denominada célula neuroenteroendocrina e apresenta muitas características similares a uma célula neuronal. Além disso, esta célula foi recentemente implicada com o início de doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson. Os núcleos celulares estão mostrados em azul.
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Intestino


Imagem de microscopia confocal de um corte de intestino de animal modelo. Em vermelho observamos o citoesqueleto de actina com grande fluorescência, principalmente na região voltada pra dentro do órgão devido a grande concentração de actina nas microvilosidades. Em verde observamos corpos celulares e terminações nervosas do sistema nervoso entérico e em azul, os núcleos celulares.
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Ipê


Quando átomos se juntam para formar materiais sólidos e líquidos, a interação entre seus elétrons pode originar propriedades que são muito diferentes das características individuais de cada elemento constituinte, e que definem como os materiais transportam calor, eletricidade, magnetismo, som, luz etc. O conhecimento preciso dessas interações auxilia o desenvolvimento de novas tecnologias para o armazenamento e transporte de informações, para a eletrônica com alta eficiência energética, entre outras.


A linha de luz Ipê será dedicada a estudar a distribuição dos elétrons em átomos e moléculas presentes em interfaces líquidas, sólidas e gasosas, e de como ela afeta as propriedades dos materiais. Dessa forma, Ipê permitirá sondar como as ligações químicas ocorrem nas interfaces de materiais como catalisadores, células eletroquímicas, materiais sujeitos a corrosão, ou ainda como a corrente elétrica se propaga em diferentes materiais, desde isolantes até supercondutores.


Ipê é o nome popular de diversas espécies de árvores do gênero Handroanthus. Disputa a posição de árvore-símbolo do País com o Pau-Brasil. De origem Tupi, seu nome significa árvore cascuda.
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LC3D Laboratório de Cultura 3D


Além disso, podemos usar os modelos de cultura 3D construídos aqui em sistemas microfisiológicos, também chamado de organs on a chip, onde podemos simular situações mais fisiologicamente parecidas com organismos.
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LC3D Laboratório de Cultura 3D


As metodologias têm sido utilizadas tanto para o estudo de fármacos, como para estudo de toxicidade, que usam sistemas mais próximos dos serem humanos e evitam o uso excessivo e desnecessário de animais de experimentação.
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LC3D Laboratório de Cultura 3D


O laboratório de cultura 3D tem como principal objetivo construir modelos celulares tridimensionais de diferentes tecidos como pele, fígado, intestino para que estes modelos possam ser utilizados em diferentes aplicações.
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LC3D Laboratório de Cultura 3D


O laboratório desenvolve os protocolos de produção e é também um laboratório central da RENAMA, Rede Nacional de Métodos Alternativos, que atua no desenvolvimento de metodologias alternativas ao uso de animais e no treinamento de pessoas para o uso.
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LC3D Laboratório de Cultura 3D


Partimos então para nosso desafio, seguindo um sistema de desenvolvimento e análises.
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LEC – Laboratório de Espectometria e Calorimetria


Este laboratório está equipado com 9 equipamentos para medidas de qualidade e caracterização de proteínas, bem como para medidas de interações entre diversas biomoléculas. Com relação à caracterização de proteínas, a equipe está apta a fazer medidas de quantificação, agregação, estabilidade estrutural de estruturas secundárias e terciárias, oligomerização, homogeneidade de amostras, enovelamento e precipitação de amostras. Com relação a medidas de agregação, a equipe poderá medir atividade enzimática, fazer medidas de cinética de reação, interações e ligações entre macromoléculas, e análises termodinâmicas.
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Laboratório Nacional de Nanotecnologia


Os programas de pesquisa do Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) estão direcionados para atender demandas da sociedade nas áreas de Energia, Saúde e Meio Ambiente. A natureza interdisciplinar e transversal da nanotecnologia faz dela uma ferramenta central para inovação tecnológica voltada para estas áreas-chave de desenvolvimento da sociedade.
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Laboratório de Biologia Cardiovascular


No laboratório de Biologia Cardiovascular do LNBio busca-se entender os mecanismos moleculares envolvidos no desenvolvimento da insuficiência cardíaca e a incapacidade do coração adulto de regenerar o miocárdio (tecido cardíaco) perdido após um infarto.


O objetivo final é identificar alvos moleculares importantes para o desenvolvimento de novas classes de inibidores farmacológicos para o tratamento da insuficiência cardíaca crônica.
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Laboratório de Biologia do Câncer


Trocas metabólicas entre células de câncer e o sistema imune propiciam ambiente de tolerância e induz à derrota do sistema imune.


* Lactato e quinurenia são dejetos metabólicos das células de câncer que agem sobre as células do sistema e imune de maneira a inativá-las e, assim, permitir a progressão tumoral.


* Células supressoras derivadas de mieloide são células originárias da medula que desenvolvem características destrutivas do sistema imune.



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Laboratório de Biologia do Câncer


Atualmente, a equipe do laboratório de biologia do câncer busca entender como a enzima glutaminase e o nutriente glutamina afetam a maneira como o sistema imune defende nosso corpo das células cancerosas, e a ação dos chamados anticorpos monoclonais (remédios de origem biológica) usados hoje no tratamento de câncer. Existe também o interesse em desenvolver metodologias de cultivo de células em 3 dimensões para a mimetização das massas tumorais.
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Laboratório de Biologia do Câncer


O laboratório de Biologia do Câncer do LNBio é composto por biólogos, farmacêuticos, biotecnólogos, químicos e biomédicos, e desenvolve pesquisa na área de biologia molecular e celular do câncer.


Busca-se entender o que muda na célula para que ela se torne uma célula cancerosa, especialmente como ela altera a maneira como consome e utiliza nutrientes (açúcar, gorduras e aminoácidos).


O objetivo é encontrar o “calcanhar de Aquiles” das células cancerosas, que deem, assim, pistas de formas eficientes de derrotá-las.
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Laboratório de Biologia do Câncer


O artigo Mitochondrial localization and structure-based phosphate activation mechanism of Glutaminase C with implications for cancer metabolismo*, demonstrou as regiões importantes de atividades da glutaminase C e seu aumento de nível proteico em câncer de mama.


*Publicado na edição 109 dos Proceedings da National Academy of Sciences of the United States of America (https://doi.org/10.1073/pnas.1112495109)
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Laboratório de Biologia do Câncer


O grupo do laboratório de biologia do câncer estuda um tipo de câncer de mama chamado triplo-negativo, que não responde às terapias-alvos existentes mais eficientes. Este tipo de câncer é particularmente sensível `a privação do nutriente glutamina. As publicações do grupo já demonstraram que:


o uso de fármacos que inibem a glutaminase mata ou faz estas células crescerem menos;


a inibição de glutaminase associada a inibição da utilização de gorduras é ainda pior para estas células;


existem novos alvos terapêuticos para este subtipo tumoral;


A glutaminase também é importante para o câncer colorretal e está associada a maior risco de incidência deste tipo de tumor em pessoas que têm uma certa alteração no DNA. Esta descoberta foi feita em parceria com o grupo do Dr. Callin do MD Anderson, Texas, EUA.


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Laboratório de Biologia do Câncer


Um caso de sucesso dessa “caçada” foi a resolução da estrutura atômica de uma proteína chamada glutaminase, importante para a metabolização do nutriente glutamina nas células.


O grupo de pesquisa propôs e produziu imagens dessa proteína ativa, e vem buscando moléculas que possam compor novos fármacos capazes de desativá-las.


Usando uma técnica avançada de microscopia eletrônica de partículas únicas, demonstrou a verdadeira forma ativada desta enzima.


Foi o primeiro grupo a desvendar a estrutura atômica da glutaminase pelas técnicas de cristalografia de proteínas e espalhamento de raios X a baixos ângulos.
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Laboratório de Condições Termodinâmicas Extremas


Neste laboratório de apoio podem ser geradas condições extremas, como altas e baixas temperaturas, altas pressões e campos magnéticos, de forma que as amostras dos materiais possam ser analisados sob essas condições especiais. Isso porque sob essas condições os materiais podem se comportar de maneira diferente das que já conhecemos. Por exemplo, os átomos que compõem um material se aproximam ao se aumentar a pressão a qual ele é submetido. Isso produz um novo arranjo dos átomos, que pode levar formação de novos materiais ou a descoberta de novos estados ou fenômenos exóticos da matéria.


Neste laboratório os usuários das linhas de luz contam com a infraestrutura necessária para preparar suas amostras para os experimentos em diferentes condições extremas. Um desses dispositivos especiais, que cabe na palma da mão, é chamado de célula de bigorna de diamantes. Com ele é possível "espremer" a amostra do material estudado entre dois diamantes para aplicar a ela pressões tão altas quanto às encontradas no núcleo do planeta Terra.
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Laboratório de Crescimento In-Situ


Este laboratório oferece aos usuários as ferramentas avançadas para crescimento de materiais na forma de filmes finos. Os materiais são formados pela deposição de uma ou mais camadas de átomos sobre um substrato, com objetivo de compreender, modificar e controlar suas propriedades ópticas, químicas, elétricas, eletrônicas, e outras. Esses materiais podem ser utilizados em diversos dispositivos eletrônicos, mídias de disco rígido, baterias, entre outros.


Aqui podem ser produzidos filmes finos com controle de espessura no nível dos átomos e de forma altamente pura, sem a contaminação de outros materiais, com apenas uma camada de átomos ou de até algumas milhares de camadas. Este laboratório de apoio permite, ainda, que os filmes finos sejam transportados em ambiente de ultra-alto vácuo até algumas linhas de luz, o que é essencial para o estudo da superfície dessas amostras.
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Laboratório de Eletrônica e Controles Avançados


No Laboratório de eletrônica e Controles Avançados concentra-se a equipe de Instrumentação, Eletrônica e Software. é responsável pelo projeto, construção, testes, manutenção, e integração de hardware e software para sistemas de automação e controle, sincronismo, diagnóstico de feixe, fontes de corrente e tensão, aquisição de dados, sistemas supervisórios, intertravamento, sistemas de informação para gerenciamento de equipamentos, infraestruturas de redes e computação de alto desempenho.
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Laboratório de Metrologia Mecânica e Ótica


O Laboratório de Metrologia é dotado de equipamentos para caracterização de componentes de instrumentação de precisão para o Sirius, e também para as medições necessárias durante instalação e manutenção das estações de pesquisa da nova fonte de luz.


Considerando que as características de ultra-estabilidade dos seus componentes óticos e opto-mecânicos impõem precisões de caracterização na escala dos nanômetros, é necessário trabalhar com ambientes controlados de vibração, temperatura, umidade e particulados. A estabilidade térmica no ambiente geral de montagem é de ± 0,5°C e nos ambientes internos dos laboratórios de Metrologia Mecânica e Ótica, é de ± 0,1°C.
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Laboratório de Modelagem, Projetos e Metrologia Mecânica


No Laboratório de Modelagem, Projetos e Metrologia Mecânica são realizados serviços ou desenvolvidos equipamentos e produtos com foco em mecânica e metrologia, desde sua modelagem e projeto até a fabricação e garantia de qualidade, utilizando infraestrutura própria ou através de fornecedores externos.
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Laboratório de Organismos Modelo (LOM)


No LOM, usamos tecnologias de edição de genoma para estudar os mecanismos moleculares de doenças humanas ou para a validação de novas moléculas em modelos animais. Trabalhamos com abordagens transgênicas clássicas, bem como com a moderna tecnologia de edição de genes CRISPR / Cas9.
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Laboratório de Química


No laboratório químico, os usuários internos e externos encontrarão condições operacionais seguras e a infraestrutura e insumos adequados para a manipulação e preparação de amostras de materiais que serão analisadas nas linhas de luz, além de outros produtos químicos necessários para sua pesquisa.


Este laboratório de apoio tem como objetivo centralizar a manipulação de substâncias químicas, facilitando sua rastreabilidade e controle geral, e de garantir que essas atividades sigam as normas de segurança exigidas pelo CNPEM, através de treinamento, suporte técnico e acompanhamento.
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Laboratório de Tecnologia em Vácuo e Laboratório de Estudos e Caracterização de Materiais


O chamado “prédio vermelho” concentra os laboratórios de Tecnologia em Vácuo e de Estudos e Caracterização de Materiais. Nesses laboratórios são realizados projetos e a construção de sistemas baseados em vácuo e ultra-alto vácuo, além de técnicas de união de materiais especiais, projeto e construção de sistemas supercondutores e criogênicos. Há também uma infraestrutura para análise e caracterização de materiais.
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Laboratório de eletromagnetismo


No Laboratório de eletromagnetismo são realizados o projeto, a construção e a caracterização de equipamentos e dispositivos com configurações específicas de campo magnético, de sistemas de radiofrequência (IR) e sistemas de injeção para aceleradores.
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Laboratóriode Biologia Cardiovascular


A continuidade dessa pesquisa é crucial para o desenvolvimento de novas classes terapêuticas visando a regeneração de órgãos e tecidos, buscando uma melhor qualidade de vida de pacientes que sofrem de doenças do coração.
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Laboratóriode Biologia Cardiovascular


A insuficiência cardíaca é uma doença com alta morbidade e mortalidade, afetando mais de 23 milhões de pacientes em todo o mundo. Metade desses pacientes morrem dentro de 5 anos após o diagnóstico.


De maneira geral, a base fisiopatológica da insuficiência cardíaca é a incapacidade do coração adulto de regenerar o miocárdio perdido ou lesado.
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Laboratóriode Biologia Cardiovascular


Atualmente, a equipe do laboratório de biologia cardiovascular busca a descoberta de novas classes farmacêuticas para inibir a enzima PDK4, e assim auxiliar no tratamento das doenças cardiovasculares.


Para isso, resolvemos a estrutura atômica da enzima PDK4 ligada a uma molécula inibidora.
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Laboratóriode Biologia Cardiovascular


Durante os primeiros dias de vida, período em que nosso coração possui alta capacidade regenerativa, o órgão utiliza açúcares como principal fonte de energia.


Já na vida adulta, período em que o coração é incapaz de se regenerar, o órgão utiliza gorduras como fonte de energia.


Nessa mudança na maneira como nosso coração consome e utiliza nutrientes pode estar a “chave” para o desenvolvimento de novas terapias para as doenças cardiovasculares.
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Laboratóriode Biologia Cardiovascular


Embora a renovação dos miócitos cardíacos (células do coração responsáveis pelas contrações) ocorra no coração adulto, ela é limitada e insuficiente para restaurar a disfunção contrátil.


Por outro lado, durante os primeiros dias de vida, nosso coração é capaz de substancial regeneração após lesão, mediado pela proliferação de miócitos cardíacos pré-existentes.


No entanto, essa capacidade regenerativa é perdida nos primeiros dias após o nascimento, que coincide com alterações na maneira como nosso coração consome e utiliza nutrientes (açúcar, gorduras e aminoácidos).
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Laboratóriode Biologia Cardiovascular


Recentemente, demonstramos que é possível diminuir o consumo de gorduras pelo coração adulto e, consequentemente, reativar a capacidade regenerativa do coração.


No artigo Mitochondrial substrate utilization regulates cardiomyocyte cell-cycle progression, publicado na revista Nature Metabolism demonstramos que a inibição da enzima PDK4 é um alvo chave para o desenvolvimento de novas terapias regenerativas do coração.
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Litografia por feixe de elétrons


O sistema de litografia eLINE Plus utiliza um feixe de elétrons com precisão nanométrica para modificar a estrutura de resinas poliméricas de modo seletivo. Com isso, é capaz de criar padrões que são utilizados na fabricação de diversos dispositivos e sensores para as áreas de saúde, energia e meio ambiente. Além da resolução nanométrica, é possível realizar alinhamentos de modo muito preciso permitindo a criação de dispositivos mais complexos como por exemplo circuitos integrados.
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Manacá


Quando uma molécula é identificada como alvo terapêutico, a investigação de sua estrutura tridimensional, isto é, a posição de cada um dos átomos que a compõe, permite entender a sua ação no organismo e sua interação com as candidatas a fármaco. Dessa forma, é possível tornar a busca por novos medicamentos mais eficiente.


A linha de luz Manacá, por meio da técnica chamada cristalografia de macromoléculas, permite o estudo da estrutura de proteínas e enzimas humanas e de patógenos com resolução micrométrica e submicrométrica, capaz de guiar o desenvolvimento de potenciais novos fármacos ou a compreensão do funcionamento de fármacos já conhecidos para aumentar sua efetividade. Informações sobre a estrutura de proteínas são importantes não apenas na área da saúde, mas também para o desenvolvimento de biocombustíveis, defensivos agrícolas, alimentos e cosméticos.


Manacá-de-cheiro é o nome dado à árvore da família Solanaceae, encontrada na Mata Atlântica brasileira. Está sempre rodeada pela borboleta-do-manacá, um inseto cujas larvas só se alimentam das folhas dessa planta.
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Materiais Avançados


Os desafios em se alcançar um desenvolvimento sustentável passa pela disponibilidade de energia abundante, limpa e barata. Deste modo, novos materiais precisam ser desenvolvidos para aprimorar a conversão de biomassa em combustíveis e para canalizar de forma eficiente a energia luminosa do sol, energia cinética dos ventos ou energia potencial dos recursos hídricos.


Neste sentido também é essencial uma produção industrial mais eficiente e menos poluente, através da criação de catalisadores mais baratos e seletivos, de materiais renováveis mais leves e resistentes – como plásticos, vidros e fibras –, assim como componentes para dispositivos eletrônicos cada vez mais potentes e ao mesmo tempo econômicos.


Sirius oferece uma enorme variedade de formas de enxergar, em detalhe, as interações dos elétrons entre si e com a luz, as ligações entre elementos químicos e suas interações com outras substâncias. A combinação dessas ferramentas é essencial para o desenvolvimento de novos materiais.
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Materiais Avançados


Os desafios em se alcançar um desenvolvimento sustentável passa pela disponibilidade de energia abundante, limpa e barata. Deste modo, novos materiais precisam ser desenvolvidos para aprimorar a conversão de biomassa em combustíveis e para canalizar de forma eficiente a energia luminosa do sol, energia cinética dos ventos ou energia potencial dos recursos hídricos.


Neste sentido também é essencial uma produção industrial mais eficiente e menos poluente, através da criação de catalisadores mais baratos e seletivos, de materiais renováveis mais leves e resistentes – como plásticos, vidros e fibras –, assim como componentes para dispositivos eletrônicos cada vez mais potentes e ao mesmo tempo econômicos.


Sirius oferece uma enorme variedade de formas de enxergar, em detalhe, as interações dos elétrons entre si e com a luz, as ligações entre elementos químicos e suas interações com outras substâncias. A combinação dessas ferramentas é essencial para o desenvolvimento de novos materiais.
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Meio Ambiente


O Programa de Meio Ambiente do LNNano tem como foco de pesquisa o desenvolvimento de materiais avançados que sejam ambientalmente amigáveis desde sua produção até o seu descarte. Um dos grandes desafios científicos na atualidade é a geração de tecnologias livres de produtos químicos capazes de causar danos à saúde humana e ao meio ambiente. Assim, a substituição de insumos derivados do petróleo por recursos renováveis e emprego de métodos “verdes” para a síntese de materiais têm se tornado um tema central para um futuro mais sustentável. 


Nesse contexto, a celulose extraída de biomassa é um excelente material para inovar. É abundante na natureza, renovável, de baixa toxicidade e com inúmeras possibilidades de utilização prática envolvendo tecnologias já existentes e possibilitando também o desenvolvimento de tecnologias inéditas. Por exemplo, as nanopartículas de celulose podem ser combinadas com outros nanomateriais (grafeno, nanopartículas inorgânicas, látex), moléculas orgânicas e biopolímeros, conferindo, assim, novas funcionalidades para aplicações muito diversificadas como: sensores e dispositivos, estabilizantes coloidais, adesivos, compósitos poliméricos e materiais para remediação ambiental. 
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Micro e Nanofabricação


A divisão de Micro e Nanofabricação do LNNano oferece uma infraestrutura multiusuário aberta para pesquisa e desenvolvimento de dispositivos para as mais diversas aplicações, criada para apoiar as comunidades científica e industrial. O processamento inclui etapas de limpeza e corrosão, foto e nanolitografia, escrita direta, deposição de filmes finos, impressão 3D e uma plataforma completa para fabricação de dispositivos microfluídicos.


Todas as instalações possuem acesso por agendamento, equipe altamente capacitada nas técnicas disponíveis, suporte e orientação em todas as etapas dos processos.


A divisão conta ainda com um parque de equipamentos dedicados à caracterização elétrica e topológica, além de equipamentos para preparo de amostras.
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Microscopia Confocal a Laser


A técnica de microscopia confocal a laser permite realizar o imageamento e medidas de topologia com alta profundidade de foco. O equipamento combina a microscopia óptica convencional e a laser para obter imagens com alta resolução espacial.


As imagens são formadas baseadas na luz refletida pela amostra. Através de uma eletrônica embarcada é possível definir o ponto mais alto e o ponto mais baixo (eixo-Z) da área de interesse e fatiar as imagens, de modo que sejam adquiridas várias fotos da mesma região, mas em pontos diferentes no eixo-Z, que pode chegar até 10 nanômetros de resolução. Ao final, é feita uma reconstrução tridimensional do objeto observado.


Veja ao lado algumas imagens produzidas no microscópio confocal a laser.
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Microscopia CytoViva e Fluorescência


A técnica de Microscopia Hiperspectral de Campo Escuro (CytoViva) é um sistema para identificação de nanopartículas e nanomateriais após interação com células e tecidos biológicos de interesse. Através desta técnica é possível coletar a assinatura espectral dos materiais e utilizá-la para a identificação destes materiais nanoestruturados em diferentes matrizes e tecidos biológicos. Além disso, a técnica pode ser empregada para avaliação de alterações morfológicas nos tecidos e células em condições fisiológicas específicas.


A técnica de Microscopia de Fluorescência está entre os métodos mais populares de observação e quantificação de células, e permite identificar estruturas fixadas ou mesmo vivas (por marcações especificas com sondas fluorescentes) de estruturas celulares como membrana, citoplasma, núcleo e organelas.
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Microscopia Eletrônica de Varredura


As instalações abertas de Microscopia oferecem à comunidade científica acesso a técnicas avançadas de caracterização de materiais. Os microscópios eletrônicos de varredura, presentes nesta sala, são capazes de realizar análises com resolução de até 0,7 nanômetros.


Além disso, ambos os equipamentos possuem manipuladores em nanoescala para o preparo de secções transversais e amostras ultrafinas, que são utilizadas em outro tipo de equipamento: os microscópios eletrônicos de transmissão. Nas imagens a seguir é possível ver algumas formas de manipular elementos em uma escala tão pequena.
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Microtomógrafo de raios X


A técnica de microtomografia detecta raios X transmitidos através de diferentes tipos de materiais. Por meio de softwares especializados, reconstrói tridimensionalmente as imagens 2D, revelando detalhes sobre a forma e a composição das estruturas internas, em escala micrométrica ou submicrométrica.


Além de imagens 2D e 3D das amostras, essa técnica também permite a obtenção de dados quantitativos, como porosidade, densidade entre diferentes fases, cálculo de tamanho e distribuição de partículas, entre outros.


No vídeo (cortesia da empresa Bruker) temos como exemplo um pedaço de osso, observado por vários ângulos.
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Modelo atômico de septinas


O vídeo mostra o modelo atômico de septinas (proteínas que formam o citoesqueleto humano) captado por meio de técnicas avançadas de criomicroscopia eletrônica, com resolução local entre 3 e 5 angstrom (resolução sub-atômica).


A pesquisa do LNNano, em parceria com a USP São Carlos, demonstrou que a formação das septinas ocorre de forma invertida do que foi estabelecido até então na literatura científica. A correta compreensão deste processo impacta no conhecimento da formação da estrutura celular.


O conhecimento da estrutura tridimensional de proteínas como esta podem ajudar, no futuro, pesquisadores a desvendar anomalias causadas por diversas doenças.
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Modelos Biológicos e Ambientais


Um profundo entendimento das interações de nanomateriais e novos materiais com sistemas biológicos e meio ambiente é fundamental para inovação, segurança e sustentabilidade ambiental. Nesse sentido, empregamos uma abordagem integrada de sistemas para estudar estas interações e os impactos desses materiais utilizando organismos modelos: bactérias, fungos, algas, plantas, nematóides, microcrustáceos, insetos e peixes.


O Modelo Zebrafish é comumente empregado para a triagem da toxicidade de compostos químicos e materiais em geral. Ensaios de Ecotoxicidade são realizados visando à proteção da vida aquática e terrestre, além de auxiliar em processos de remediação e melhoria da qualidade da água e do solo.


O desenvolvimento de novos materiais em harmonia com a proteção da saúde humana, animal e ambiental, conceito denominado “safe-by-design", é um compromisso do CNPEM.
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Mogno


O Brasil é um país pioneiro na exploração de petróleo em águas profundas. No entanto, uma grande quantidade desse combustível fóssil está armazenada no espaço poroso de rochas carbonáticas, especialmente na camada do pré-sal. Essas rochas são muito heterogêneas e têm sistemas complexos de poros, que precisam ser bem conhecidos para tornar a exploração de óleo e gás mais eficiente.


A linha de luz Mogno será dedicada à obtenção de imagens tomográficas tridimensionais com resolução micro e nanométrica. Estruturas internas de diversos materiais poderão ser estudadas de forma não invasiva, em diferentes escalas espaciais, variando entre centenas de nanômetros e dezenas de micrômetros. Assim, além da passagem de fluidos através dos poros das rochas do pré-sal, a linha Mogno também permitirá o estudo de outros materiais como solos, fósseis, produtos de reações químicas e amostras biológicas.


Mogno, ou mogno-brasileiro é o nome popular da espécie Swietenia macrophylla, nativa da Amazônia. É uma árvore de madeira castanho-avermelhada, que por ser muito explorada, resiste apenas em regiões de difícil acesso e em áreas protegidas.
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Monocromador


Este equipamento filtra a luz sincrotron deixando passar apenas as frequências do espectro eletromagnético que serão usadas no experimento. O monocromador opera de forma semelhante à passagem da luz visível por um prisma que a decompõe nas diferentes cores.
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Módulo Processos Fermentativos I


O módulo de Processos Fermentativos é destinado a produção de enzimas que são substâncias presentes em todos os seres vivos e funcionam como verdadeiras máquinas moleculares, capazes de acelerar reações bioquímicas importantes para o funcionamento de funções essenciais para células. Hoje em dia, o estudo de enzimas é fundamental para a produção de diferentes produtos industriais como remédios, biocombustíveis, plásticos e alimentos. O Biorreator é utilizado para manter as melhores condições para os microrganismos que irão produzir as enzimas de interesse. Possui controle de pH, temperatura, agitação e aeração. No biorreator, o microrganismo é adicionado juntamente aos nutrientes e é mantido por um determinado tempo para a obtenção do produto de interesse. O UHT é um sistema contínuo para esterilização de nutrientes líquidos, usado para eliminar todas as contaminações microbianas. No tanque de processo são preparadas diversas soluções para utilização nos bioprocessos.
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Módulo Processos Fermentativos II


O Módulo de Processos Fermentativos II possui equipamentos para conduzir processos fermentativos diversos. Nesta etapa a biomassa já foi transformada em substâncias que os microrganismos vão consumir para obtenção do produto desejado. Os microrganismos são colocados nos biorreatores, sob condições controladas e na presença de nutrientes, onde ocorrerá o processo de transformação que denominamos fermentação. Os Biorreatores são equipamentos utilizados para fornecer as melhores condições aos microrganismos, com controle de temperatura, pH, agitação, aeração (se necessário), entre outros. Destaque ao setup de biorreatores que torna possível a aplicação de processos aeróbicos/anaeróbios e diferentes estratégias de controle de processo e formas de adição de nutrientes. A centrífuga de disco é um equipamento de separação sólido-líquido utilizada, por exemplo, para separação de leveduras após a fermentação. Os tanques de mosto estéril são utilizados para armazenar nutrientes estéreis utilizados nos processos fermentativos. Nos tanques de processo  ocorrem preparações de diversas soluções necessárias para a condução dos processos. 
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Módulo de Pré-tratamento


O módulo de pré-tratamento possibilita o estudo da desconstrução de biomassas em diferentes equipamentos e condições de processo. Os reatores de pré-tratamento contínuo e batelada podem ser comparados a uma panela de pressão. Com eles as biomassas se transformam, química e fisicamente, pela ação da temperatura e produtos químicos adicionados, como água, ácidos e bases. As biomassas utilizadas são geralmente resíduos da agroindústria que aqui se tornam matéria-prima para a produção de diversas moléculas de interesse econômico (combustível, resina, bloco construtor). Os reatores de pré-tratamento possibilitam diferentes configurações de operação (hidrotérmico, ácido diluído, alcalino e organosolve) que podem ser escolhidas de acordo com o interesse na utilização do material final.
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Módulo de condicionamento de biomassa


O módulo de Condicionamento de Biomassa cobre todas as etapas do pré-processamento da biomassa: remoção de impurezas minerais, moagem até diversos tamanhos de partícula e classificação quanto ao tamanho de partículas para o posterior tratamento físico-químico. Estas etapas são muito importantes, pois as impurezas da biomassa podem causar danos em equipamentos e tamanhos de partícula inadequados podem inviabilizar processos. O tamanho da biomassa também pode facilitar a transformação da biomassa em açúcares para os microrganismos. Porém, se a etapa de condicionamento for muito cara, pode inviabilizar economicamente um processo. Assim, devemos estudar e otimizar essa etapa para aplicação industrial. Os principais equipamentos da Planta Piloto são: sistema de limpeza a seco , sistema de moagem e peneira vibratória.
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Módulo de recuperação e purificação de produtos I


O módulo de Recuperação e Purificação de Produtos  I possui a infraestrutura necessária para realizar os processos de separação, concentração e purificação de produtos biotecnológicos. O módulo possui centrífugas de disco com bicos , bicos e descarga intermitente e bowl fechado com descarga automática. As centrífugas de disco são utilizadas para separação de leveduras, material precipitado, clarificação de mosto e separação de líquidos imiscíveis. O módulo possui ainda uma centrífuga tubular, equipamento que atinge alta rotação e é utilizado para separação de microrganismos, fragmentos celulares, materiais precipitados, clarificação de mosto e recuperação de partículas. O homogeneizador de alta pressão é utilizado para realizar o rompimento celular e obtenção de produtos que se encontrar no interior das células. O equipamento de microfiltração e ultrafiltração é um sistema de filtração tangencial, utilizado para separação de microrganismos, concentração, diafiltração e purificação de proteínas. 
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Módulo de recuperação e purificação de produtos II


Este módulo de Recuperação e Purificação de Produtos II possui um evaporador de superfície raspada e uma centrífuga de cesto. O evaporador é um equipamento de separação térmica que por meio das diferentes volatilidades dos componentes de uma mistura, passa um dos componentes do estado líquido para o gasoso, separando-os em duas frações, líquido e gasoso. O evaporador é utilizado por exemplo para concentrar licor rico em açúcares, obtido após hidrólise enzimática da biomassa vegetal. A centrífuga de cesto possui elemento filtrante para reter partículas maiores que os poros dos seus filtros (cesto) e deixa passar as partículas menores. A centrífuga de cesto é utilizada por exemplo para separação e lavagem de biomassa após a etapa de pré-tratamento. 
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Nanodispositivo para detecção de dopamina


Plataforma de transistor desenvolvida no LNNano demonstrou altíssima sensibilidade para detectar dopamina, um neurotransmissor associado a doenças como Alzheimer e Parkinson.


A tecnologia de transistores orgânicos para detecção de substâncias em meio líquido vem sendo constantemente explorada pelos cientistas. Transistores orgânicos são dispositivos eletrônicos constituídos por três contatos elétricos, sendo dois deles cobertos por um filme orgânico.


Nessa plataforma a equipe utilizou um filme orgânico nanométrico, posicionado sobre uma parte do transistor, para indicar a presença de dopamina em meio líquido. De maneira inovadora, o funcionamento dos transistores fabricados no CNPEM é baseado tanto no acúmulo de cargas na superfície do filme orgânico, diretamente em contato com o meio líquido, quanto na penetração de íons através dos poucos nanômetros de espessura do filme orgânico. Esse processo, conhecido como dopagem eletroquímica, se consolidou ao longo da última década como uma das principais rotas de aprimoramento de propriedades eletrônicas de dispositivos orgânicos que operam em meio líquido.


Além da busca pela aplicação dos dispositivos em sensoriamento, o desenvolvimento destes transistores passou por pesquisas fundamentais focadas na miniaturização, no melhor desempenho e no barateamento dos produtos, com fabricação em larga escala. Para isto, os dispositivos foram processados integralmente nas instalações de nanofabricação do LNNano.


O trabalho foi capa em uma das mais prestigiadas revistas científicas do mundo, a “Advanced Materials”.
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Neurônio hipocampal


Imagem obtida em um microscópio confocal em que podemos observar um neurônio hipocampal de modelo animal marcado em vermelho assentado sob uma camada de células da glia, marcada em verde. Em azul é possível observar os núcleos celulares.
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Neurônios corticais


Neurônios corticais de animais modelo marcados com mercúrio e imageados no anel sincrotron UVX. Através da técnica de microtomografia, é possível observar esta célula in situ, em três dimensões e com grande resolução. Cada cor representa uma única célula ou um aglomerado de células.
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Novos Fármacos


A partir do momento em que uma molécula relacionada a alguma doença é identificada, seja ela produzida por um agente infeccioso ou pelo próprio organismo humano, ela pode se tornar um alvo terapêutico, isto é, um alvo para a ação de um fármaco. Como em um quebra-cabeças, a molécula do fármaco deve se encaixar à molécula alvo para impedir sua ação em nosso organismo.


Por isso, a busca por um fármaco se torna mais eficiente se conhecermos o formato das moléculas que devem se encaixar. No entanto, nesse jogo da descoberta de novos medicamentos, diferentemente de um quebra-cabeças, as peças não são visíveis a olho nu.


Sirius é uma ferramenta essencial na investigação da estrutura tridimensional de moléculas, que permite entender a fundo sua ação no organismo e os processos pelo quais um potencial fármaco deve ligar-se a elas. Dessa forma, é possível descobrir novos fármacos, ou entender o funcionamento de medicamentos já conhecidos e aumentar sua efetividade.
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Novos Fármacos


A partir do momento em que uma molécula relacionada a alguma doença é identificada, seja ela produzida por um agente infeccioso ou pelo próprio organismo humano, ela pode se tornar um alvo terapêutico, isto é, um alvo para a ação de um fármaco. Como em um quebra-cabeças, a molécula do fármaco deve se encaixar à molécula alvo para impedir sua ação em nosso organismo.


Por isso, a busca por um fármaco se torna mais eficiente se conhecermos o formato das moléculas que devem se encaixar. No entanto, nesse jogo da descoberta de novos medicamentos, diferentemente de um quebra-cabeças, as peças não são visíveis a olho nu.


Sirius é uma ferramenta essencial na investigação da estrutura tridimensional de moléculas, que permite entender a fundo sua ação no organismo e os processos pelo quais um potencial fármaco deve ligar-se a elas. Dessa forma, é possível descobrir novos fármacos, ou entender o funcionamento de medicamentos já conhecidos e aumentar sua efetividade.
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Novos Tratamentos


O câncer é um conjunto de doenças caracterizadas pela multiplicação descontrolada de células, e um dos principais métodos para seu tratamento é a quimioterapia, que utiliza fármacos para bloquear o crescimento dessas células ou destruí-las. A maioria das drogas utilizadas age interferindo na mitose, o mecanismo celular pelo qual novas células são produzidas. Por isso, tanto células cancerosas quanto sadias são afetadas, levando a diversos efeitos colaterais.


Mundialmente, esforço considerável tem sido direcionado ao desenvolvimento de novos métodos que minimizem os danos para o organismo. Um desses métodos é a utilização de nanopartículas, aglomerados de poucas centenas de átomos, que funcionam como pílulas que carregam e entregam o medicamento diretamente às células doentes. Nanopartículas desse tipo também oferecem grande potencial no combate a bactérias – inclusive aquelas que apresentam resistência a antibióticos – e a vírus.


Sirius contribui no estudo de nanopartículas de forma geral, e no desenvolvimento deste e de outros novos métodos para o tratamento do câncer, para o combate a bactérias resistentes, vírus e muitas outras novas formas inovadoras de tratamento.
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Novos Tratamentos


O câncer é um conjunto de doenças caracterizadas pela multiplicação descontrolada de células, e um dos principais métodos para seu tratamento é a quimioterapia, que utiliza fármacos para bloquear o crescimento dessas células ou destruí-las. A maioria das drogas utilizadas age interferindo na mitose, o mecanismo celular pelo qual novas células são produzidas. Por isso, tanto células cancerosas quanto sadias são afetadas, levando a diversos efeitos colaterais.


Mundialmente, esforço considerável tem sido direcionado ao desenvolvimento de novos métodos que minimizem os danos para o organismo. Um desses métodos é a utilização de nanopartículas, aglomerados de poucas centenas de átomos, que funcionam como pílulas que carregam e entregam o medicamento diretamente às células doentes. Nanopartículas desse tipo também oferecem grande potencial no combate a bactérias – inclusive aquelas que apresentam resistência a antibióticos – e a vírus.


Sirius contribui no estudo de nanopartículas de forma geral, e no desenvolvimento deste e de outros novos métodos para o tratamento do câncer, para o combate a bactérias resistentes, vírus e muitas outras novas formas inovadoras de tratamento.
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Não basta ser renovável, é preciso ser sustentável!


A Avaliação Tecnológica é uma metodologia que estuda e avalia a inserção de novas tecnologias na sociedade, buscando auxiliar no desenvolvimento de um processo, produto ou serviço mais sustentável. Essa avaliação consiste na integração de três tipos de análises: técnica, econômica e ambiental, tendo como base dados disponibilizados na literatura e dados experimentais obtidos em laboratório ou escala piloto. A análise técnica constitui-se na modelagem de processos e projeto de engenharia, selecionando os melhores equipamentos e layouts que potencializem o desempenho e sustentabilidade do processo. A análise de viabilidade econômica do processo, tem o objetivo de identificar potenciais obstáculos e oportunidades, auxiliando na tomada decisões de investimento sustentável. Para verificar se produto obtido é mesmo sustentável é realizada a análise ambiental, na qual é possível obter os inventários de emissões de poluentes e avaliar os impactos ambientais causados ao longo de todo o seu ciclo de vida. 
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O poder da metabolômica


A metabolômica é uma das análises que mais utilizamos para descobrir microrganismos e enzimas que podem revolucionar a indústria. É uma análise baseada em espectrometria de massa de várias classes de pequenas moléculas e metabólitos para diferentes sistemas biológicos. A metabolômica estuda o conjunto das diversas substâncias que são geradas por um sistema biológico chamadas de metabólitos. Com ela é possível detectar e identificar moléculas relevantes para a indústria, permitindo apontar vias metabólicas mais eficientes que possibilitam melhorar geneticamente microrganismos envolvidos na produção de biorrenováveis. Já a espectrometria de massas é uma ferramenta que auxilia na identificação de compostos desconhecidos e na sua quantificação, além de ajudar a decifrar as propriedades químicas e estruturais das moléculas. Desse modo, a espectrometria de massas é uma poderosa técnica que pode ser usada para a identificação de proteínas e novas enzimas.
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O que fazemos nesta instalação de bioprocessos?


Quando os estudos no LNBR encontram microrganismos com potencial para aplicação na indústria inicia-se a avaliação das etapas envolvidas na obtenção do produto, ou produtos, de interesse. O conjunto dessas etapas se chama bioprocessos e seu estudo começa em escala pequena com volume de mililitros e pode chegar a várias centenas de litros. Este estudo é denominado de escalonamento. Partindo de uma placa de Petri com microrganismo, este é transferido para uma forma de cultura submersa em meio líquido. A partir desse líquido, contendo o meio de cultura e o microrganismo, inicia-se nos biorreatores o estudo para melhor aproveitamento da fonte de carbono utilizada (exemplo: açúcares e biomassa) e uma forma de maximizar a produção dos produtos de interesse. Mas o que é esse tal de biorreator? Um biorreator nada mais é que um tanque onde é possível controlar as condições de cultivo durante o experimento tais como temperatura, pH, oxigênio e outras variáveis que impactam o metabolismo dos microrganismos podendo com isso tornar o processo mais eficiente. Os resultados obtidos dessas e outras variáveis possibilitam conhecer melhor o metabolismo do microrganismo e propor transformações no próprio microrganismo e no bioprocesso em si. Essas transformações são feitas em outras instalações. Com o desenvolvimento de bioprocessos, é possível levar a produção de biorrenováveis a um patamar interessante do ponto de vista industrial. Confira nas fotos como são realizados os estudos!
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O que são enzimas e como as criamos


As enzimas são proteínas que podem ser consideradas “máquinas moleculares” presentes na natureza, que aceleram as reações químicas. Essas “máquinas” são compostas por centenas de peças, os aminoácidos, que são formados por dezenas de átomos. A correta organização desses elementos em uma estrutura 3D é fundamental para que a enzima desempenhe sua função. Para que uma enzima, originalmente presente na natureza, seja utilizada em aplicações industriais, muitas vezes é necessária a sua modificação ou otimização, já que a maioria dos processos industriais ocorrem em condições diferentes de temperatura, pH, aditivos e outros. Para guiar a criação de enzimas ainda mais rápidas, eficientes e tolerantes para as aplicações desejadas, precisamos primeiro entender a nível atômico como cada enzima se organiza e funciona. Para isso, são utilizadas simulações computacionais de dinâmica molecular baseadas em mecânica clássica, quântica ou híbridas, onde diferentes níveis de teoria são aplicados, de acordo com cada sistema e cada reação química que se pretende estudar. Essas simulações complexas requerem uma capacidade de processamento elevada, que muitas vezes só é possível com utilização de supercomputadores. Ao final, podemos visualizar, na tela de um computador, uma reação enzimática ocorrendo e assim propor novas soluções para o melhor desempenho das enzimas industriais.
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O que são ômicas e para que servem?


A ciência genômica estuda o genoma completo dos organismos, que é a informação genética contida na sequência de nucleotídeos presente no DNA de todas as células. Com isso é possível analisar e comparar organismos para entendermos suas características (fenótipo). Nas pesquisas envolvendo Biotecnologia no LNBR/CNPEM muitas vezes precisamos combinar as informações fornecidas pelo DNA com informações adicionais para compreender mais a fundo como os organismos funcionam. Neste sentido, as “ômicas” compreendem áreas interdisciplinares da biologia que atuam na caracterização em larga escala dos constituintes de um organismo ou conjunto de organismos. De forma resumida, podemos dizer que as ômicas envolvem as ciências que estudam as moléculas alvo conforme abaixo:


Genômica: sequência de nucleotídeos contidos no DNA de um organismo.


Transcriptômica: conjunto de RNAs transcritos de um organismo em um dado momento.


Proteômica: conjunto de proteínas produzidas por um organismo em um dado momento.


Metabolômica: conjunto de metabólitos (pequenas moléculas) produzidos por um organismo em um dado momento.


Metagenômica: conjunto de genomas de uma dada comunidade microbiana.


O LNBR/CNPEM utiliza nesta instalação ferramentas ômicas para estudar sistemas biológicos de interesse biotecnológico como bactérias, fungos, leveduras e comunidades microbianas complexas para entendermos seu funcionamento em nível molecular (invisível a olho nu).
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O que são “utilidades”?


A maioria dos equipamentos da planta piloto necessitam de vapor, água gelada/resfriada e/ou ar comprimido para funcionarem. O setor de utilidades possui infraestrutura para o fornecimento destes fluidos em condições adequadas para o funcionamento de todos os demais sistemas e equipamentos da planta piloto. A central de GLP fornece gás que alimenta os geradores de vapor , que por sua vez geram vapor saturado para os diferentes tipos de processos. Este vapor é utilizado para aquecimento ou esterilização de equipamentos e processos e pode ser fornecido em pressões que variam de 2 bar até 35 bar, o que corresponde a temperaturas de aproximadamente 130 a 240 °C. A torre de resfriamento e o chiller fornecem água resfriada (temperatura próxima à ambiente) e gelada a 8 °C, respectivamente. Já os compressores, fornecem ar comprimido a 10 bar de pressão.  Mais informações sobre esses equipamentos nas imagens ao lado.
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O que é e pra que serve a Biologia computacional?


A biologia computacional é uma área multidisciplinar da ciência que usa computadores para entender nosso sistema biológico. Através de algoritmos, a biologia computacional nos permite entender desde o funcionamento de nossos genes até como nossas proteínas se estruturam para regular diversas funções em nosso corpo. Com métodos computacionais podemos também encontrar ou desenvolver novas moléculas que podem no futuro se tornar medicamentos para o tratamento de doenças. Atualmente, a aplicação de métodos que envolvem Inteligência Artificial está revolucionando a biologia computacional com recursos de aprendizagem sem precedentes para processar dados biológicos complexos, contribuindo assim para solucionar problemas biológicos relevantes.
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O que é química sintética?


A química sintética é a ciência que trata da produção de moléculas, e que pode ser esquematizada como um jogo de lego, onde juntamos peças, ou moléculas menores, até chegar à molécula final.


Existem centenas de reações ou mecanismos reacionais diferentes, que vão depender do tipo de moléculas (peças de lego) de partida que se quer juntar.



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O que é uma biorrefinaria?


Uma refinaria extrai do petróleo vários produtos como gasolina, óleo diesel, lubrificantes, dentre outros. Uma biorrefinaria extrai da biomassa diversos produtos, tais como combustíveis, químicos e materiais. Mas a biomassa, ao contrário do petróleo, é renovável e os produtos oriundos dela apresentam potencial de redução de emissões de gases de efeito estufa. As biomassas podem ser de primeira geração (ex. cana-de-açúcar, milho e soja), utilizando açúcares, amidos ou óleos vegetais, ou de segunda geração, usando materiais lignocelulósicos como resíduos agroindustriais (ex. bagaço da cana) e florestais (ex. resíduos de eucalipto). Após passarem por processos químicos, bioquímicos ou termoquímicos na biorrefinaria as biomassas dão origem a biocombustíveis e bioprodutos, que chamamos de produtos biorrenováveis, pois vêm de uma fonte renovável. Um exemplo de biorrefinaria no Brasil é uma usina de cana-de-açúcar, que obtém etanol, açúcar, energia e outros produtos a partir da cana-de-açúcar.
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Objetivos de Desenvolvimento Sustentável


Imagine um futuro em que poderemos desfrutar de paz e prosperidade, no qual a pobreza não exista, o meio ambiente esteja protegido e o clima equilibrado. Este é o futuro desejado pela Organização das Nações Unidas e para realizá-lo foi lançada em 2015 a Agenda 2030, um plano global composto pelos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). São 17 objetivos ambiciosos e interconectados que abordam os principais desafios de desenvolvimento enfrentados pelo Brasil e demais países do mundo. O LNBR/CNPEM está alinhado com esses objetivos ao desenvolver tecnologias para produção sustentável de biorrenováveis. Esta atuação inclui Ações Contra a Mudança Global do Clima (ODS 13), catalisa a produção de Energia Limpa e Acessível (ODS 7) por meio dos biocombustíveis avançados, favorece a preservação da Vida Terrestre (ODS 15) com o monitoramento e avaliação dos impactos nos ecossistemas, estimula o Consumo e Produção Responsáveis (ODS 12) e impulsiona a Indústria, Inovação e Infraestrutura (ODS 9) por meio do desenvolvimento de soluções biotecnológicas inovadoras. Estamos comprometidos em buscar parcerias (ODS 17) para lidar com os desafios científicos e a criar tecnologias que promovam o desenvolvimento sustentável.
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Ondulador


A luz síncrotron é produzida quando os elétrons que circulam no acelerador têm sua trajetória curvada por força eletromagnética. Há algumas formas de “obrigar” o feixe de elétrons a mudar de direção, e no Sirius os componentes responsáveis por isso são os ímãs dipolos e os onduladores. A imagem ao lado ilustra a lógica de funcionamento de um ondulador, que hoje é a principal maneira de se obter luz síncrotron no Sirius.


Enquanto os imãs dipolos provocam uma única curva na trajetória dos elétrons, os onduladores provocam oscilações, ou seja, múltiplas curvas na trajetória do feixe de elétrons. Essas oscilações são geradas quando os elétrons passam por uma série de polos magnéticos alternados. A cada uma dessas oscilações há emissão de luz sÍncrotron e, dessa forma, a intensidade da luz produzida nos onduladores é muito maior que a produzida pelos ímãs dipolos.
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Organoide cerebral


Imagem de microscopia confocal de um organoide cerebral derivado de células iPSCs (pluripotente induzidas) humanas utilizado para o estudo de doenças neurodegenerativas e do neurodesenvolvimento. Em verde, observamos células positivas para o marcador SOX2 – marcador de células neuroprogenitoras com alta capacidade proliferativa, em vermelho células MAP2 positivas – células neuronais maduras, e em azul, núcleos celulares.
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Parcerias para um mundo sustentável!


Para que a biotecnologia aplicada no LNBR/CNPEM se transforme em produtos que fazem parte do cotidiano de cada um de nós é necessário fazer parcerias com empresas que são as produtoras, que geram empregos e riquezas para o Brasil. O desenvolvimento econômico sustentável requer enfrentamento de desafios científicos e tecnológicos e unindo forças podemos acelerar este processo de transformação!


Além da capacitação cientifica, técnica e administrativa o CNPEM é uma instituição credenciada junto à Unidade Embrapii Biotecnologia e tem acesso aos fundos de fomento da Embrapii para projetos de inovação.
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Petróleo e Gás Natural


Mesmo com a intensa busca de fontes alternativas de energia, a matriz energética mundial ainda é majoritariamente dependente do petróleo. Assim, novos materiais são necessários não só para aprimorar sua extração e refino, como também para a utilização mais eficiente dos combustíveis fósseis e para a reciclagem do dióxido de carbono (CO₂) e outras substâncias resultantes de seu consumo.


A exploração de óleo e gás em águas profundas necessita, por exemplo, da compreensão das propriedades mecânicas e de transporte dos materiais sob os quais são encontrados o óleo e o gás. A heterogeneidade e propriedades multifásica e multiescala desses materiais impõem inúmeros desafios para seu estudo.


Sirius permite análises que fazem a conexão entre a escala micro e a macroscópica, incluindo medidas em diferentes condições de pressão e temperatura presentes no interior dos reservatórios.
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Petróleo e Gás Natural


Mesmo com a intensa busca de fontes alternativas de energia, a matriz energética mundial ainda é majoritariamente dependente do petróleo. Assim, novos materiais são necessários não só para aprimorar sua extração e refino, como também para a utilização mais eficiente dos combustíveis fósseis e para a reciclagem do dióxido de carbono (CO₂) e outras substâncias resultantes de seu consumo.


A exploração de óleo e gás em águas profundas necessita, por exemplo, da compreensão das propriedades mecânicas e de transporte dos materiais sob os quais são encontrados o óleo e o gás. A heterogeneidade e propriedades multifásica e multiescala desses materiais impõem inúmeros desafios para seu estudo.


Sirius permite análises que fazem a conexão entre a escala micro e a macroscópica, incluindo medidas em diferentes condições de pressão e temperatura presentes no interior dos reservatórios.
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Pontos fortes do Laboratório Nacional de Biorrenováveis


O desenvolvimento de capacidades está no centro de nossas parcerias! Veja os fatores que tornam o LNBR/CNPEM um grande parceiro para auxiliar a chegada de produtos biorrenováveis e sustentáveis para a sociedade:


Experiência com diferentes tipos de biomassa. O LNBR é uma das principais instituições de P&D que busca aplicações industriais a partir da cana-de-açúcar e seus resíduos, por exemplo;


Desenvolvimento racional de plataformas biológicas de alto desempenho (microrganismos e enzimas), evitando abordagens de tentativa e erro;


Biocatálise computacional e cristalografia a partir de luz sincrotron para auxiliar o desenvolvimento de plataformas biológicas;


Projeto e escalonamento de processos e tecnologias até o nível semi-industrial;


Avaliação técnico-econômica de tecnologias e Análise do Ciclo de Vida de produtos;


Monitoramento de serviços ecossistêmicos em escala regional e nacional para apoiar estratégias para o uso sustentável da biomassa;


Histórico comprovado na concepção e gestão de projetos de P&D de larga escala, com muitas interfaces e múltiplos interessados.
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Por qual técnica estudamos o câncer de boca?


Por proteômica baseada em espectrometria de massas.


Proteômica compreende a análise de proteínas e peptídeos visando a identificação e quantificação de proteínas, como também a determinação de modificações pós-traducionais, localização, estrutura, interação, atividade e função das mesmas por meio da espectrometria de massas.
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Por qual técnica estudamos o câncer de boca?


Por proteômica baseada em espectrometria de massas.


Proteômica compreende a análise de proteínas e peptídeos visando a identificação e quantificação de proteínas, como também a determinação de modificações pós-traducionais, localização, estrutura, interação, atividade e função das mesmas por meio da espectrometria de massas.
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Por qual técnica estudamos o câncer de boca?


Por proteômica baseada em espectrometria de massas.


Proteômica compreende a análise de proteínas e peptídeos visando a identificação e quantificação de proteínas, como também a determinação de modificações pós-traducionais, localização, estrutura, interação, atividade e função das mesmas por meio da espectrometria de massas.
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Por qual técnica estudamos o câncer de boca?


Por proteômica baseada em espectrometria de massas.


Proteômica compreende a análise de proteínas e peptídeos visando a identificação e quantificação de proteínas, como também a determinação de modificações pós-traducionais, localização, estrutura, interação, atividade e função das mesmas por meio da espectrometria de massas.



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Produtos naturais


Por definição, produtos naturais (PNs) são moléculas produzidas por plantas, fungos, microrganismos ou até animais. A indústria de processamento da madeira (produção de papel), por exemplo, pode fornecer diversas matérias primas. Os PNs também constituem uma fonte importante no desenvolvimento de fármacos, já que cerca de 60% dos fármacos atuais são derivados, ou no mínimo inspirados, por produtos naturais. Quando não naturais, as moléculas sintéticas que os químicos utilizam como materiais de partida em síntese química são oriundas da petroquímica, ou seja, do processamento da matéria prima do petróleo.
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Produtos para a sociedade


Para que as soluções tecnológicas desenvolvidas por um centro de pesquisa cheguem à sociedade, é necessário transferi-las para empresas que serão responsáveis pela produção e comercialização. Este conceito é chamado Transferência de Tecnologia. O LNBR/CNPEM faz parcerias com empresas para transformar as ideias em produtos que fazem parte do cotidiano de cada um de nós, como bebidas, alimentos, biocombustíveis, plásticos, ração animal, detergentes e cosméticos. O CNPEM conta com uma área de Inovação que cuida também da Propriedade Intelectual* gerada.


* Propriedade Intelectual se refere a todas as criações da mente, tais como invenções (patentes), obras literárias e artísticas (direito de autor), símbolos e nomes (marcas). E inclui os direitos de cada um desses para proteger os criadores e suas criações (WIPO, 2016).
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Produção de Anticorpos Monoclonais


Além de desempenharem um importante papel na imunidade contra agentes causadores de doenças, os anticorpos também podem ser utilizados em outras aplicações clínicas, como na terapia de câncer. Dessa forma, podem ser gerados anticorpos que reconhecem diretamente células tumorais, induzindo sua eliminação, ou mesmo anticorpos que bloqueiam sinalizações imunossupressoras que protegem células tumorais da ação do Sistema imunológico.
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Produção de Anticorpos Monoclonais


Anticorpos terapêuticos podem ser produzidos a partir de hibridomas gerados pela fusão de linfócitos com células tumorais, ou mesmo produzidos em linhagens celulares geneticamente modificadas. Estes anticorpos produzidos em linhagens clonais bem definidas e caracterizadas são denominados anticorpos monoclonais, os quais reconhecem apenas um epítopo alvo bem definido para o qual foram selecionados.


No Laboratório Nacional de Biociências do CNPEM, estamos desenvolvendo anticorpos monoclonais terapêuticos, biossimilares, para tratamento de câncer, que são produzidos em cultura de células geneticamente modificadas.
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Produção de Anticorpos Monoclonais


O processo de produção envolve cinco etapas:


1. Análise de proteínas
Efetua-se uma análise da estrutura do anticorpo para verificar sua sequência de aminoácidos e sequência de DNA.


2. Manipulação na bancada
As sequências codificantes do anticorpo são clonadas num vetor de expressão.


3. Seleção de clones das células e inserção dos vetores
Vetores são internalizados em células, as quais são selecionadas, expandidas e caracterizadas para estabelecimento de linhagens produtoras de anticorpos.


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Produção de Anticorpos Monoclonais


O processo de produção envolve cinco etapas:


4. Coleta de anticorpos e envio pra estrutura de purificação de proteína
As preparações de anticorpos são coletadas e purificadas em colunas de cromatografia


5. Caracterização do anticorpo
Ensaios de sequenciamento para determinação de estrutura primária, Ensaios biofísicos para medidas de afinidade, determinação de estrutura secundária, formação de agregados entre outros.


Anticorpos prontos
As linhagens celulares geradas e caracterizadas no laboratório podem ser utilizadas, pela indústria, para estabelecer bancos de células mestras, dedicadas à produção de anticorpos com finalidade terapêutica
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Produção de Anticorpos Monoclonais


Os anticorpos são proteínas presentes no sangue, produzidas por linfócitos B, e que se ligam a alvos específicos de forma seletiva, mediando respostas imunológicas.


O anticorpo pode ser subdividido em duas porções, sendo uma porção variável denominada Fab que determina a especificidade para ligação com um alvo e por uma porção, denominada Fc, que está relacionada à reação do organismo ao agente infeccioso.
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Produção e purificação de enzimas


Para se entender o que as enzimas fazem e como elas funcionam, geralmente é necessário produzi-las em laboratório e purificá-las para a realização de ensaios funcionais e estruturais. Como isso é feito no LNBR? Entenda neste vídeo!
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Proteômica do Câncer de Boca


O carcinoma espinocelular (CEC) de boca é um câncer que se origina nas células epiteliais da boca e pode atingir diversas áreas da cavidade oral.
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Proteômica do Câncer de Boca


O carcinoma espinocelular (CEC) de boca é um câncer que se origina nas células epiteliais da boca e pode atingir diversas áreas da cavidade oral.
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Proteômica do Câncer de Boca


O carcinoma espinocelular (CEC) de boca é um câncer que se origina nas células epiteliais da boca e pode atingir diversas áreas da cavidade oral.
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Proteômica do câncer de boca


Estudamos o câncer de boca utilizando principalmente a técnica de proteômica baseada em espectrometria de massas.


Há esforços para que o conhecimento gerado pela técnica de proteômica seja traduzido para a prática clínica por meio da quantificação de marcadores de diagnóstico e prognóstico por proteômica dirigida, ensaios baseados em anticorpos e biossensores, como também, por modulação de proteínas-alvos envolvidas na iniciação e/ou progressão do tumor.


A identificação de assinaturas moleculares é fundamental para que oncologistas consigam superar as limitações dos exames clínicos e tenham parâmetros seguros para estabelecer estratégias de tratamento mais personalizadas e eficientes.


Finalmente, os estudos visam aumentar do tempo e da qualidade de vida dos pacientes.
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Proteômica do câncer de boca


Estudamos o câncer de boca utilizando principalmente a técnica de proteômica baseada em espectrometria de massas.


Há esforços para que o conhecimento gerado pela técnica de proteômica seja traduzido para a prática clínica por meio da quantificação de marcadores de diagnóstico e prognóstico por proteômica dirigida, ensaios baseados em anticorpos e biossensores, como também, por modulação de proteínas-alvos envolvidas na iniciação e/ou progressão do tumor.


A identificação de assinaturas moleculares é fundamental para que oncologistas consigam superar as limitações dos exames clínicos e tenham parâmetros seguros para estabelecer estratégias de tratamento mais personalizadas e eficientes.


Finalmente, os estudos visam aumentar do tempo e da qualidade de vida dos pacientes.
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Proteômica do câncer de boca


Estudamos o câncer de boca utilizando principalmente a técnica de proteômica baseada em espectrometria de massas.


Há esforços para que o conhecimento gerado pela técnica de proteômica seja traduzido para a prática clínica por meio da quantificação de marcadores de diagnóstico e prognóstico por proteômica dirigida, ensaios baseados em anticorpos e biossensores, como também, por modulação de proteínas-alvos envolvidas na iniciação e/ou progressão do tumor.


A identificação de assinaturas moleculares é fundamental para que oncologistas consigam superar as limitações dos exames clínicos e tenham parâmetros seguros para estabelecer estratégias de tratamento mais personalizadas e eficientes.


Finalmente, os estudos visam aumentar do tempo e da qualidade de vida dos pacientes.
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Proteômica do câncer de boca


O grupo de proteômica do câncer de boca visa identificar e quantificar proteínas para entender a relação entre abundância de proteínas com o início e progressão de tumores de boca.


O carcinoma oral de células escamosas é o tipo mais comum de tumor maligno de cabeça e pescoço. A doença tem cerca de 300 mil novos casos diagnosticados por ano em todo o mundo e a taxa de sobrevida é muito baixa.


A busca por marcadores de iniciação e progressão como também por alvos terapêuticos é desafiadora, já que as respostas aos tratamentos convencionais não são eficazes para todos os pacientes, resultando em tratamentos muitas vezes mutiladores e altas taxas de recorrência.
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Prêmio Nobel de Química 2020 pelo desenvolvimento de um método para edição de genoma


CRISPR/Cas, foi o tema do Prêmio Nobel de Química de 2020 para duas pesquisadoras, Emmanuelle Charpentier, da Unidade Max Planck para a Ciência de Patógenos (Berlim, Alemanha), e Jennifer Doudna, da Universidade da Califórnia (Berkeley, EUA).


Crédito Imagem: Alexander Heinel / Picture Alliance / DPA
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Qual a velocidade dos elétrons no Sirius?


Nos aceleradores de partículas que compõem o Sirius, elétrons são acelerados e mantidos circulando a altíssimas velocidades. Esses elétrons viajam a uma velocidade de 99,9999985% da velocidade da luz, que é de aproximadamente 300.000 quilômetros por segundo.


A essa velocidade, uma viagem da superfície da Terra até Lua, distante quase 400 mil quilômetros, demoraria pouco mais de um segundo. Já no acelerador de elétrons principal do Sirius, que tem 518 metros de circunferência, os elétrons dão quase 600.000 voltas a cada segundo. Em uma corrida entre um desses elétrons e um fóton (partícula de luz) da Terra à Lua, a luz ganharia por apenas 20 bilionésimos de segundo.
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Quantos elétrons circulam no Sirius?


Em plena operação, o acelerador de partículas principal do Sirius mantém em órbitas estáveis um feixe de quatro trilhões (4.000.000.000.000) de elétrons.


Esse feixe forma uma corrente elétrica de apenas 350 mA (miliampere), poucas vezes menor que a corrente elétrica utilizada por carregadores de celular. No entanto, a corrente elétrica em um fio se propaga na matéria com velocidade de um décimo de milímetro por segundo, enquanto nos aceleradores de partículas do Sirius os elétrons viajam no vácuo a velocidades muito próximas da velocidade da luz, quase 300.000 quilômetros por segundo.
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Química Analítica


O que devemos saber sobre um novo composto candidato à fármaco antes de testes em seres humanos?
Experimentos realizados na fase pré-clínica tem o objetivo de verificar se a substância candidata a fármaco é eficaz e segura, além de analisar como é absorvida pelo corpo e como é eliminada.
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Química Analítica


A química analítica utiliza uma ampla variedade de métodos para investigar as naturezas químicas das substâncias e como elas se comportam em diferentes condições. Os métodos analíticos estão envolvidos em todo o processo, desde a descoberta do medicamento até a comercialização, avaliando as propriedades físico-químicas tais como estabilidade, solubilidade, permeabilidade e uma série de investigações relacionadas às suas propriedades farmacológicas e toxicológicas em diferentes espécies animais, sob diferentes doses, vias e formas de administração das substâncias e de suas formulações, garantindo a sua eficácia, qualidade e segurança para o consumo humano.



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Química Analítica


Essas propriedades são determinadas utilizando diversos equipamentos. No laboratório, há o foco em cromatografia líquida associada às técnicas espectroscópicas e espectrométricas. Estes métodos, quando aplicados nos estágios iniciais do processo de descoberta de novas moléculas candidatas, permitem a caracterização de muitos compostos e a predição do comportamento in vivo destes nos estágios mais avançados do desenvolvimento. O laboratório de química analítica conta com o apoio de cientistas envolvidos na implementação e execução de muitos testes que permitem avaliar a pureza dos compostos assim como as propriedades farmacocinéticas in vitro e in vivo. Além disso, a equipe está envolvida na elucidação dos mecanismos de ação e nos estudos de interação proteína-ligante.
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Química Analítica


O novo composto pode ser transformado em outros compostos pelo fígado? Quais?


Após misturar o potencial fármaco com um preparado a partir do fígado (microssomas hepáticos contendo enzimas CYP450), mede-se o quanto sobra do composto original assim como outras substâncias produzidas a partir desta, principalmente através de reações de oxidação e/ou redução.
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Química Analítica


O novo composto possui propriedades que permitam que ele atravesse a membrana intestinal e outras membranas? Será que ele circularia livre ou ligado à outras moléculas no sangue?


A permeabilidade de um composto através das membranas biológicas é um fator chave que influencia a absorção e a distribuição. Para estas avaliações, comparamos o perfil do novo composto com os perfis de compostos já conhecidos. No sangue, a maioria dos fármacos tende a se ligar a proteínas plasmáticas, como a albumina.
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Química Analítica


O novo composto resiste às diferentes condições (pH) do sistema digestivo e circulatório?


Após misturar o potencial fármaco em diferentes condições (pH), em diversos tempos e medindo o quanto sobra no final, conseguimos aferir o quão resistente é o composto e entender sua disponibilidade em seu local de ação.
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Química Analítica


Quais outras evidências podemos obter sobre a possibilidade de o novo composto atravessar membranas celulares?


É possível cultivar as células do intestino em laboratório, criando uma barreira que mimetiza aquela presente no nosso corpo. Assim, é possível medir a capacidade do potencial fármaco atravessar esta barreira, o que pode ser interpretado como sua capacidade de passar pelo intestino.
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Química Analítica


Quais outras evidências podemos obter sobre a possibilidade de o novo composto ligar-se às proteínas no plasma sanguíneo?
Muitos fármacos ligam-se às proteínas grandes presentes no sangue, como a albumina, mas uma porção segue livre e isso influencia na sua disponibilidade no tecido-alvo. Após incubar o potencial fármaco com plasma sanguíneo, é possível medir sua fração livre.
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Química analítica e identificação de moléculas


Diversos microrganismos produzem enzimas e metabólitos essenciais para transformar resíduos agroindustriais em produtos com ampla aplicação em vários setores, desde fármacos, cosméticos, agricultura, biocombustíveis, e até bioplásticos. Na natureza existe uma grande diversidade de estratégias de biotransformação. Para entender os mecanismos da natureza é fundamental o uso de técnicas de química analítica que permitem identificar que tipo de matéria prima eles são capazes de transformar e moléculas ou proteínas envolvidas. O LNBR/CNPEM possui uma Central Analítica composta de vários equipamentos que realiza uma série de análises como de açúcares, álcoois, ácidos orgânicos, compostos fenólicos e voláteis, cátions, ânions, gases do efeito estufa, carbono, nitrogênio, hidrogênio, enxofre e oxigênio. Exemplos de técnicas de química analítica disponíveis no LNBR/CNPEM é a cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas (GC/MS) e a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Também se realiza análises térmicas, análises espectrofotométricas e análises de distribuição de tamanho de partículas. Integrado com outros estudos, esse conhecimento nos permite descobrir novas estratégias de biotransformação e de produção de moléculas de interesse, para aplicações em contextos industriais e agrícolas.
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Química sintética


2. A segunda etapa consiste na purificação do produto, ou seja, separar o produto do resto da mistura reacional.


Existem diversos métodos para fazer isso, dependentes das propriedades físico-químicas do produto. Os exemplos mais comuns são:


extração ácido-básica, misturando um solvente não miscível com água e água contendo ácido ou base, agitando fortemente para misturar momentaneamente e favorecer que cada composto vá para o solvente pelo qual mais tem afinidade. De costume, o produto fica no solvente orgânico e os subprodutos na água;


purificação por cromatografia, onde a mistura reacional é passada em um gel de sílica (ou resina) com uso de solventes adequados para separar produtos e subprodutos, conforme o quanto eles “grudam” neste gel;


por fim, a recristalização do produto consiste em dissolvê-lo em um solvente quente em que ele não seria solúvel a temperatura ambiente, mas os subprodutos são sempre solúveis. Ao resfriar o produto cristaliza, ou seja, vira sólido por não ser mais solúvel no solvente "frio".
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Química sintética


3 . Finalmente, é preciso confirmar que alcançamos o produto desejado, utilizando técnicas analíticas, tais como ressonância magnética nuclear, que vai dar informações estruturais, ou ainda espectrometria de massas, que vai confirmar a massa molecular do produto, ou seja, o seu peso, entre outras técnicas. Quando confirmada a obtenção do produto desejado, podemos fazer a próxima etapa sintética, e assim por diante.



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Química sintética


Na prática, após ter planejado as condições reacionais, um processo de síntese consiste em 3 etapas:


1. O experimento em si.


Muitas vezes misturamos as moléculas de partida com reagentes que “ativam” essas moléculas, tudo em solução que facilite o encontro dos diversos compostos.


Algumas vezes é necessário aquecer o meio para promover a reação, ou até mesmo resfriar o sistema, quando a mistura é muito reativa.


Além disso, pode ser necessário excluir o ar do ambiente, que traz oxigênio e humidade, os quais prejudicam a reação. Para fazer isso, podemos trocar esta atmosfera com gases inertos (não reativos), tais como nitrogênio ou argônio puros contidos em uma bexiga.
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RMN – Ressonância Magnética Nuclear


O RMN do LNBio é uma instalação multiusuária focada em avaliar diversas doenças, correlacionando a estrutura e atividade de proteínas e suas interações com pequenas moléculas (fármacos e drogas) ou macromoléculas (DNA, RNA e carboidratos); desvendar modificações de perfis metabólicos e possíveis alterações em vias metabólicas, e determinar as configurações estruturais de pequenas moléculas oriundas de produtos naturais ou sintéticos.
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Região proliferativa de um organoide cerebral


Imagem de maior aumento de uma região proliferativa de um organoide cerebral derivado de células iPSCs humanas. As células marcadas em verde se organizam em uma estrutura denominada roseta e apresentam grande atividade proliferativa. Todos os núcleos celulares estão marcados em azul.
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Sala Nível de Biossegurança 2 (NB-2)


No dia a dia, convivemos com microrganismos benéficos à nossa saúde, como o Lactobacillus sp. que compõe alguns leites fermentados. Mas também existem aqueles patogênicos, como o tão falado Sars-Cov-2. Os microrganismos são classificados de acordo com sua classe de risco para nossa saúde. Esta classificação varia de 1 a 4, sendo o primeiro composto por organismos cujo risco é ausente ou muito baixo (por exemplo, Escherichia coli, uma bactéria naturalmente presente no nosso intestino) e o último é composto por microrganismos altamente patogênicos que representam grave risco para nossa saúde (vírus Ebola, que pode levar à morte). Nesta sala, somos certificados para trabalhar com microrganismos de classe de risco 2 e seus derivados geneticamente modificados. Estes microrganismos representam um baixo risco à população, pois apesar de provocarem infecções, existem medidas terapêuticas e profiláticas eficientes. Alguns destes microrganismos encontram-se em ambientes por nós estudados, como no solo. Um exemplo é a bactéria Acinetobacter baumannii, um microrganismo oportunista, que pode causar doenças em pessoas com baixa imunidade. Os profissionais que trabalham nesta instalação são treinados para manipular este tipo de bactéria. Tudo o que sai do ambiente é devidamente esterilizado.
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Saúde


Materiais nanoestruturados, dispositivos micro e nanofabricados e métodos computacionais desempenham um papel essencial para avanços científicos e tecnológicos em saúde pública, animal e ambiental. Assim, o profundo entendimento das interações de nanomateriais com sistemas biológicos (proteínas, células e micro-organismos), bem como da estrutura de biomoléculas e biomateriais, é fundamental para a descoberta de biomarcadores, tratamentos de patologias e protocolos de segurança. Desse modo, é necessário avançarmos no estudo e controle de fenômenos em nanoescala na interface com sistemas biológicos complexos. 


O Programa de Saúde do LNNano, de forma integrada e multidisciplinar, tem como objetivo criar um ambiente diferenciado e altamente favorável para a pesquisa na fronteira do conhecimento, atuando em três frentes principais: i) sensores e biomonitoramento, ii) nanobiointerfaces e iii) criomicroscopia eletrônica. Proporcionando assim, oportunidades únicas para ciência, tecnologia e inovação. 
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Sensor controla qualidade do etanol


Pensando em uma maneira mais eficiente de controlar a qualidade do etanol que é produzido e comercializado, desenvolvemos um sensor para avaliar a qualidade do combustível de maneira simples, rápida e prática.


A Agência Nacional do Petróleo (ANP) determina que o teor mínimo de etanol para sua utilização direta como combustível seja de 94,5 % vol. O dispositivo criado no LNNano tem a capacidade de atestar em segundos se o etanol avaliado está dentro desta especificação.


Para isso, conta com um sensor com dois eletrodos metálicos, sendo que um deles é revestido com uma camada funcional de espessura nanométrica. Os eletrodos são acoplados frente a frente e imersos no etanol. A avaliação da resposta elétrica do sensor permite determinar o teor alcóolico do combustível e informar, de imediato, se o etanol está dentro dos padrões de consumo.
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Sensor microfluídico para detectar câncer de mama


Método portátil baseado em um novo microdispositivo e smartphone pode tornar mais rápido e barato o diagnóstico de câncer de mama. A pesquisa do CNPEM, com apoio da UFSCar e do Hospital do Câncer de Barretos, desenvolveu um kit portátil para exames de fácil operação, baixo custo, portátil e capaz de fornecer resultados com o mesmo nível de confiabilidade de equipamentos caros, sofisticados e de grande porte.


O microdispositivo é um sensor que usa fundamentos da microfluídica (fluidos em canais de dimensões micrométricas, 10–6m) e eletroquímica (interação entre amostra e eletrodo na presença de eletricidade) para determinar concentrações da proteína CA 15-3, um conhecido biomarcador do câncer de mama. Em outras palavras, a presença desse tipo de câncer leva a um aumento significativo na quantidade de CA 15-3 presente no sangue. Essa quantidade aumenta à medida que o estágio da doença avança. Assim, a análise da concentração da proteína CA 15-3 permite não apenas o diagnóstico clínico sobre a ocorrência ou não do câncer de mama, mas também sobre o seu estágio de evolução.


Além disso, a montagem do microdispositivo não necessita de ambiente ou maquinário sofisticado, o que permite a sua produção em larga escala. Todas as características dessa pesquisa tornam viável, futuramente, o uso rotineiro do método desenvolvido em hospitais e redes de saúde.
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Separação sólido-líquido


O setor de Recuperação e Purificação de Produtos tem um módulo específico destinado para separação sólido-líquido. A separação sólido-líquido é uma operação rotineira e está presente em muitas etapas dos processos desenvolvidos na Planta. O filtro Prensa é um equipamento de filtração convencional, utilizado para reter partículas maiores que os poros do filtro. Esse equipamento é utilizado na separação de processos químicos e biológicos, precipitados e resíduos de processo. O filtro Nutsche também fazem uso de elementos filtrantes para reter as partículas maiores que os poros dos seus filtros e sendo utilizado por exemplo para separação de biomassa após a etapa de pré-tratamento. A centrífuga Decanter é um equipamento para separação contínua de líquidos com alto teor de sólidos em suspensão, como por exemplo, suspensão contendo biomassa vegetal após etapa de hidrólise enzimática. 
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Sequenciamento de DNA


O sequenciamento de última geração ou Next Generation Sequencing (NGS) de moléculas de DNA e RNA é uma técnica revolucionária que nos permite estudar as comunidades microbianas de solos e plantas com rapidez, reprodutibilidade e gerando uma enorme quantidade de dados a baixo custo relativo a técnicas convencionais de sequenciamento. O LNBR/CNPEM utiliza equipamentos de última geração para analisar a sequência completa de DNA de um único microrganismo (Genômica) ou de comunidades microbianas
(Metagenômica). Dessa forma, é possível identificar genes e suas respectivas funções, estudar outros elementos genéticos relevantes, e conhecer os microrganismos que compõem a comunidade estudada. Além disso, análises de Metatranscriptômica, ou seja, da sequência completa de RNA mensageiro de comunidades microbianas, fornece informações quanto aos genes que estão ativos (ou expressos), o nível da expressão, e como eles são influenciados por condições ambientais. Com isso, por meio do NGS, é possível estudar a fundo as bases moleculares de microrganismos uteis para indústria ou benéficos às plantas e os seus mais diversos mecanismos de ação. Também é possível analisar as comunidades microbianas responsáveis pela emissão de gases do efeito estufa dos solos.
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Solos


Na agricultura, um ou mais nutrientes necessários para o crescimento e desenvolvimento das plantas são fornecidos ou suplementados através de fertilizantes, que podem ser substâncias minerais ou orgânicas, naturais ou sintéticas. No entanto, o caminho físico-químico percorrido pelos nutrientes desde sua dispersão no solo até sua absorção e incorporação no metabolismo vegetal ainda não é bem compreendido.


O solo é uma combinação sólida e heterogênea de compostos orgânicos e inorgânicos, imersos em soluções aquosas e em meio a raízes de plantas. Os processos químicos, físicos e biológicos que ali acontecem em nível atômico e molecular controlam o transporte, a disponibilidade e a absorção de nutrientes, assim como o transporte de poluentes e a contaminação do solo.


Sirius permite a investigação da estrutura desta região em diversas escalas e em alta resolução, revelando como tanto nutrientes quanto poluentes “caminham” no solo, e como mudam quimicamente ao interagirem com outras moléculas. Dessa forma, os processos que ocorrem no solo podem ser mais bem conhecidos e controlados, contribuindo para uma produção agrícola mais eficiente e menos agressiva ao meio ambiente.
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Solos


Na agricultura, um ou mais nutrientes necessários para o crescimento e desenvolvimento das plantas são fornecidos ou suplementados através de fertilizantes, que podem ser substâncias minerais ou orgânicas, naturais ou sintéticas. No entanto, o caminho físico-químico percorrido pelos nutrientes desde sua dispersão no solo até sua absorção e incorporação no metabolismo vegetal ainda não é bem compreendido.


O solo é uma combinação sólida e heterogênea de compostos orgânicos e inorgânicos, imersos em soluções aquosas e em meio a raízes de plantas. Os processos químicos, físicos e biológicos que ali acontecem em nível atômico e molecular controlam o transporte, a disponibilidade e a absorção de nutrientes, assim como o transporte de poluentes e a contaminação do solo.


Sirius permite a investigação da estrutura desta região em diversas escalas e em alta resolução, revelando como tanto nutrientes quanto poluentes “caminham” no solo, e como mudam quimicamente ao interagirem com outras moléculas. Dessa forma, os processos que ocorrem no solo podem ser mais bem conhecidos e controlados, contribuindo para uma produção agrícola mais eficiente e menos agressiva ao meio ambiente.
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Superfície atomicamente plana


O desenvolvimento de dispositivos semicondutores requer que a superfície do substrato utilizado na sua fabricação esteja plana a fim de evitar o surgimento de defeitos em sua estrutura. Estes defeitos podem influenciar no transporte de cargas elétricas pelo material e mudar suas propriedades.


Entretanto, no mundo real uma superfície totalmente "plana" é difícil de se obter, como é o caso da superfície do carbeto de silício que apresenta degraus com altura de um átomo! Estes degraus monoatômicos são observáveis pela técnica de microscopia de força atômica.
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Titulo do Box


Diversos microrganismos produzem enzimas capazes de transformar resíduos agroindustriais em produtos com ampla aplicação em vários setores, desde fármacos, cosméticos, até bioplásticos e biocombustíveis. Uma etapa importante para se estudar e desenvolver esses microrganismos e suas enzimas é descobrir que tipo de matéria prima eles são capazes de transformar e quais produtos eles conseguem produzir.
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Titulo do Box


Diversos microrganismos produzem enzimas capazes de transformar resíduos agroindustriais em produtos com ampla aplicação em vários setores, desde fármacos, cosméticos, até bioplásticos e biocombustíveis. Uma etapa importante para se estudar e desenvolver esses microrganismos e suas enzimas é descobrir que tipo de matéria prima eles são capazes de transformar e quais produtos eles conseguem produzir. A natureza existe uma grande diversidade de estratégias nesta biotransformação. Para entender os mecanismos da natureza é fundamental o uso de técnicas de química analítica que permitem identificar e quantificar as moléculas envolvidas. O LNBR/CNPEM possui uma Central Analítica composta de vários equipamentos que realiza uma série de análises como de açúcares, álcoois, ácidos orgânicos, compostos fenólicos, cátions, ânions, gases do efeito estufa, carbono, nitrogênio, hidrogênio, enxofre e oxigênio elementar e multi-elementos. Exemplos de técnicas de química analítica disponíveis no LNBR/CNPEM é a cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas (GC/MS) e a cromatografia líquida de alta pressão (HPLC). Também se realiza análises térmicas, análises espectrofotométricas e análises de distribuição de tamanho de partículas. Integrado com outros estudos, esse conhecimento nos permite descobrir novas estratégias de biotransformação ou otimizá-las para aplicações em contextos industriais.
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Titulo do Box


Diversos microrganismos produzem enzimas capazes de transformar resíduos agroindustriais em produtos com ampla aplicação em vários setores, desde fármacos, cosméticos, até bioplásticos e biocombustíveis. Uma etapa importante para se estudar e desenvolver esses microrganismos e suas enzimas é descobrir que tipo de matéria prima eles são capazes de transformar e quais produtos eles conseguem produzir. A natureza existe uma grande diversidade de estratégias nesta biotransformação. Para entender os mecanismos da natureza é fundamental o uso de técnicas de química analítica que permitem identificar e quantificar as moléculas envolvidas. O LNBR/CNPEM possui uma Central Analítica composta de vários equipamentos que realiza uma série de análises como de açúcares, álcoois, ácidos orgânicos, compostos fenólicos, cátions, ânions, gases do efeito estufa, carbono, nitrogênio, hidrogênio, enxofre e oxigênio elementar e multi-elementos. Exemplos de técnicas de química analítica disponíveis no LNBR/CNPEM é a cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas (GC/MS) e a cromatografia líquida de alta pressão (HPLC). Também se realiza análises térmicas, análises espectrofotométricas e análises de distribuição de tamanho de partículas. Integrado com outros estudos, esse conhecimento nos permite descobrir novas estratégias de biotransformação ou otimizá-las para aplicações em contextos industriais.
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Diversos microrganismos produzem enzimas capazes de transformar resíduos agroindustriais em produtos com ampla aplicação em vários setores, desde fármacos, cosméticos, até bioplásticos e biocombustíveis. Uma etapa importante para se estudar e desenvolver esses microrganismos e suas enzimas é descobrir que tipo de matéria prima eles são capazes de transformar e quais produtos eles conseguem produzir. A natureza existe uma grande diversidade de estratégias nesta biotransformação. Para entender os mecanismos da natureza é fundamental o uso de técnicas de química analítica que permitem identificar e quantificar as moléculas envolvidas. O LNBR/CNPEM possui uma Central Analítica composta de vários equipamentos que realiza uma série de análises como de açúcares, álcoois, ácidos orgânicos, compostos fenólicos, cátions, ânions, gases do efeito estufa, carbono, nitrogênio, hidrogênio, enxofre e oxigênio elementar e multi-elementos. Exemplos de técnicas de química analítica disponíveis no LNBR/CNPEM é a cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas (GC/MS) e a cromatografia líquida de alta pressão (HPLC). Também se realiza análises térmicas, análises espectrofotométricas e análises de distribuição de tamanho de partículas. Integrado com outros estudos, esse conhecimento nos permite descobrir novas estratégias de biotransformação ou otimizá-las para aplicações em contextos industriais.
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Técnicas da biologia molecular


Por meio de técnicas de biologia molecular os cientistas do LNBR/CNPEM acessam o DNA e o RNA microbianos e assim identificam diferentes espécies de microrganismos e suas funções no meio ambiente. Para isso, inicialmente é feita a extração de DNA ou de RNA das células, sejam elas provenientes de um único microrganismo isolado, ou de comunidades microbianas diretamente de amostras ambientais, como o solo. Para os estudos de genes específicos, inicialmente se avalia a integridade do DNA por meio da técnica de eletroforese, onde uma corrente elétrica é utilizada para mover as moléculas de DNA de forma a separá-las por tamanho em um gel de agarose. Em seguida, regiões gênicas são amplificadas por meio da reação em cadeia da polimerase (PCR) em um termociclador, para posteriormente serem analisadas em um sequenciador. Obtida a sequência de DNA, é possível, por exemplo, identificar com precisão a espécie do microrganismo isolado. Essas etapas são algumas das técnicas corriqueiras e fundamentais de biologia molecular, sendo de extrema importância para o estudo de microrganismos e de comunidades microbianas. Outras técnicas como metagenômica e metatranscriptômica (estudo de genomas/DNA e RNA de uma dada comunidade de microrganismos, respectivamente) também são amplamente utilizadas para estudar o material genético recuperado diretamente do meio ambiente.
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Vírus Chikungunya (CHIKV)


Que vírus é esse?
O Chikungunya é um vírus transmitido por mosquitos do gênero Aedes e os sintomas são febre aguda, erupções cutâneas e principalmente dores articulares, acompanhados de dor de cabeça, inchaço nas articulações e conjuntivite.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
O primeiro caso documentado foi em 1952 na Tanzânia. Já no Brasil, há casos nos estados do Amapá e da Bahia desde 2014, e registros de que o vírus Chikungunya circula em todo país.


Existe tratamento?
Não existe medicamentos ou vacina para Chikungunya. A única forma de prevenção é eliminar os criadouros do mosquito, utilizar repelente, inseticida e mosquiteiro.
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Vírus Dengue (DENV)


Que vírus é esse?
A Dengue é um vírus transmitido por mosquitos do gênero Aedes e os sintomas mais comuns são febre, dores de cabeça, dor atrás dos olhos, dores musculares e articulares, náusea/vômito, erupções cutâneas e fadiga. Existem quatro sorotipos do vírus que causam a doença e a recuperação da infecção fornece imunidade vitalícia contra o sorotipo adquirido. Infecções consecutivas aumentam o risco do desenvolvimento de dengue grave.


Esse vírus é novo? Onde é que ele está?
Não. Seu primeiro relato de epidemia é datado de 1779/1780. Atualmente, o vírus circula em países de clima tropical e subtropical, principalmente em áreas urbanas.


Existe tratamento?
Não existe medicamento específico para a infecção em si, mas os sintomas podem ser controlados. Como forma de prevenção, os criadouros dos mosquitos podem ser eliminados.
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Vírus Ilheus (ILHV)


Que vírus é esse?
O vírus Ilheus é transmitido por mosquitos de oito gêneros diferentes, dentre eles estão mosquitos do gênero Aedes, Culex e Haemagogus. A infecção por esse vírus é caracteriza por febre elevada acompanhada de cefaleia (dor de cabeça), calafrios, mialgias (dores musculares), artralgias (dores nas articulações) e fraqueza muscular.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
Esse vírus foi identificado pela primeira vez em 1944 na cidade de Ilhéus, na Bahia. Atualmente o vírus circula por países da América Central e do Sul.


Existe tratamento?
Não existe medicamento específico para a infecção em si, mas os sintomas podem ser controlados. Como forma de prevenção, os criadouros dos mosquitos podem ser eliminados.
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Vírus Mayaro (MAYV)


Que vírus é esse?
Mayaro é um vírus transmitido por mosquito que causa uma doença febril aguda com desenvolvimento de artrite persistente por meses.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
Não. Ele circula no Brasil desde 1955. Inicialmente era relatado apenas na região amazônica, porém com o avanço do desmatamento tem se expandido para outras regiões do país e atualmente casos são identificados nas regiões Centro-oeste e Sudeste.


Existe tratamento?
Não existe tratamento antiviral específico para essa doença, apenas tratamentos gerais para alívio dos sintomas.
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Vírus Oropouche (OROV)


Que vírus é esse?
O vírus Oropouche é transmitido por mosquitos da espécie Culicoides paraenses. Sua infecção é caracterizada pelo início repentinos dos sintomas, geralmente febre, dor de cabeça, artralgia (dores nas articulações), mialgia (dores musculares), calafrios e às vezes náusea.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
O vírus Oropouche foi isolado pela primeira vez em 1955 em Trindade e Tobago, localizado no Caribe. Desde então, o vírus é considerado uma ameaça à saúde pública em áreas tropicais e subtropicais da América Central e do Sul.


Existe tratamento?
Não existe tratamento específico para a doença.
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Vírus Sindbis (SINV)


Que vírus é esse?
Sindbis virus é um dos vírus transmitidos por mosquitos mais amplamente distribuídos pelo mundo. Causa uma doença com sintomas leves, como febre, erupções cutâneas que causam coceira, dores musculares e nas articulações. Essas últimas podem durar longos períodos.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
Não. Ele foi isolado em 1952 em mosquitos do gênero Culex no distrito de Sinbis, no Egito. Atualmente, pode ser encontrado em todas as regiões do mundo, mas os surtos são registrados na Europa, Ásia, África e Austrália.


Existe tratamento?
São usados medicamentos para tratar os sintomas, como anti-histamínicos para coceiras, analgésicos não salicilados para as dores e, em alguns casos, corticoides para as dores nas articulações.
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Vírus Usutu (USUV)


Que vírus é esse?
O vírus Usutu é transmitido por mosquitos do gênero Culex e seu principal hospedeiro são as aves. Contudo, a infecção pode ocorrer em humanos sendo caracterizada por um estado febril inespecífico. Algumas pessoas podem desenvolver sintomas neurológicos graves, como encefalite e meningoencefalite.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
O vírus foi identificado pela primeira vez em 1959 no Sul da África, em um mosquito Culex sp. Desde então, o vírus circula por países da África e da Europa.


Existe tratamento?
Não existe tratamento específico para essa doença.



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Vírus Zika (ZIKV)


Que vírus é esse?
O vírus Zika, é um vírus transmitido pela picada de mosquitos do gênero Aedes. Os sintomas que a infecção desse vírus causa são febre baixa, erupções cutâneas, dor de cabeça, dor nas articulações, mal-estar geral e conjuntivite. As infecções pelo vírus do Zika também estão associadas a casos de microcefalia em recém-nascidos e em alguns casos com a síndrome de Guillain-Barré.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
Não. Ele foi isolado pela primeira vez em macacos em 1947 na floresta de Zika, Uganda. Até então com casos esporádicos na África e Ásia. Em 2014 chegou as américas, sendo os primeiros casos no Brasil registrados em 2015. Até o momento 86 países reportaram a presença do vírus.


Existe tratamento?
Atualmente não existem tratamentos ou vacinas aprovadas contra a infecção pelo vírus Zika.
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Vírus da Encefalite Japonesa (JEV)


Que vírus é esse?
A Encefalite Japonesa é uma doença transmitida por mosquitos do gênero Culex. A maioria dos casos é assintomática ou com sintomas leves como febre e cefaleia (dor de cabeça). Contudo, alguns pacientes podem desenvolver a doença grave caracterizada por febre alta, dor de cabeça, rigidez do pescoço, desorientação, coma, convulsões e paralisia dos músculos contraídos, ocasionando morte ou sequelas neurológicas.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
O primeiro caso desse vírus foi reportado em 1871, no Japão. Atualmente o vírus é endêmico em países da Ásia.


Existe tratamento?
Existe vacina disponível para essa doença, porém, quando há infecção o tratamento é focado no alívio dos sintomas, pois não existem ainda antivirais disponíveis para combate.
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Vírus da Encefalite de Saint-Louis (SLEV)


Que vírus é esse?
O vírus da encefalite de St. Louis é transmitido por mosquitos e pertence à mesma família de outros importantes vírus causadores de doenças como Dengue e Zika. Apesar da maioria das infecções serem assintomáticas, em casos graves podem causar encefalite.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
Não. O primeiro surto de infecções por SLEV aconteceu na década de 1930, na cidade de St. Louis (EUA). Aqui no Brasil, o vírus foi encontrado a primeira vez em mosquitos na região Amazônica na década de 1960, mas o primeiro surto aconteceu em 2006 na cidade de São José do Rio Preto. Atualmente, circula por toda a extensão das Américas, de norte a sul.


Existe tratamento?
Ainda não existem vacinas nem remédios para tratar a infecção causada pelo SLEV.
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Vírus da Febre amarela


Que vírus é esse?
A febre amarela é uma doença viral transmitida por mosquitos das espécies Haemagogus, Sabethes e Aedes. Os sintomas mais comuns são febre, dores musculares com dor lombar proeminente, dor de cabeça, perda de apetite, náusea ou vômito. Alguns pacientes entram em uma segunda fase de infecção após 3 ou 4 dias. Essa fase é mais grave, o risco de morte é maior e os sintomas são pele e os olhos amarelados, urina escura, dores abdominais com vômitos e sangramentos.


Esse vírus é novo? Onde é que ele está?
Não. A primeira epidemia documentada no "Novo Mundo" ocorreu em 1647 na Ilha de Barbados. Atualmente o vírus é endêmico em áreas tropicais da África, América Central e América do Sul.


Existe tratamento?
A forma mais eficaz de prevenção da doença é a vacinação.
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Vírus do Oeste do Nilo (WNV)


Que vírus é esse?
É um vírus da família Flaviviridae transmitido pelo mosquito do gênero Culex. Os sintomas são semelhantes a uma gripe, febre, artralgia (dor articular), mialgia (dor muscular), fadiga, mal-estar, dor de cabeça e dor retro orbital (dor ao redor dos olhos). Em casos mais graves o vírus pode invadir o sistema nervoso e desenvolver meningite e encefalite.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
Não. Foi isolado pela primeira vez na Uganda, África em 1937. E desde então já foi relatado na Europa, Oriente Médio e América do Norte


Existe tratamento?
Não há um tratamento específico para infecção por WNV.



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Proteômica do Câncer de Boca


O carcinoma espinocelular (CEC) de boca é um câncer que se origina nas células epiteliais da boca e pode atingir diversas áreas da cavidade oral.
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A tecnologia de edição de genes CRISPR/Cas9


Funciona como uma tesoura genética, permitindo aos pesquisadores alterarem com precisão o DNA de praticamente qualquer ser vivo.


A tesoura é uma enzima chamada Cas9, que faz parceria com uma pequena molécula de RNA (sgRNA) projetada para ligar-se a uma sequência de DNA específica no genoma. sgRNA guia Cas9 para a sequência alvo e a enzima corta o DNA. Depois disso, o gene pode ser inativado ou uma única letra do DNA pode ser substituída por outra, dependendo do tipo de ferramenta CRISPR que está sendo utilizada.
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A travessia do vale da morte tecnológico


O processo de desenvolvimento de uma tecnologia passa naturalmente por algumas etapas importantes: indo da pesquisa científica, passando pela prototipagem até incorporação da tecnologia em produtos que serão introduzidos no mercado. Essas etapas não necessariamente ocorrem em sequência. Podem ser interativas. Nos anos 70, a NASA propôs uma escala chamada Technology Readiness Level – TRL (escala de maturidade tecnológica) que vai de TRL 1 a TRL 9 abrangendo todas as etapas. Hoje ela é utilizada para medir o quão pronta para o mercado uma tecnologia está. O período entre a fase de demonstração e escalonamento de uma tecnologia (TRL 4 – TRL 7) apresenta altos riscos tecnológicos demandando grandes investimentos. É neste período que muitas empresas optam por descontinuar seus projetos de inovação passando esta fase a ser chamada de Vale da Morte tecnológico. O LNBR/CNPEM conduz projetos de P&D de níveis de maturidade tecnológica (TRL) de 1 a 7, ou seja, desde o desenvolvimento de tecnologias em estágios iniciais até a ampliação de tecnologias para níveis operacionais semi-industriais relevantes. Auxilia com sucesso parceiros na travessia do “vale da morte” tecnológico, validando processos em escalas semi-industriais e tecnologias licenciadas.
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AFM combinado com infravermelho


O AFM-IR combina a alta resolução espacial da técnica de microscopia de força atômica com a análise química da espectroscopia por infravermelho.


Ambas as técnicas reunidas proporcionam a aquisição de imagens topográficas e a identificação química de domínios de até 50 nanômetros, como o da blenda polimérica mostrada na imagem.
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Ambiente estéril e incubadoras para crescimento (Sala dos Fluxos)


O desenvolvimento de microrganismos e enzimas mais eficientes para diferentes aplicações industriais requer muitos passos que exigem a manipulação de microrganismos em um ambiente estéril e livre de outros contaminantes indesejados. A cabine de fluxo laminar é um equipamento que cria uma área de trabalho estéril para manipulação de microrganismos. A superfície deste equipamento é descontaminada regularmente por meio da incidência de luz ultravioleta, que inativa os microrganismos contaminantes. Além disso, o equipamento produz um fluxo de ar filtrado constante de dentro para fora, o que evita que o ar externo, potencialmente contaminado, adentre na região estéril. Os microrganismos de interesse são então transferidos para recipientes estéreis contendo meio rico em nutrientes. Em seguida, estes recipientes são mantidos em incubadoras, que são equipamentos que permitem controlar a agitação dos recipientes e a temperatura do ambiente, condições importantes para a multiplicação dos microrganismos estudados. 
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Antiga fonte de luz síncrotron UVX (1997-2019)


Em 1987, foi iniciado o projeto de construção da primeira grande infraestrutura científica brasileira, planejada para funcionar em um laboratório multiusuário e aberto à comunidade científica. Entre 87 e 97, o o Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) desenvolveu a tecnologia para construção da primeira fonte de luz síncrotron do Hemisfério Sul, chamada UVX.


UVX foi uma fonte de luz síncrotron de segunda geração, com energia de 1,37 GeV, que permitiu a execução de experimentos em diversas técnicas de análise microscópica da matéria usando radiação infravermelha, ultravioleta e raios X. Em 2 de agosto de 2019, a fonte de luz síncrotron UVX encerrou sua operação para atividades de pesquisa de usuários para dar lugar ao Sirius, uma das primeiras fontes de luz síncrotron de quarta geração a entrar em operação no mundo.
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Análise de metabolômica


Nesta sala encontram-se os equipamentos de cromatografia gasosa e líquida acoplados à espectrometria de massas (GC/MS e LC/MS). Eles permitem identificar e quantificar em larga escala pequenas moléculas, como por exemplo açúcares, ácidos graxos, e aminoácidos, que podem ser substratos, compostos intermediários e produtos do metabolismo de um microrganismo, chamados de metabólitos. Esta análise, conhecida como Metabolômica, reflete diretamente a atividade bioquímica de um microrganismo em um dado momento, e sob condições definidas. Na área de pesquisa dedicada a biotecnologia para agricultura, por exemplo, se utiliza a metabolômica para análise de compostos orgânicos voláteis emitidos por microrganismos que podem promover o crescimento das plantas, e até mesmo inibir fitopatógenos. Dessa forma, um dos grandes desafios de pesquisas nesta área é identificar e quantificar quais são os metabólitos benéficos às culturas agrícolas, para posteriormente investigar os seus mecanismos de ação e rotas metabólicas. Por meio desse conhecimento é possível criar uma base sólida para o desenvolvimento de novos bioinoculantes e promover uma agricultura mais sustentável.
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Análise de solo e plantas


Neste ambiente por meio de equipamentos modernos, e com autonomia de análises, a equipe do LNBR/CNPEM quantifica a maioria dos elementos químicos presentes no solo, plantas e resíduos agroindustriais. Estas análises são de suma importância para o entendimento da ciclagem de nutrientes e do balanço de gases do efeito estufa em ecossistemas agrícolas. As análises de conteúdo de carbono e nitrogênio em amostras de solo e biomassa são realizadas por meio de combustão à seco, um método rápido, preciso e com baixa geração de resíduos. Por meio destas análises é possível calcular as taxas de sequestro de carbono e nitrogênio em solos agrícolas. Os resultados destas análises, em conjunto com aqueles obtidos em outras instalações do CNPEM, tal como avaliações dos microrganismos e microestrutura do solo, auxiliam no entendimento dos principais mecanismos e processos que guiam as emissões e a captura de carbono pelos solos agrícolas.
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Análises de filmes finos por AFM


Um filme fino formado por cristais de ZIF-8, material composto por íons zinco (Zn2+) e ligantes orgânicos (2-metilimidazol) é observado por AFM na imagem.


A alta porosidade do ZIF-8 e sua boa estabilidade química e térmica o tornam um material com grande potencial para a separação e armazenamento de gases.


Recentemente tem sido estudado também o seu uso em dispositivos eletrônicos e outros sensores.
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Aplicações da edição gênica


Em pesquisas científicas, modelos com características genéticas específicas podem ser criados para a análise de ações de medicamentos e outras drogas.
Atualmente testes clínicos utilizando edição gênica com CRISPR/Cas9 são feitos em voluntários (EUA, China, Europa, Nova Zelândia, Austrália) na busca da cura de patologias ainda incuráveis, como HIV (CCR5), leucemia, mieloma múltiplo, sarcoma, melanomas, câncer de ovário, anemia falciforme, beta-talassemia, cegueira hereditária, entre outras. Ainda em estágios iniciais, os testes clínicos em pacientes com beta-talassemia e anemia falciforme têm se mostrando bastante promissores, com eliminação da necessidade de transfusão sanguínea, comum nessas doenças.
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Aplicações do CRISPR/Cas9


Esta ferramenta tem sido revolucionária para as ciências da vida, bem como para a agricultura e biotecnologia industrial, e é testada como terapia para doenças humanas como câncer, doenças do sangue, infecções crônicas, cegueira câncer, anemia falciforme, cegueira genética, HIV, fibrose cística etc.
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Avaliação Ambiental e Análise do Ciclo de Vida


A sustentabilidade é dividida em três pilares: social, econômico e ambiental. Para um desenvolvimento sustentável esses pilares devem existir em harmonia. Vamos falar do pilar ambiental. Usufruímos diariamente de diversos serviços oferecidos pelos ecossistemas, que garantem nossa provisão (disponibilidade de alimentos, água, matérias-primas e outros materiais para consumo) e regulam atividades ambientais (por exemplo, a perpetuação do ciclo da água e do carbono). Devemos monitorar nossas relações com os ecossistemas para que estejam sempre em equilíbrio. A metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) busca analisar os impactos causados no meio ambiente por um produto, processo ou serviço ao longo de todo seu ciclo de vida, desde a obtenção da matéria prima até o seu descarte final. A avaliação de ecossistemas (AE) adiciona a ACV as particularidades ligadas aos componentes do meio ambiente e suas interações com a produção dos biorrenováveis. Dessa forma, integrando AE e ACV, fica mais fácil identificar oportunidades de melhoria e evitar tanto impactos locais (uso da terra, poluição da água, aumento da toxicidade do ambiente, etc) quanto globais (como o aquecimento global e o uso de energias não renováveis).
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Avaliação de Sustentabilidade


Para modificar o modelo atual da economia baseada em fontes fosseis (não renováveis) é preciso a transformação para um modelo de produção industrial que minimize o impacto no meio ambiente e otimize a utilização de recursos naturais. Para que as descobertas científicas e novas tecnologias cheguem mais rapidamente a sociedade são necessários testes em diferentes condições e escalas de produção. O LNBR/CNPEM possui uma Planta Piloto em escala semi industrial para auxiliar esta transformação tecnológica. E como nem todo produto renovável é sustentável, é necessário também uma avaliação tecnológica, que inclui aspectos técnicos, econômicos e ambientais, para estimular a adoção de tecnologias sustentáveis pelo setor produtivo. O LNBR/CNPEM emprega uma plataforma de Biorrefinaria Virtual para avaliar as tecnologias envolvidas na produção de biorrenováveis. Desenvolve também uma plataforma de avaliação de sustentabilidade georreferenciada que pode ser aplicada na avaliação do desempenho ambiental e econômico de diversos bioprodutos e em diferentes escalas geográficas.
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Ações do CNPEM no combate à Covid-19


Ações contínuas


Com financiamento do MCTI, o CNPEM implantará novas infraestruturas e competências, complementares as já existentes no Centro, para avançar ainda mais nas pesquisas com viroses humanas patogênicas. Espera-se, por meio desta iniciativa, contribuir para que o Brasil possa responder rapidamente às necessidades sanitárias e médicas em situações de surtos, mas também garantir uma agenda permanente de pesquisa que resulte no aprofundamento do conhecimento básico sobre viroses humanas patogênicas.


Com aporte inicial de 45 milhões de reais, o projeto em curso contempla a implantação de Laboratório de Nível de Biossegurança 3 (NB3) no CNPEM, assim como investimentos em infraestrutura e recursos nas seguintes frentes de ação: Biologia Sintética e Engenharia Genética, Virologia Molecular e Estrutural, Imunologia Molecular e Engenharia de Anticorpos, Nanobiologia e Dispositivos Diagnósticos, Farmacologia Molecular e Desenvolvimento de Fármacos, Biologia Computacional e Inteligência Artificial.


O CNPEM se mobiliza para responder aos desafios do presente e do futuro. Seguimos juntos e atentos!
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Ações do CNPEM no combate à Covid-19


Ações contínuas


A pandemia sem precedentes causada pelo surto de SARS-CoV-2 assola a humanidade e evidencia a importância da ciência e da tecnologia para conter ameaças à saúde global. O CNPEM está mobilizado para atuar neste momento crítico, por meio de seus times multidisciplinares altamente qualificados, sua expertise em biologia molecular e estrutural e o domínio de competências, como cristalografia de proteínas, biologia computacional, triagens de fármacos em larga escala e criomicroscopia.


Viroses humanas emergentes, como a Covid-19, devem continuar a ameaçar a saúde pública global, com implicações sócio econômicas e de bem-estar significativas. A resposta adequada aos surtos epidêmicos exige, dentre outros, a instituição permanente de competências científicas e tecnológicas multidisciplinares, voltadas à identificação de agentes etiológicos, ao desenvolvimento de métodos de diagnóstico e estratégias de prevenção e tratamentos de doenças virais.
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Ações do CNPEM no combate à Covid-19


Diagnóstico


Pessoas que já tiveram COVID-19 estão imunes à doença?
Pessoas assintomáticas que contraíram COVID-19 desenvolvem anticorpos? Profissionais de saúde que estão na linha de frente produzem defesas contra o vírus?


Compreender o comportamento do sistema imune durante a pandemia do novo coronavírus pode ajudar a elucidar questões que a ciência ainda não respondeu e apoiar a tomada de decisões de políticas públicas sanitárias.


Essa é uma das razões que motiva o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) a desenvolver protocolos nacionais e economicamente acessíveis para a detecção de anticorpos contra o SARS-CoV-2.
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Ações do CNPEM no combate à Covid-19


Engenharia: soluções de aceleradores a máscaras.


Para auxiliar profissionais que atuam na linha de frente do combate a COVID-19, o grupo de Engenharia do CNPEM projetou e produziu uma máscara plástica de proteção individual, adaptada aos processos produtivos e maquinários disponíveis no Centro e dentro de rígidos padrões de qualidade.


Os visores, simples de serem montados e compatíveis com outras máscaras protetivas, são feitos de material cristalino, leve e resistente, podendo ser higienizados e reutilizados. Um primeiro lote foi submetido com sucesso em testes no Ambulatório Médico Especialidades de Limeira.
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Ações do CNPEM no combate à Covid-19


Reposionamento de fármacos. A solução pode estar nas prateleiras da farmácia?


O CNPEM tem combinado técnicas de biologia molecular e estrutural, computação científica, quimioinformática, inteligência artificial e dados da literatura para avaliar o potencial de medicamentos já conhecidos para outras finalidades contra o coronavírus. Reconhecida mundialmente, a estratégia de reposicionamento de fármacos reduz o tempo para a aquisição de um tratamento, uma vez que mira medicamentos já aprovados e que, portanto, já foram caracterizados e avaliados em testes pré-clínicos e clínicos.


Dentre os milhares de medicamentos testados por pesquisadores do CNPEM contra o coronavírus em ensaios in silico, aqueles considerados mais promissores seguem para testes com células infectadas com o vírus, etapa realizada em parceria com a Unicamp.


Em 2020, esses ensaios identificaram um medicamento que reduziu significativamente a carga viral em testes laboratoriais com células infectadas pelo SARS-CoV-2. Os dados gerados pelo CNPEM foram compartilhados com a Rede Vírus MCTI, responsável por articular a continuidade do estudo em testes clínicos, com pessoas infectadas pelo coronavírus. Os resultados destes testes, realizados pelos órgãos competentes, definirão a eficácia clínica do composto selecionado pelo CNPEM.
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Ações do CNPEM no combate à Covid-19


Reposionamento de fármacos. Os trabalhos continuam.


O CNPEM continua suas atividades de triagem de medicamentos, com financiamento da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) e do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI). Embora tenha identificado um candidato promissor, sabe-se que para o tratamento de viroses é comum que sejam necessários mais de um medicamento para vencer as frequentes mutações dos vírus. Ou seja, muitas vezes é preciso um arsenal terapêutico, um coquetel, capaz de inibir diferentes alvos virais, como acontece no tratamento do HIV. A possibilidade de combinar mais de um medicamento é umas frentes que balizam as ações do CNPEM.


Além disso, o Centro atua na produção e determinação de estrutura de proteínas virais que podem ser alvos terapêuticos, apoiando o desenvolvimento de novas terapias. Estudos de biologia estrutural e molecular só são possíveis porque o CNPEM dispõe de equipamentos sofisticados, como a linha de luz Manacá do Sirius e criomicroscópios.
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Bactérias causadoras de doenças e infecções estão nas lentes de pesquisadores do LNBio.


Nas últimas décadas, observou-se no mundo um aumento dramático de bactérias patogênicas humanas resistentes a um ou vários antibióticos. Em resposta aos níveis alarmantes de infecções de resistência antimicrobiana, a Organização Mundial da Saúde publicou uma lista de patógenos críticos para o qual novos antibióticos são urgentemente necessários. Assim, encontrar estratégias inovadoras contra o desenvolvimento de resistência a antibióticos é um grande desafio global para a comunidade das ciências da vida e uma preocupação de saúde pública. Buscando entender as diferenças estruturais entre bactérias gram-positivas e gram-negativas a partir de análises de uma enzima específica presentes nos dois sistemas, pesquisadores do CNPEM conseguiram revelar o mecanismo molecular que torna as gram-negativas tão resistentes a alguns antibióticos. As perspectivas desses resultados são de possibilitar a realização de modificações em moléculas que possam ser eficazes no combate a esses microrganismos tão difíceis de derrotar.
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Bambutrônica


Imagine se uma lâmina de bambu pudesse ser transformada em dispositivos elétricos ou eletroquímicos. Instalar microcircuitos integrados capazes de acender luzes, atuar como sensores, e aquecer água ou outros líquidos. Esse é o objetivo da pesquisa realizada pelo CNPEM, em parceria com a PUC-Rio.


O desafio do estudo está na fabricação de microcanais com alta condutividade elétrica, que abre caminho para o uso em dispositivos eletrônicos e eletroquímicos


Aproveitando a complexa estrutura vegetal do bambu, arquitetada pela natureza, os cientistas revestiram seus micromanias com uma tinta condutiva, que permitiu a passagem de corrente elétrica pelo bambu, criando assim o que os autores do trabalho chamam de Bambutrônica!


A nova função pode ser explorada no futuro em circuitos eletrônicos tridimensionais, aquecedores microfluídicos e sensores integrados em casas inteligentes e sustentáveis. Outra vantagem importante do uso do bambu é a escalabilidade na produção de produtos. O bambu se desenvolve com muita rapidez e facilidade nos países tropicais, e por isto a maioria das economias em desenvolvimento poderiam explorar com vantagem competitiva a nova tecnologia sustentável.
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Bio-AFM


Nas imagens observamos células musculares lisas vasculares. Do lado esquerdo, é a imagem óptica e, do lado direto, as imagens de AFM obtidas na região do quadrado tracejado.


As medidas foram realizadas com as células vivas e em meio de cultura. O mapeamento foi realizado pelo método de força pulsada para obtenção simultânea das imagens de topografia (lado direto superior) e mapeamento de rigidez - Módulo de Young (lado direto inferior), que permitiu aos pesquisadores visualizarem a localização das fibras de actina de um citoesqueleto celular.
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Biodiversidade brasileira


O Brasil é conhecido mundialmente por sua rica biodiversidade e abundante biomassa. A biodiversidade é a riqueza e a variedade de um conjunto de seres vivos presente em um dado ecossistema, como Amazônia, Caatinga, Cerrado e Mata Atlântica. O maior e mais preservado bioma brasileiro é o Amazônico. Estes biomas abrigam muitas espécies endêmicas, ou seja, ocorrem apenas lá. Além disso, o solo desses biomas é abundante em diversas espécies de microrganismos, sejam bactérias, fungos ou protozoários. Essa coleção de microrganismos é chamada de microbioma do solo. O LNBR/CNPEM estuda a biodiversidade brasileira dos microbiomas, assim como das biomassas, como a cana-de-açúcar, milho, e resíduos agroindústrias, para viabilizar novos modelos industriais utilizando a biotecnologia como principal ferramenta.
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Biologia sintética


A biologia sintética consiste na integração de diversos princípios da biologia, física, química e engenharia com o objetivo de desenhar e construir novas rotas metabólicas e modificar organismos para otimizar e direcionar o seu funcionamento para aplicação industrial. Na área de Biorrenováveis, abordagens de biologia sintética vem adquirindo cada vez mais destaque tanto para o aprofundamento científico quanto para o desenvolvimento de biotecnologias que permitam a transformação de resíduos agroindustriais em bioquímicos, bioplásticos ou biocombustíveis. O LNBR/CNPEM tem concentrado esforços em se posicionar na vanguarda da biologia sintética e áreas correlatas – como biologia de sistemas, biologia computacional, engenharia e desenho de proteínas e engenharia metabólica.
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Biomassa e economia circular


A economia circular é um conceito econômico que faz parte do desenvolvimento sustentável e traz nova perspectiva sobre o uso dos recursos naturais e a relação com o meio ambiente. Ela envolve a lógica dos três Rs (reduzir, reutilizar e reciclar), buscando minimizar o uso único de um produto e o descarte irresponsável de resíduos. Produtos são reutilizados e reciclados, e resíduos são transformados em novos produtos, a fim de diminuir a extração de recursos naturais e impactos no meio ambiente. O uso cascata da biomassa em biorrefinarias, isto é, aproveitar ao máximo a biomassa e seus resíduos, enquadra-se no contexto de economia circular possibilitando a produção de biorrenováveis como o etanol, combustível de aviação, eletricidade, bioplástico, entre outros, o que favorece o desenvolvimento econômico pautado no uso sustentável dos recursos naturais.
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Biorreatores de pequena escala


Os biorreatores presentes nas instalações do LNBR/CNPEM têm volumes de 200 ml até 20 Litros. Todos eles são equipados com sensores capazes de monitorar várias variáveis tais como, temperatura, pH, oxigênio dissolvido entre outros. Esses sensores nos fornecem uma serie de dados com os quais podemos usar para melhor entender o que acontece com o metabolismo do microrganismo naquelas condições especificas que foram determinadas para a condução do experimento. Dessa forma, é possível identificar a melhor estratégia para a produção de um produto de interesse de modo a maximizar sua produção e tornar possível o escalonamento do processo.
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Biotecnologia


A biotecnologia engloba o uso de seres vivos ou de seus componentes para se desenvolver ou criar produtos com aplicações em diversos setores. Ela está presente na agricultura, na produção industrial de alimentos e bebidas, nos setores cosmético e farmacêutico, na produção de biocombustíveis e bioplásticos. A busca pelo desenvolvimento de processos produtivos mais sustentáveis, que utilizem insumos renováveis, encontra na biotecnologia uma ferramenta viabilizadora. O LNBR/CNPEM aplica a biotecnologia no desenvolvimento de enzimas e microrganismos para usos industriais e no setor agrícola, utilizando biologia sintética e técnicas multi-ômicas. Também atua no desenvolvimento de tecnologias e processos sustentáveis para a indústria realizando escalonamento de tecnologias e a avaliação de sua sustentabilidade. Tudo para levar à sociedade produtos com baixos impactos ao meio ambiente e que gerem riqueza e empregos. 


Legenda: Imagem de leveduras, microrganismo largamente utilizado em indústrias de bebidas, alimentos e biocombustível
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Caracterização de Dispersões


A Caracterização de Dispersões é uma etapa fundamental durante o estudo de qualquer tipo de nanoestrutura durante a realização de estudos biológicos, toxicológicos e ambientais. Nesse sentido, estão disponíveis equipamentos para caracterização de dispersões de nanopartículas, nanomateriais, polímeros e biomoléculas em meio líquido, tampões, água mineral e meios de cultura diversos. São avaliados comumente o tamanho de partícula, carga elétrica superficial, formação de biocoronas e fenômenos de agregação/aglomeração nos meios selecionados.
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Caracterização de Macromoléculas


Para conhecermos melhor as enzimas, precisamos estudar a sua forma (estrutura) e o seu funcionamento (reação enzimática). Nesta sala funciona a Instalação de Caracterização de Macromoléculas que nos ajuda nestas tarefas. Utilizamos uma técnica de espalhamento dinâmico de luz para obtermos o tamanho (raio) das enzimas e para descobrirmos se elas estão puras, sem contaminantes.  Por meio de outra técnica denominada fluorimetria determinamos como alguns fatores (pH, temperatura e aditivos) afetam a estrutura da enzima. Já a técnica do dicroísmo circular usamos para descobrir o quão resistente é a estrutura das enzimas. Com a espectrofotometria podemos medir a velocidade das reações catalisadas pelas enzimas em diferentes condições, como pH, temperatura e em presença de íons. Com isso, é possível descobrir quais compostos as enzimas conseguem quebrar e em quais condições as enzimas têm velocidade máxima. Por último, utilizamos a técnica de eletroforese capilar para estudar a quebra de carboidratos pelas enzimas. 
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Caracterização morfológica


A caracterização morfológica das culturas 3D pode ser feita, por exemplo, por microscopia óptica, confocal e microtomografia de luz síncrotron.


Em seguida, a avaliação da assinatura molecular compara os organoides e esferoides com células de culturas 2D e com células de organismos vivos.



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Caracterização, Funcionalidade e Estabilidade


Os sistemas microfluídicos (organ on a chip) são plataformas que simulam o funcionamento de um corpo humano e circulação sanguínea, e através deles é feita a avaliação de absorção oral e dérmica de fármacos.


Plataforma de ensaios de caracterização de efeitos de compostos (fármacos) em pele humana reconstituída.
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Carnaúba


O solo é uma combinação heterogênea de compostos orgânicos e inorgânicos, imersos em soluções aquosas e em meio a raízes de plantas. Os processos químicos, físicos e biológicos que ali acontecem em nível atômico e molecular controlam o transporte e a disponibilidade de nutrientes. Dessa forma, o conhecimento dessa região na escala nanométrica é essencial para se alcançar uma produção agrícola mais eficiente e sustentável.


Na linha de luz Carnaúba poderão ser realizadas análises dos mais diversos materiais nano-estruturados, visando a obtenção de imagens 2D e 3D com resolução nanométrica da composição e estrutura de solos, materiais biológicos e fertilizantes, por exemplo, além de outras investigações nas áreas de ciências ambientais. Isso é possível porque esta será a linha de luz mais longa do Sirius, com 150 metros de comprimento. A grande distância entre a fonte de raios X e a amostra permite produzir um feixe de luz síncrotron com foco de apenas 30 nanômetros.


Carnaúba (Copernicia prunifera) é uma árvore endêmica do nordeste do Brasil, símbolo do estado do Ceará e popularmente conhecida como árvore da vida. O nome provém do tupi karana’iwa, “árvore do caraná”.
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Carvão Ativado


Resíduo abundante da indústria sucroalcooleira, o bagaço da cana-de-açúcar é a base para a produção de carvão ativo, destinado para a descontaminação da água e do ar.


O bagaço passa por um processo controlado de queima e por tratamento químico, que resulta em um carvão com minúsculas porosidades, na ordem de alguns micrometros ou até de nanômetros. O novo material desponta como uma alternativa economicamente viável e com a mesma eficiência, se comparada aos produtos importados já exis-tentes no mercado.


Avançadas tecnologias podem também transformam o bagaço em um novo material funcionalizado com nanopartículas de prata, conferindo a ele propriedades antibacte-rianas, cujas capacidades vêm sendo testadas em nossa plataforma de Nanotoxicologia.
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Catalisadores


Catalisadores são substâncias facilitadoras de reações químicas utilizadas em praticamente todos os processos industriais que envolvem a transformação de produtos primários. A busca por catalisadores mais eficientes e mais acessíveis tem impacto direto sobre a economia e o meio ambiente, por exemplo, ao baratear processos produtivos e ao proporcionar uma produção industrial mais limpa.


Essa investigação, no entanto, exige que os catalisadores sejam estudados em condições de operação, isto é, simulando as mesmas condições em que serão aplicados nos processos industriais. Essas condições incluem altas temperaturas, altas pressões, e a presença de diferentes reagentes.


Sirius permite estudar essas reações químicas em tempo real, com o acompanhamento das modificações na estrutura tanto dos reagentes quanto dos catalisadores. Isso permite a compreensão detalhada do funcionamento de determinado catalisador, e guia modificações que podem ser feitas para aprimorar seu desempenho, tornando-o, por exemplo, mais barato para ser produzido, mais seletivo ao produto de interesse, e mais ativo a menores temperaturas e pressões.
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Catalisadores


Catalisadores são substâncias facilitadoras de reações químicas utilizadas em praticamente todos os processos industriais que envolvem a transformação de produtos primários. A busca por catalisadores mais eficientes e mais acessíveis tem impacto direto sobre a economia e o meio ambiente, por exemplo, ao baratear processos produtivos e ao proporcionar uma produção industrial mais limpa.


Essa investigação, no entanto, exige que os catalisadores sejam estudados em condições de operação, isto é, simulando as mesmas condições em que serão aplicados nos processos industriais. Essas condições incluem altas temperaturas, altas pressões, e a presença de diferentes reagentes.


Sirius permite estudar essas reações químicas em tempo real, com o acompanhamento das modificações na estrutura tanto dos reagentes quanto dos catalisadores. Isso permite a compreensão detalhada do funcionamento de determinado catalisador, e guia modificações que podem ser feitas para aprimorar seu desempenho, tornando-o, por exemplo, mais barato para ser produzido, mais seletivo ao produto de interesse, e mais ativo a menores temperaturas e pressões.
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Cateretê


A compreensão de problemas relacionados às ciências da vida e medicina passa pelo estudo de seres vivos em escalas que vão desde proteínas e enzimas, moléculas biológicas ativas e organelas, células, tecidos e órgãos, até organismos inteiros.


A linha de luz Cateretê é otimizada para a obtenção de imagens tridimensionais com resolução nanométrica de materiais de diferentes tamanhos, desde uma macromolécula de dezenas de nanômetros até o tecido de alguns milímetros na qual ela se encontra. Assim, essa linha de luz permite a investigação da dinâmica de fenômenos biológicos em diferentes escalas.


Uma das principais características da Cateretê é o seu feixe de raios X coerente e focalizado em uma região de cerca de 40 micrômetros. Com ele será possível obter imagens de células de mamíferos de dezenas de micrômetros, em três dimensões, de forma não destrutiva e em ambiente líquido, semelhante a seu ambiente natural.


Cateretê, ou jacarandá branco (Machaerium vestitum), é uma árvore encontrada nas regiões sudeste e sul do Brasil. Seu nome tem origem Tupi e também batiza uma dança brasileira.
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Cavidade de Radiofrequência


Esses equipamentos são responsáveis por acelerar os elétrons que circulam nos aceleradores circulares. Essas estruturas confinam campos eletromagnéticos oscilando na faixa de microondas, por isso recebem o nome de cavidades de radiofrequência. Ao atravessar a cavidade no momento correto de oscilação do campo elétrico – semelhante ao empurrão em um balanço no momento correto – o feixe de elétrons é acelerado e ganha energia.


No Booster, a cavidade de radiofrequência é responsável por aumentar a energia do feixe de elétrons produzido no Acelerador Linear até a energia de operação do Anel de Armazenamento. Já no Anel de Armazenamento, a cavidade de radiofrequência repõe a energia perdida pelo feixe de elétrons durante sua propagação no acelerador e que se dá principalmente devido à emissão de luz síncrotron.
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Cola Verde


Um dos desenvolvimentos do LNNano é uma cola atóxica a base de água, feita a partir de matérias-primas naturais, abundantes e renováveis: látex de borracha natural, nanocelulose e lignina. A formulação não apresenta adição de solventes e/ou de compostos prejudiciais à saúde, tal como o formaldeído, que é amplamente utilizado em formulações adesivas. E por usar resíduos na sua produção, tem custo baixo.


Além de ter a mesma eficiência de outras colas disponíveis no mercado, ela pode ser usada para diferentes tipos de materiais, como madeiras, plásticos, vidros e metais, e sua aplicação atende demandas das indústrias de papel, papelão e derivados, têxtil, automobilística, e construção civil, entre outras.
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Comece por aqui!


Para reduzir os impactos ambientais e maximizar a produção agrícola, o LNBR/CNPEM atua desvendando as interações entre solo, planta e microrganismo, buscando soluções biotecnológicas para uma agricultura mais sustentável.


Você sabia que os solos brasileiros têm um alto potencial de capturar carbono da atmosfera e que isso aumenta a capacidade produtiva dos solos agrícolas e reduz o aquecimento global?  


Você sabia que o uso de fertilizantes nitrogenados é a principal fonte de emissão de gases do efeito estufa da agricultura e que podemos manipular os microrganismos do solo para reduzir essas emissões?  


Você sabia que muitos microrganismos são benéficos e podem ser utilizados como biofertilizantes e biodefensivos agrícolas, reduzindo a poluição ambiental e melhorando a qualidade dos produtos agrícolas?
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Como estudamos o câncer de boca


Avaliando a iniciação e progressão que ocorrem quando células normais são modificadas pelos fatores de risco.
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Como estudamos o câncer de boca


Avaliando a iniciação e progressão que ocorrem quando células normais são modificadas pelos fatores de risco.
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Como estudamos o câncer de boca


Avaliando a iniciação e progressão que ocorrem quando células normais são modificadas pelos fatores de risco.
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Como estudamos o câncer de boca


Avaliando a iniciação e progressão que ocorrem quando células normais são modificadas pelos fatores de risco.
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Como os elétrons circulam no Sirius?


O feixe de elétrons que circula no acelerador de partículas principal do Sirius é dividido em até 864 pacotes, cada um com aproximadamente quatro bilhões (4.000.000.000) de elétrons.


O tamanho desses pacotes de elétrons varia à medida que se propagam pelo acelerador. Ao passarem por uma das regiões onde há a produção de luz síncrotron, cada pacote tem 9 micrômetros de tamanho horizontal e 3 micrômetros de tamanho vertical. Um micrômetro é igual a um milésimo de um milímetro. Isso significa que os pacotes de elétrons são até 50 vezes mais finos que um fio de cabelo.
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Como traduzir a descoberta para a prática clínica?


Por meio das técnicas da imagem.
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Como traduzir a descoberta para a prática clínica?


Por meio das técnicas da imagem.
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Como traduzir a descoberta para a prática clínica?


Por meio das técnicas da imagem.
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Como traduzir a descoberta para a prática clínica?


Por meio das técnicas da imagem.
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Condições especiais das salas de microscopia eletrônica


Dada a sofisticação dos equipamentos da área de microscopia eletrônica do LNNano, vários critérios rigorosos de engenharia foram necessários para a construção do prédio que abriga essa infraestrutura de pesquisa.


Cada microscópio eletrônico, seja de varredura ou de transmissão, é tão sensível que as salas necessitam, por exemplo, de isolamento acústico nas paredes (placas de espuma em cinza). Também para evitar vibrações externas, no centro de cada sala há um bloco de concreto de algumas toneladas, que isola o ambiente do restante do edifício. A linha no piso é o ponto onde essa intersecção acontece.


O projeto elétrico tem especificidades e utiliza materiais que minimizam o efeito do campo magnético nos ambientes dos microscópios. Além disso, o fornecimento contínuo de energia elétrica garante a performance e integridade dos equipamentos científicos.


O projeto civil ainda contempla o controle total e individual de temperatura nas salas, permitindo a estabilidade térmica do local. O Laboratório ainda oferece salas de apoio para o controle remoto dos microscópios, mantendo o ambiente o mais neutro possível para as análises.
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Construindo microrganismos para a indústria sustentável


O desenvolvimento de microrganismos de alto desempenho amplia o portfólio de produtos que podem ser obtidos biologicamente para a indústria. Um passo fundamental nesse processo de obter microrganismos mais eficientes consiste na introdução de modificações em sua sequência do DNA. A molécula de DNA é composta por genes e carrega todas as informações necessárias para o funcionamento de um organismo. Para construir um microrganismo capaz de produzir um bioproduto de interesse é necessário introduzir em seu DNA um gene de outro organismo. Como fazemos isso? Veja neste vídeo!
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Contribuições


Novas descobertas científicas;


Difusão de conhecimento;


Antecipar o diagnóstico e prognóstico pelo profissional da saúde;


Aumentar o tempo e a qualidade de vida do paciente.
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Contribuições


Novas descobertas científicas;


Difusão de conhecimento;


Antecipar o diagnóstico e prognóstico pelo profissional da saúde;


Aumentar o tempo e a qualidade de vida do paciente.
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Contribuições


Novas descobertas científicas;


Difusão de conhecimento;


Antecipar o diagnóstico e prognóstico pelo profissional da saúde;


Aumentar o tempo e a qualidade de vida do paciente.
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Contribuições


Novas descobertas científicas;


Difusão de conhecimento;


Antecipar o diagnóstico e prognóstico pelo profissional da saúde;


Aumentar o tempo e a qualidade de vida do paciente.



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Cristalização de Proteínas


O ROBOLAB é o laboratório de alto rendimento mais equipado para a cristalização de macromoléculas e seus complexos, aberto à comunidade científica da América Latina. Sua missão é fornecer tecnologias e equipamentos de ponta para a cristalização de macromoléculas, aumentando as chances de sucesso na obtenção de cristais. O laboratório cobre todas as etapas envolvidas na cristalização de proteínas, incluindo (i) preparação de soluções de cristalização, (ii) configuração de experimentos de difusão de vapor em queda livre e (iii) captura automática de imagem com acesso remoto e armazenamento de dados que usa um sistema UV para detectar apenas cristais de proteínas.
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Cultivo de plantas


Para desenvolvermos microrganismos benéficos e que podem ser utilizados como biofertilizantes e biodefensivos agrícolas necessitamos de uma infraestrutura para o cultivo de plantas e seleção de microrganismos. Veja o vídeo e entenda como o crescimento de plantas associado a determinadas bactérias é benéfico para o desenvolvimento da biomassa e conheça nossa sala de cultivo de plantas. Assim, podemos desmitificar a ideia de que todos os microrganismos são maléficos, pois na verdade, para a biotecnologia, muitos deles são aliados valiosos.
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Cultura de Células


Técnicas de Cultura de Células estão disponíveis para estudo em ambiente controlado utilizando células isoladas (in vitro) para avaliação da citotoxicidade e efeitos biológicos de nanomateriais, em especial visando estudar aspectos bioquímicos e fisiológicos da resposta celular. Em geral, consideramos as principais vias de exposição aos materiais (ex. dérmica, oral, inalatória etc.) e então são selecionadas linhagens celulares referentes aos tecidos biológicos destas vias de exposição para os estudos. Também são realizados ensaios com células isoladas de tecidos de Danio rerio (Zebrafish), como as linhagens ZFL (fígado) e ZF4 (embrionária). São conduzidos estudos bioquímicos de monitoramento dos biomarcadores de estresse oxidativo, inflamação e danos no DNA (genotoxicidade).
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Câmaras de Vácuo


As câmaras de vácuo delimitam fisicamente o ambiente em que o feixe de elétrons trafega influenciado pelos campos eletromagnéticos produzidos pelos imãs da rede magnética.


Este ambiente deve ser praticamente livre de moléculas de gás, pois colisões entre o feixe de elétrons e moléculas de gás podem levar à perda dos elétrons armazenados e a uma rápida queda na corrente do feixe. Por isso, a pressão média ao longo do ambiente de vácuo deve ser um trilhão de vezes menor que a pressão atmosférica terrestre, o que é semelhante à da superfície da Lua. Este valor corresponde ao que se convencionou chamar de ultra-alto vácuo e requer várias técnicas especiais para sua produção.
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Célula neuroenteroendócrina


Imagem de microscopia confocal de uma célula neuroenteroendócrina de camundongos com o citoesqueleto de actina marcado em verde, e o núcleo em azul em que podemos observar pontos marcados em amarelo. Estes pequenos pontos são agregados da proteína α-sinucleína, uma das grandes responsáveis por grande parte dos casos genéticos e esporádicos da doença de Parkinson.
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Células tronco: Diferenciação em organóides cerebrais


A maioria dos processos se inicia com a diferenciação de uma célula, que é o processo de transformação de uma célula tronco em uma célula específica de um órgão.
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Descarbonização e economia circular


O uso crescente dos recursos naturais, como a queima de combustíveis fósseis, aumentou as emissões de CO2 para a atmosfera, sendo esta uma das causas do aquecimento global e das mudanças climáticas. As mudanças climáticas representam o maior desafio global da humanidade e, portanto, políticas globais têm levantado estratégias para mitigação das emissões, chamadas de descarbonização, como o incentivo de uso de biorrenováveis. Diversos produtos de relevância industrial, como alimentos, bebidas, cosméticos, biocombustíveis e plásticos podem ser exemplos de estratégias renováveis para alcançar as metas de redução das emissões de CO2. Isso é possível com o uso eficiente de energia e recursos renováveis, como biomassas e resíduos agroindustriais. A nova prática econômica, denominada economia circular, envolve justamente esse conceito de reduzir, reutilizar e reciclar para tornar a descarbonização uma realidade. A biotecnologia industrial praticada no LNBR/CNPEM viabiliza novos modelos de produção industrial para gerar riqueza e empregos, ao mesmo tempo em que reduz os impactos ao meio ambiente contribuindo para o processo de descarbonização.
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Descarbonização e economia circular


O uso crescente dos recursos naturais, como a queima de combustíveis fósseis, aumentou as emissões de CO₂ para a atmosfera, sendo estas uma das causas do aquecimento global e mudanças climáticas. As mudanças climáticas representam o maior desafio global da humanidade e, portanto, políticas globais têm levantado estratégias para mitigação das emissões, chamadas de descarbonização, como o incentivo de uso de biorrenováveis. Diversos produtos de relevância industrial, como alimentos, bebidas, cosméticos, biocombustíveis e plásticos podem ser exemplos de estratégias renováveis para alcançar as metas de redução das emissões de CO₂. Isso é possível com o uso eficiente de energia e recursos renováveis, como biomassas e resíduos agroindustriais. A nova prática econômica, denominada economia circular, envolve justamente esse conceito de reduzir, reutilizar e reciclar para tornar a descarbonização uma realidade. A biotecnologia industrial praticada no LNBR/CNPEM viabiliza novos modelos de produção industrial para gerar riqueza e empregos, ao mesmo tempo em que reduz os impactos ao meio ambiente contribuindo para o processo de descarbonização.
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Descoberta de fármacos no LNBio


A plataforma de descoberta de fármacos do LNBio é composta por equipes e equipamentos de última geração que se complementam no processo de gestão, análise, síntese e avaliação biológica das moléculas.
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Descoberta de fármacos no LNBio a partir da biodiversidade Brasileira


A plataforma de descoberta de fármacos do LNBio lança mão de um grande diferencial competitivo do Brasil, sua biodiversidade, para encontrar novas moléculas com potencial para o desenvolvimento de fármacos inovadores. Através de parcerias com empresas brasileiras inovadoras e com a academia, vem construindo bibliotecas químicas singulares. A coleção de produtos naturais conta hoje com 6 mil amostras oriundas de 600 plantas de 4 biomas brasileiros, e dezenas de bactérias marinhas. Essa coleção química contém mais de 20 mil compostos únicos muitos deles nunca antes reportados. Além disto, os compostos conhecidos da coleção cobrem um amplo espaço químico, incluindo o espaço químico mais propenso ao desenvolvimento de fármacos por via oral. Novidade e diversidade química para inspirar o desenvolvimento de novos fármacos inovadores!
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Descoberta de fármacos no LNBio a partir da biodiversidade Brasileira


Para descobrir os produtos naturais de interesse farmacêutico nas amostras da biodiversidade, o CNPEM emprega uma abordagem inovadora. A abordagem NP3 reúne 3 métodos ortogonais de análise: ensaios biológicos em escala miniaturizada, metabolômica por espectrometria de massas e cristalografia de proteínas. Estes são conduzidos em larga escala gerando uma grande gama de dados. Com o auxílio de algoritmos customizados desenvolvidos no CNPEM (algoritmos NP3) é possível tratar e minerar estes dados, chegando nas informações altamente relevantes para o desenvolvimento de novos fármacos: estrutura química dos produtos naturais bioativos e o sítio e modo de ligação à proteína alvo.
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Diferenças entre Microscópios Eletrônicos: de Varredura X de Transmissão


Em microscópios eletrônicos estudamos a estrutura cristalográfica dos materiais, bem como sua composição química e os estados de ligação dos elementos químicos que os constituem, em níveis atômico, nanométrico e micrométrico. Os avanços tecnológicos das últimas décadas permitem ainda observarmos e analisarmos, em sua forma natural, fenômenos dinâmicos com cada vez mais precisão e reprodutibilidade nessas pequeníssimas dimensões.


O LNNano disponibiliza para a comunidade científica nacional e internacional acesso a uma ampla gama de técnicas convencionais e avançadas de microscopias eletrônicas, como a microscopia de varredura e a de transmissão.


Nos microscópios eletrônicos de varredura, amostras maiores podem ser colocadas no interior do equipamento e um feixe de elétrons percorre a superfície do material, revelando a sua estrutura.


Os microscópios eletrônicos de transmissão usam um método diferente de operação. Constituído de uma coluna vertical, o feixe de elétrons é gerado no topo do equipamento e ele desce por esse caminho, interagindo com uma fina fatia da amostra. Essa interação permite a análise de áreas pontuais do material, com resoluções que chegam a 0.6 angström, como é o caso do microscópio Titan, presente nesta sala.
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Difratômetro de Raios X


A técnica de difração de raios X (DRX) é a principal análise cristalográfica (determinação de uma estrutura cristalina) de materiais como grupo espacial de simetria, parâmetros de rede e microestrutura.


O equipamento presente no LNNano é perfeitamente apropriado para todos os tipos de amostra, incluindo pó, materiais bulk e filmes finos (amorfos, policristalinos e epitaxiais).
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Dipolo de Alto Campo


A luz síncrotron é produzida quando os elétrons que circulam no acelerador principal têm sua trajetória curvada por força eletromagnética. Há algumas formas de “obrigar” o feixe de elétrons a mudar de direção, e no Sirius os componentes responsáveis por isso são os ímãs dipolos e os onduladores.


A imagem ao lado ilustra a lógica de funcionamento dos dipolos, que provocam uma única curva na trajetória dos elétrons para a produção de luz síncrotron. Embora os onduladores sejam a principal forma de extrair radiação nas fontes de luz, no Sirius algumas linhas de luz se beneficiarão de forma especial da luz síncrotron produzida por ímãs dipolos de alto campo magnético.
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Do laboratório para a indústria


A planta piloto do LNBR/CNPEM é uma instalação voltada ao desenvolvimento de processos biotecnológicos. Esta instalação é composta de módulos que podem operar de maneira independente. Seus módulos são compostos por um conjunto de equipamentos que reproduzem condições industriais para as principais etapas dos processos biotecnológicos.  Desta maneira a planta piloto do LNBR/CNPEM é uma ferramenta poderosa para acelerar aplicação industrial de descobertas científicas.
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Doença de Chagas


7 milhões de casos no mundo, 6 milhões na América Latina, entre 1,9 a 4,6 milhões no Brasil entre 2010 e 2019 (fontes: who.org, dndi.org e gov.br/saude).
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Doença de Chagas


Os pesquisadores do CNPEM testam milhares de compostos químicos em células infectadas pelo parasita para identificar moléculas que podem levar o T. cruzi à morte.


Cristalização de proteínas e técnicas de luz síncrotron também auxiliam os pesquisadores em suas investigações.
Bactérias causadoras de doenças e infecções em humanos e plantas estão nas lentes de pesquisadores do LNBio.
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Doenças Infecciosas


O LNBio é um centro de referência na área de biologia estrutural, e reúne equipes altamente qualificadas para pesquisas de doenças infecciosas provocadas por vírus, bactérias e parasitas.


Pesquisas com protozoários como o Trypanossoma cruzi (transmissor da Doença de Chagas), bactérias, como as do tipo Gram negativas e arbovírus, como o vírus Mayaro fornecem informações que contribuem no avanço da busca por medicamentos e cura de doenças que afetam grande parte da população brasileira.


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Eletroímãs


Nos aceleradores de elétrons, as partículas são mantidas em órbitas estáveis por um conjunto de eletroímãs dipolos, quadrupolos e sextupolos. Que compõem a chamada rede magnética. A rede magnética é o que determina a qualidade da “estrada” vista pelos elétrons. A especificação da rede magnética é a etapa mais importante do projeto de uma fonte de luz sincrotron, já que é ela que determina as características do feixe de elétrons e, consequentemente, da luz sincrotron produzida.


Os imãs dipolos têm como papel principal gerar o campo magnético responsável por curvar da trajetória dos elétrons, definindo a órbita de referência em torno da qual os elétrons permanecerão armazenados. Os imãs quadrupolos e sextupolos, por sua vez, têm como função focalizar e corrigir o feixe de elétrons.
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Em 2020, Pesquisadores do CNPEM desvendaram a estrutura 3D do vírus Mayaro. Um feito inédito*.


Arbovírus é o nome dado a vírus transmitidos por mosquitos e outros artrópodes. Alguns exemplos são o vírus da Dengue, o vírus Zika e o vírus Chikungunya. Arboviroses são em grande parte negligenciadas, o que significa que o problema se dá pela falta de conhecimento, carência de políticas públicas de controle e monitoramento e pelo caráter imprevisível de surtos e epidemias. De maneira importante, não existem tratamentos ou vacinas contra a maioria das arboviroses negligenciadas. Assim, pesquisadores do LNBio se dedicam a expandir o conhecimento sobre as arboviroses emergentes e buscam o desenvolvimento de tratamentos.


*O artigo sobre o feito foi publicado na revista Nature Communications em 2021
Cryo-EM structure of the mature and infective Mayaro virus at 4.4 Å resolution reveals features of arthritogenic alphaviruses.
https://doi.org/10.1038/s41467-021-23400-9
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Ema


Quando a matéria é submetida a condições extremas de temperatura, pressão ou campo magnético, ela pode apresentar novas propriedades passando, por exemplo, de condutor para isolante, de magnético para não magnético, e vice-versa.


A linha de luz Ema possibilitará a realização de experimentos em materiais submetidos a condições extremas. O estudo da matéria nessas condições permite investigar novos materiais com características que não existem em condições normais. Este é o caso, por exemplo, dos materiais supercondutores, capazes de conduzir correntes elétricas sem resistência, com o potencial de revolucionar a transmissão e o armazenamento de energia.


As temperaturas e pressões simuladas nesta linha de luz poderão chegar respectivamente a mais de 8000 graus Celsius e pressões equivalentes ao dobro da pressão no centro da Terra. Tais condições só são realizáveis em ambientes de tamanho muito reduzido, e só podem ser desvendados por um feixe de raios X de alto brilho, como o produzido pelo Sirius.


Ema (Rhea americana) é uma ave que não voa, nativa da América do Sul e considerada a maior ave brasileira. Os machos da espécie são responsáveis pela incubação e cuidados com os filhotes.
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Energia Renovável


A transformação da biomassa, como a palha e o bagaço da cana-de-açúcar, que são resíduos da indústria sucroalcooleira, em combustíveis e produtos químicos tem o potencial de se tornar uma alternativa viável aos combustíveis fósseis, como o petróleo e o gás natural. Tornar essa transformação eficiente e economicamente viável é um dos grandes desafios deste século.


Para que a conversão da biomassa aconteça, é preciso que os carboidratos que a compõem, como a celulose, sejam quebrados em açúcares menores. Catalisadores são interessantes neste processo porque são facilmente separados do meio em que ocorre a reação química, podem ser reciclados e são também resistentes ao meio agressivo necessário para a transformação da biomassa. Outra possibilidade é a utilização de coquetéis enzimáticos produzidos por microrganismos especializados na degradação de biomassa vegetal.


Sirius auxilia no desenvolvimento tanto de catalisadores como de coquetéis enzimáticos de baixo custo, que promovam elevada conversão do reagente e seletividade ao produto de interesse.
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Energia Renovável


A transformação da biomassa, como a palha e o bagaço da cana-de-açúcar, que são resíduos da indústria sucroalcooleira, em combustíveis e produtos químicos tem o potencial de se tornar uma alternativa viável aos combustíveis fósseis, como o petróleo e o gás natural. Tornar essa transformação eficiente e economicamente viável é um dos grandes desafios deste século.


Para que a conversão da biomassa aconteça, é preciso que os carboidratos que a compõem, como a celulose, sejam quebrados em açúcares menores. Catalisadores são interessantes neste processo porque são facilmente separados do meio em que ocorre a reação química, podem ser reciclados e são também resistentes ao meio agressivo necessário para a transformação da biomassa. Outra possibilidade é a utilização de coquetéis enzimáticos produzidos por microrganismos especializados na degradação de biomassa vegetal.


Sirius auxilia no desenvolvimento tanto de catalisadores como de coquetéis enzimáticos de baixo custo, que promovam elevada conversão do reagente e seletividade ao produto de interesse.
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Energia


O programa de Energia do LNNano tem como foco usar as ferramentas da nanotecnologia para desenvolver fontes alternativas de geração de energia utilizando processos eletroquímicos. A base desse programa é o desenvolvimento de processos de estocagem de energia solar a partir da geração de hidrogênio (H2), um sistema que mimetiza a fotossíntese e estoca a energia utilizando processos eletroquímicos, principalmente o desenvolvimento de baterias sólidas de íons lítio (Li+).


Para responder a estes e outros desafios de Energia, os nossos pesquisadores utilizam conhecimentos em ciência dos materiais e as ferramentas modernas de processamento e caracterização de nanomateriais, incluindo micro e nanofabricação, microscopia eletrônica de ultra-alta resolução e técnicas de tomografia, disponíveis no Sirius. 
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Espectrometria de Massas


Uma das características do laboratório é que os usuários recebem suporte técnico na operação dos espectrômetros de massa e na análise dos dados, assim como com treinamento na área de espectrometria de massas/proteômica. Três espectrômetros de massa acoplados a sistemas de cromatografia líquida analisam rotineiramente proteomas complexos em grande escala, para descobrir biomarcadores candidatos e alvos de drogas, identificar parceiros de ligação e modificações pós-tradução, analisar complexos reticulados para mapear a interação de proteínas, juntamente com abordagens proteômicas quantitativas. O foco das pesquisas é o desenvolvimento de proteômica baseada em espectrometria de massa em sistemas biológicos complexos, para melhorar a compreensão da biologia nos níveis molecular, celular e de organismos.
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Espectrômetro de fotoelétrons excitados por raios X (XPS)


Este equipamento é capaz de fazer análises de caracterização química de camadas superficiais muito finas, das mais diferentes amostras, na ordem de 1 a 10 nanômetros. O XPS é fundamental para averiguarmos o efeito fotoelétrico dos materiais, ou seja, a emissão de elétrons por um dado material quando exposto à alta radiação eletromagnética.


As amostras são irradiadas com raios X e os fotoelétrons por elas emitidos são resolvidos em função da energia cinética. Através da análise dos espectros, é possível obter a composição elementar, o estado químico e eletrônico dos elementos.
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Espelhos e Lentes


Estes equipamentos moldam geometricamente a luz síncrotron para as condições requeridas no experimento, por exemplo, focalizando ou de defocalizando o feixe de luz.
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Espessura das folhas de grafeno


O grafite é composto de camadas de átomos de carbono organizados em hexágonos. Se isolarmos apenas uma dessas camada, teremos o grafeno.


Assim, este é o nanomaterial mais fino que existe, com apenas um átomo de espessura. O grafeno é um material promissor devido à suas propriedades condutoras e a sua resistência mecânica.


Por AFM, somos capazes de mensurar a altura das folhas de grafeno.
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Espuma verde em ambiente aquático


Espuma “verde” feita a partir de materiais naturais é eficiente na absorção de óleos e solventes. O material, obtido a partir da combinação de fibrilas de nanocelulose e látex de borracha natural, demonstrou excelente capacidade de absorção de diversos tipos de óleos e solventes orgânicos, que pode ser muito útil em tarefas de descontaminação de poluentes em água.


Além do aproveitamento de biomassas renováveis e abundantes em sua fabricação, a espuma apresentou capacidade de absorver volumes de poluentes até 50 vezes superiores à sua massa, mesmo os mais viscosos. Testes iniciais também demonstraram que a espuma mantém elevados níveis de eficiência de absorção mesmo após 20 ciclos de reutilização e rápida taxa de absorção, de 1s a 10s.


A inovação, já com depósito de patente feito pelo CNPEM, tem diversas possibilidades de aplicação em filtros e processos de remediação do meio ambiente, demonstrou ter alcançado características ideais de porosidade e robustez da estrutura.
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Estrutura completa do vírus Mayaro


Estudo usando equipamentos sofisticados de criomicroscopia eletrônica e técnicas avançadas de biologia revelaram a estrutura molecular do vírus Mayaro, com resolução de 4.4 angstrom.


Pela primeira vez no Brasil e na América Latina, a estrutura completa de um vírus foi elucidada por uma equipe multidisciplinar de pesquisadores do CNPEM. O trabalho foi publicado na Nature Communications, em 2021.


O vírus causa a doença infecciosa, transmitida por mosquitos, conhecida como “Febre do Mayaro”, que provoca dores nas articulações e podem perdurar por meses. A “Febre do Mayaro” é uma das doenças endêmicas negligenciadas no Brasil, com dificuldades de diagnóstico e sintomas muito parecidos com os da Chikungunya, que prejudicam muito o planejamento de estratégias de controle.


Na estrutura, um dos detalhes que chamam atenção são as cadeias de açúcares (em laranja) ligadas na proteína E2 (em verde). Estes açúcares estão voltados uns para os outros em uma configuração que se assemelha a um aperto de mãos e que, portanto, foi apelidada de “handshake” (aperto de mãos). Os pesquisadores acreditam que esses açúcares, além de serem reconhecidos pelo sistema imunológico, podem ajudar o vírus a se organizar e ficar mais estável.
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Ferramentaria e Manufatura Avançada


Na ferramentaria são realizados processos de fabricação convencionais e não-convencionais, incluindo a manufatura de peças e componentes metal-mecânicos com o auxílio de máquinas automatizadas de corte, dobra e usinagem, entre outros processos.
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Fertilizantes


O nitrogênio é um importante elemento químico para as plantas, componente de proteínas e da clorofila. No entanto, embora o gás nitrogênio (N₂) seja abundante na atmosfera, ele não pode ser absorvido diretamente do ar pelas plantas. Antes, o gás nitrogênio precisa ser transformado em outras formas químicas, como a amônia (NH₃).


Fertilizantes sintéticos contendo nitrogênio são obtidos através de reações químicas entre o nitrogênio atmosférico e matérias-primas provenientes das indústrias petrolífera e da mineração. Essa reação requer condições extremas de temperatura e pressão, e estima-se que o processo consuma entre 1 e 2% da produção mundial de energia. Por outro lado, essa transformação ocorre no próprio solo em pressão e temperatura ambiente proporcionada por enzimas, chamadas nitrogenases, produzidas por bactérias.


Sirius permite investigar não só a estrutura tridimensional do arranjo dos átomos que compõem essas enzimas, mas também sua interação com outras moléculas e seu mecanismo de ação na quebra do nitrogênio e formação da amônia. A compreensão desse mecanismo é essencial para seu uso industrial na produção mais eficiente e sustentável de fertilizantes.
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Fertilizantes


O nitrogênio é um importante elemento químico para as plantas, componente de proteínas e da clorofila. No entanto, embora o gás nitrogênio (N₂) seja abundante na atmosfera, ele não pode ser absorvido diretamente do ar pelas plantas. Antes, o gás nitrogênio precisa ser transformado em outras formas químicas, como a amônia (NH₃).


Fertilizantes sintéticos contendo nitrogênio são obtidos através de reações químicas entre o nitrogênio atmosférico e matérias-primas provenientes das indústrias petrolífera e da mineração. Essa reação requer condições extremas de temperatura e pressão, e estima-se que o processo consuma entre 1 e 2% da produção mundial de energia. Por outro lado, essa transformação ocorre no próprio solo em pressão e temperatura ambiente proporcionada por enzimas, chamadas nitrogenases, produzidas por bactérias.


Sirius permite investigar não só a estrutura tridimensional do arranjo dos átomos que compõem essas enzimas, mas também sua interação com outras moléculas e seu mecanismo de ação na quebra do nitrogênio e formação da amônia. A compreensão desse mecanismo é essencial para seu uso industrial na produção mais eficiente e sustentável de fertilizantes.
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Fluxo de ações para a descoberta de novos fármacos


Os hits dificilmente apresentam a potência e propriedades desejadas para um novo fármaco. Desta forma, devem ser melhorados através de modificação química em uma etapa denominada hit2lead.


A etapa hit2lead envolve o planejamento e síntese de moléculas, seguido de teste destas em ensaios biológicos. Os ciclos de melhoramento das moléculas são repetidos, até que se obtenha uma molécula com a potência e propriedades de fármaco desejadas. Esta molécula é denominada lead.


Quando validada sua eficácia e segurança em modelos animais o lead é denominado “candidato”, que é o protótipo de um novo fármaco.
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Fluxo de ações para a descoberta de novos fármacos


A plataforma atua em um fluxo modular, partindo de ensaios biológicos preditivos de eficácia clínica e bibliotecas químicas diferenciadas, chegando em moléculas protótipos de novos fármacos.


As moléculas de partida, hits, são moléculas que desempenham um determinado efeito sobre um alvo, por exemplo a inibição ou ativação de uma enzima, a inibição do crescimento celular (câncer, parasita, bactéria) ou da replicação de um vírus. Estas são encontradas após a execução de campanhas de triagem do alvo biológico contra amplas bibliotecas químicas.
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Fotossíntese artificial


No LNNano há um programa de Energia cujo foco é usar as ferramentas da nanotecnologia para desenvolver fontes alternativas de geração de energia utilizando processos eletroquímicos. A base desse programa é o desenvolvimento de processos de estocagem de energia solar a partir da geração de hidrogênio (H2), um sistema que mimetiza a fotossíntese e estoca a energia utilizando processos eletroquímicos, principalmente o desenvolvimento de baterias sólidas de íons lítio (Li+).


Os dois processos de estocagem de energia que são o foco deste programa (fotossíntese artificial e baterias de íons Li), têm os mesmos problemas fundamentais que levam à baixa eficiência dos dispositivos.


A resolução desses problemas de interfaces pode conduzir a um aumento da eficiência destes dispositivos e, assim, torná-los economicamente mais competitivos.
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Galeria de Cristais de proteínas


A cristalização de proteínas é um processo que exige condições específicas que favorecem o arranjo ordenado das moléculas. Os cristais, quando submetidos a difração de raios X, geram informações sobre a estrutura tridimensional da proteína, identificando a exata posição de cada um de seus átomos e suas interações. Com a estrutura atômica é possível entender melhor a função biológica das proteínas no organismo, estudar sua interação com possíveis fármacos e outras moléculas, além de permitir encontrar ou projetar pequenos compostos químicos que sejam modeladores da sua função. 


Diferentes tipos de proteínas demandam diferentes processos de obtenção de cristais, e quanto maiores, mais fáceis eles são de serem visualizados.


Cristais muito pequenos são difíceis de se analisar com fluxos de raio X de raios pequenos e pouca resolução. O Sirius possui fluxos de luz muito fortes, com raios bem pequenos, derrubando o desafio de se obter imagens de boa resolução, mesmo com as menores estruturas cristalizadas. Essa resolução é de suma importância na detecção dos desalinhamentos dos cristais, indicativos de reações e mutações específicas que podem ser respostas importantes a muitas questões sobre doenças, por exemplo.
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Georreferenciamento no apoio a sustentabilidade


No LNBR utilizamos o georreferenciamento para o uso sustentável de recursos naturais e auxílio na tomada de decisões. Características relativas à produção de um biorrenovável podem variar com a localização, como por exemplo o clima, disponibilidade de matéria prima, terra, água, polos de preservação de biodiversidade, custos e emissões de gases de efeito estufa. As informações adquiridas por meio do georreferenciamento orientam os desenvolvimentos tecnológicos e apoiam os processos de tomada de decisão na transição para uma economia de base biológica. O uso dessas informações georreferenciadas permite uma produção sustentável de biorrenováveis que minimize os impactos sobre o meio ambiente, otimize o uso dos recursos naturais e promova benefícios socioeconômicos. Um exemplo prático pode ser observado ao analisar a distância entre a produção de biomassa no campo até a biorrefinaria, que impacta no uso de combustível, afetando nos custos de transporte e na quantidade de emissões de gás carbônico (CO2) para a atmosfera.
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Hidrólise de Biomassa e Processos Fermentativos


O módulo de Hidrólise de Biomassa é o local onde, por exemplo, utiliza-se uma biomassa que já passou por pré-tratamento físico-químico para quebrar as estruturas da biomassa até moléculas pequenas de açúcares que os microrganismos podem, em etapa posterior, consumir para formar um produto de interesse. O Reator de Hidrolise realiza, por exemplo, a hidrólise enzimática de biomassa vegetal com altor teor de sólidos. É um desafio misturar as enzimas necessárias em uma massa de biomassa com pouca água, mantendo toda a reação na temperatura adequada. O conteúdo do reator precisa ser mantido sob eficiente agitação para possibilitar que as enzimas consigam agir adequadamente e quebrar as moléculas da biomassa vegetal, transformando grandes cadeias de celulose em moléculas pequenas de glicose. As reações podem ter duração de algumas horas ou de vários dias e durante todo o período de reação, os parâmetros da reação (temperatura, pH, agitação) são controlados de forma automática.
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Imagens produzidas no Laboratório de imagens Biológicas


Glossário


Confocal: capta apenas o material posicionado no ponto focal de lente aproximada


Hipocampal: estrutura cerebral localizada em cada lóbulo do córtex cerebral


Glia: Célula do sistema nervoso


Actina: Constituinte do citoesqueleto das células



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Imbuia


Investigações de morfologia e composição química são fundamentais para a compreensão da fisiologia de sistemas biológicos em diversos níveis, e a realização desses estudos em sistemas similares aos fluidos biológicos permite que se obtenha informações representativas do funcionamento desses sistemas em seus ambientes naturais. Para a análise de uma célula sanguínea isolada, por exemplo, o ideal seria usar um líquido que reproduza seu ambiente natural, ou seja, o sangue. Assim os resultados, mesmo que em ambiente de pesquisa, serão representativos para a clínica ou a indústria farmacêutica.


A linha de luz Imbuia é dedicada a experimentos utilizando a luz infravermelha, que permite a identificação dos grupos funcionais de moléculas e a análise da composição de praticamente qualquer material, com resolução nanométrica. Imbuia permitirá, assim, a realização de pesquisas de fronteira tanto em novos materiais sintéticos como para o entendimento de materiais naturais, como os biológicos.


Imbuia é o nome popular da espécie Ocotea porosa, típica das florestas de araucárias da região sul do Brasil. Antes abundante, a Imbuia está ameaçada de extinção devido à exploração predatória de sua madeira nobre.
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Infraestrutura de Processamento de Dados


Para que o máximo da inteligência e criatividade humanas possa ser exercido na investigação científica, é essencial que o grande volume de dados obtidos nas linhas de luz seja tratado de forma rápida, amigável e flexível. No Sirius, os usuários têm acesso a uma infraestrutura de ponta para transferência, armazenamento, e processamento dos dados, denominada TEPUI (Throughput Enhanced Processing Unit).


TEPUI é composta por supercomputadores batizados em homenagem a mulheres importantes como Enedina Alves Marques, Tarsila do Amaral e Rosalind Franklin. Esses computadores possuem centenas de CPUs e milhares de GB de memória RAM. O componente de destaque são as placas de vídeo A100, a mais poderosa do momento, com 40 GB de memória por placa. Nelas são executados os algoritmos que necessitam de alto poder de processamento paralelo, capazes de processar as informações mais complexas em questão de segundos.


Já o armazenamento de dados tem capacidade para 2.000 TB enquanto a transferência de dados é capaz de operar com velocidades de 400.000 Megabits por segundo, mais de mil vezes a capacidade de armazenamento de computadores pessoais e da velocidade dos planos de internet doméstica.
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Instalações Abertas do LNBio


O LNBio opera atualmente quatro laboratórios ou instalações abertas para atender usuários da academia e da indústria. As instalações fornecem à comunidade científica e industrial infraestrutura e ferramentas de última geração, que permitem a execução de experimentos de alta complexidade e pesquisa multidisciplinar em muitas áreas das ciências da vida, incluindo biologia estrutural, proteômica, metabolômica, descoberta de drogas, bioimagem, entre outros. Os laboratórios abertos também apoiam descobertas tecnológicas, agregando qualidade e competitividade à ciência produzida no Brasil. As instalações recebem propostas de utilização em determinadas datas, que são informadas no site do LNBio e nas redes sociais do CNPEM ao longo de cada ano.
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Intestino delgado


Imagem de microscopia confocal em maior aumento de região do intestino delgado de animal modelo mostrando o citoesqueleto de actina em vermelho e componentes do sistema nervoso entérico em verde. Observe a presença de uma célula única no epitélio intestinal marcada em verde. Esta célula é denominada célula neuroenteroendocrina e apresenta muitas características similares a uma célula neuronal. Além disso, esta célula foi recentemente implicada com o início de doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson. Os núcleos celulares estão mostrados em azul.
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Intestino


Imagem de microscopia confocal de um corte de intestino de animal modelo. Em vermelho observamos o citoesqueleto de actina com grande fluorescência, principalmente na região voltada pra dentro do órgão devido a grande concentração de actina nas microvilosidades. Em verde observamos corpos celulares e terminações nervosas do sistema nervoso entérico e em azul, os núcleos celulares.
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Ipê


Quando átomos se juntam para formar materiais sólidos e líquidos, a interação entre seus elétrons pode originar propriedades que são muito diferentes das características individuais de cada elemento constituinte, e que definem como os materiais transportam calor, eletricidade, magnetismo, som, luz etc. O conhecimento preciso dessas interações auxilia o desenvolvimento de novas tecnologias para o armazenamento e transporte de informações, para a eletrônica com alta eficiência energética, entre outras.


A linha de luz Ipê será dedicada a estudar a distribuição dos elétrons em átomos e moléculas presentes em interfaces líquidas, sólidas e gasosas, e de como ela afeta as propriedades dos materiais. Dessa forma, Ipê permitirá sondar como as ligações químicas ocorrem nas interfaces de materiais como catalisadores, células eletroquímicas, materiais sujeitos a corrosão, ou ainda como a corrente elétrica se propaga em diferentes materiais, desde isolantes até supercondutores.


Ipê é o nome popular de diversas espécies de árvores do gênero Handroanthus. Disputa a posição de árvore-símbolo do País com o Pau-Brasil. De origem Tupi, seu nome significa árvore cascuda.
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LC3D Laboratório de Cultura 3D


Além disso, podemos usar os modelos de cultura 3D construídos aqui em sistemas microfisiológicos, também chamado de organs on a chip, onde podemos simular situações mais fisiologicamente parecidas com organismos.
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LC3D Laboratório de Cultura 3D


As metodologias têm sido utilizadas tanto para o estudo de fármacos, como para estudo de toxicidade, que usam sistemas mais próximos dos serem humanos e evitam o uso excessivo e desnecessário de animais de experimentação.
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LC3D Laboratório de Cultura 3D


O laboratório de cultura 3D tem como principal objetivo construir modelos celulares tridimensionais de diferentes tecidos como pele, fígado, intestino para que estes modelos possam ser utilizados em diferentes aplicações.
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LC3D Laboratório de Cultura 3D


O laboratório desenvolve os protocolos de produção e é também um laboratório central da RENAMA, Rede Nacional de Métodos Alternativos, que atua no desenvolvimento de metodologias alternativas ao uso de animais e no treinamento de pessoas para o uso.
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LC3D Laboratório de Cultura 3D


Partimos então para nosso desafio, seguindo um sistema de desenvolvimento e análises.
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LEC – Laboratório de Espectometria e Calorimetria


Este laboratório está equipado com 9 equipamentos para medidas de qualidade e caracterização de proteínas, bem como para medidas de interações entre diversas biomoléculas. Com relação à caracterização de proteínas, a equipe está apta a fazer medidas de quantificação, agregação, estabilidade estrutural de estruturas secundárias e terciárias, oligomerização, homogeneidade de amostras, enovelamento e precipitação de amostras. Com relação a medidas de agregação, a equipe poderá medir atividade enzimática, fazer medidas de cinética de reação, interações e ligações entre macromoléculas, e análises termodinâmicas.
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Laboratório Nacional de Nanotecnologia


Os programas de pesquisa do Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) estão direcionados para atender demandas da sociedade nas áreas de Energia, Saúde e Meio Ambiente. A natureza interdisciplinar e transversal da nanotecnologia faz dela uma ferramenta central para inovação tecnológica voltada para estas áreas-chave de desenvolvimento da sociedade.
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Laboratório de Biologia Cardiovascular


No laboratório de Biologia Cardiovascular do LNBio busca-se entender os mecanismos moleculares envolvidos no desenvolvimento da insuficiência cardíaca e a incapacidade do coração adulto de regenerar o miocárdio (tecido cardíaco) perdido após um infarto.


O objetivo final é identificar alvos moleculares importantes para o desenvolvimento de novas classes de inibidores farmacológicos para o tratamento da insuficiência cardíaca crônica.
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Laboratório de Biologia do Câncer


Trocas metabólicas entre células de câncer e o sistema imune propiciam ambiente de tolerância e induz à derrota do sistema imune.


* Lactato e quinurenia são dejetos metabólicos das células de câncer que agem sobre as células do sistema e imune de maneira a inativá-las e, assim, permitir a progressão tumoral.


* Células supressoras derivadas de mieloide são células originárias da medula que desenvolvem características destrutivas do sistema imune.



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Laboratório de Biologia do Câncer


Atualmente, a equipe do laboratório de biologia do câncer busca entender como a enzima glutaminase e o nutriente glutamina afetam a maneira como o sistema imune defende nosso corpo das células cancerosas, e a ação dos chamados anticorpos monoclonais (remédios de origem biológica) usados hoje no tratamento de câncer. Existe também o interesse em desenvolver metodologias de cultivo de células em 3 dimensões para a mimetização das massas tumorais.
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Laboratório de Biologia do Câncer


O laboratório de Biologia do Câncer do LNBio é composto por biólogos, farmacêuticos, biotecnólogos, químicos e biomédicos, e desenvolve pesquisa na área de biologia molecular e celular do câncer.


Busca-se entender o que muda na célula para que ela se torne uma célula cancerosa, especialmente como ela altera a maneira como consome e utiliza nutrientes (açúcar, gorduras e aminoácidos).


O objetivo é encontrar o “calcanhar de Aquiles” das células cancerosas, que deem, assim, pistas de formas eficientes de derrotá-las.
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Laboratório de Biologia do Câncer


O artigo Mitochondrial localization and structure-based phosphate activation mechanism of Glutaminase C with implications for cancer metabolismo*, demonstrou as regiões importantes de atividades da glutaminase C e seu aumento de nível proteico em câncer de mama.


*Publicado na edição 109 dos Proceedings da National Academy of Sciences of the United States of America (https://doi.org/10.1073/pnas.1112495109)
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Laboratório de Biologia do Câncer


O grupo do laboratório de biologia do câncer estuda um tipo de câncer de mama chamado triplo-negativo, que não responde às terapias-alvos existentes mais eficientes. Este tipo de câncer é particularmente sensível `a privação do nutriente glutamina. As publicações do grupo já demonstraram que:


o uso de fármacos que inibem a glutaminase mata ou faz estas células crescerem menos;


a inibição de glutaminase associada a inibição da utilização de gorduras é ainda pior para estas células;


existem novos alvos terapêuticos para este subtipo tumoral;


A glutaminase também é importante para o câncer colorretal e está associada a maior risco de incidência deste tipo de tumor em pessoas que têm uma certa alteração no DNA. Esta descoberta foi feita em parceria com o grupo do Dr. Callin do MD Anderson, Texas, EUA.


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Laboratório de Biologia do Câncer


Um caso de sucesso dessa “caçada” foi a resolução da estrutura atômica de uma proteína chamada glutaminase, importante para a metabolização do nutriente glutamina nas células.


O grupo de pesquisa propôs e produziu imagens dessa proteína ativa, e vem buscando moléculas que possam compor novos fármacos capazes de desativá-las.


Usando uma técnica avançada de microscopia eletrônica de partículas únicas, demonstrou a verdadeira forma ativada desta enzima.


Foi o primeiro grupo a desvendar a estrutura atômica da glutaminase pelas técnicas de cristalografia de proteínas e espalhamento de raios X a baixos ângulos.
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Laboratório de Condições Termodinâmicas Extremas


Neste laboratório de apoio podem ser geradas condições extremas, como altas e baixas temperaturas, altas pressões e campos magnéticos, de forma que as amostras dos materiais possam ser analisados sob essas condições especiais. Isso porque sob essas condições os materiais podem se comportar de maneira diferente das que já conhecemos. Por exemplo, os átomos que compõem um material se aproximam ao se aumentar a pressão a qual ele é submetido. Isso produz um novo arranjo dos átomos, que pode levar formação de novos materiais ou a descoberta de novos estados ou fenômenos exóticos da matéria.


Neste laboratório os usuários das linhas de luz contam com a infraestrutura necessária para preparar suas amostras para os experimentos em diferentes condições extremas. Um desses dispositivos especiais, que cabe na palma da mão, é chamado de célula de bigorna de diamantes. Com ele é possível "espremer" a amostra do material estudado entre dois diamantes para aplicar a ela pressões tão altas quanto às encontradas no núcleo do planeta Terra.
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Laboratório de Crescimento In-Situ


Este laboratório oferece aos usuários as ferramentas avançadas para crescimento de materiais na forma de filmes finos. Os materiais são formados pela deposição de uma ou mais camadas de átomos sobre um substrato, com objetivo de compreender, modificar e controlar suas propriedades ópticas, químicas, elétricas, eletrônicas, e outras. Esses materiais podem ser utilizados em diversos dispositivos eletrônicos, mídias de disco rígido, baterias, entre outros.


Aqui podem ser produzidos filmes finos com controle de espessura no nível dos átomos e de forma altamente pura, sem a contaminação de outros materiais, com apenas uma camada de átomos ou de até algumas milhares de camadas. Este laboratório de apoio permite, ainda, que os filmes finos sejam transportados em ambiente de ultra-alto vácuo até algumas linhas de luz, o que é essencial para o estudo da superfície dessas amostras.
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Laboratório de Eletrônica e Controles Avançados


No Laboratório de eletrônica e Controles Avançados concentra-se a equipe de Instrumentação, Eletrônica e Software. é responsável pelo projeto, construção, testes, manutenção, e integração de hardware e software para sistemas de automação e controle, sincronismo, diagnóstico de feixe, fontes de corrente e tensão, aquisição de dados, sistemas supervisórios, intertravamento, sistemas de informação para gerenciamento de equipamentos, infraestruturas de redes e computação de alto desempenho.
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Laboratório de Metrologia Mecânica e Ótica


O Laboratório de Metrologia é dotado de equipamentos para caracterização de componentes de instrumentação de precisão para o Sirius, e também para as medições necessárias durante instalação e manutenção das estações de pesquisa da nova fonte de luz.


Considerando que as características de ultra-estabilidade dos seus componentes óticos e opto-mecânicos impõem precisões de caracterização na escala dos nanômetros, é necessário trabalhar com ambientes controlados de vibração, temperatura, umidade e particulados. A estabilidade térmica no ambiente geral de montagem é de ± 0,5°C e nos ambientes internos dos laboratórios de Metrologia Mecânica e Ótica, é de ± 0,1°C.
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Laboratório de Modelagem, Projetos e Metrologia Mecânica


No Laboratório de Modelagem, Projetos e Metrologia Mecânica são realizados serviços ou desenvolvidos equipamentos e produtos com foco em mecânica e metrologia, desde sua modelagem e projeto até a fabricação e garantia de qualidade, utilizando infraestrutura própria ou através de fornecedores externos.
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Laboratório de Organismos Modelo (LOM)


No LOM, usamos tecnologias de edição de genoma para estudar os mecanismos moleculares de doenças humanas ou para a validação de novas moléculas em modelos animais. Trabalhamos com abordagens transgênicas clássicas, bem como com a moderna tecnologia de edição de genes CRISPR / Cas9.
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Laboratório de Química


No laboratório químico, os usuários internos e externos encontrarão condições operacionais seguras e a infraestrutura e insumos adequados para a manipulação e preparação de amostras de materiais que serão analisadas nas linhas de luz, além de outros produtos químicos necessários para sua pesquisa.


Este laboratório de apoio tem como objetivo centralizar a manipulação de substâncias químicas, facilitando sua rastreabilidade e controle geral, e de garantir que essas atividades sigam as normas de segurança exigidas pelo CNPEM, através de treinamento, suporte técnico e acompanhamento.
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Laboratório de Tecnologia em Vácuo e Laboratório de Estudos e Caracterização de Materiais


O chamado “prédio vermelho” concentra os laboratórios de Tecnologia em Vácuo e de Estudos e Caracterização de Materiais. Nesses laboratórios são realizados projetos e a construção de sistemas baseados em vácuo e ultra-alto vácuo, além de técnicas de união de materiais especiais, projeto e construção de sistemas supercondutores e criogênicos. Há também uma infraestrutura para análise e caracterização de materiais.
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Laboratório de eletromagnetismo


No Laboratório de eletromagnetismo são realizados o projeto, a construção e a caracterização de equipamentos e dispositivos com configurações específicas de campo magnético, de sistemas de radiofrequência (IR) e sistemas de injeção para aceleradores.
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Laboratóriode Biologia Cardiovascular


A continuidade dessa pesquisa é crucial para o desenvolvimento de novas classes terapêuticas visando a regeneração de órgãos e tecidos, buscando uma melhor qualidade de vida de pacientes que sofrem de doenças do coração.
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Laboratóriode Biologia Cardiovascular


A insuficiência cardíaca é uma doença com alta morbidade e mortalidade, afetando mais de 23 milhões de pacientes em todo o mundo. Metade desses pacientes morrem dentro de 5 anos após o diagnóstico.


De maneira geral, a base fisiopatológica da insuficiência cardíaca é a incapacidade do coração adulto de regenerar o miocárdio perdido ou lesado.
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Laboratóriode Biologia Cardiovascular


Atualmente, a equipe do laboratório de biologia cardiovascular busca a descoberta de novas classes farmacêuticas para inibir a enzima PDK4, e assim auxiliar no tratamento das doenças cardiovasculares.


Para isso, resolvemos a estrutura atômica da enzima PDK4 ligada a uma molécula inibidora.
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Laboratóriode Biologia Cardiovascular


Durante os primeiros dias de vida, período em que nosso coração possui alta capacidade regenerativa, o órgão utiliza açúcares como principal fonte de energia.


Já na vida adulta, período em que o coração é incapaz de se regenerar, o órgão utiliza gorduras como fonte de energia.


Nessa mudança na maneira como nosso coração consome e utiliza nutrientes pode estar a “chave” para o desenvolvimento de novas terapias para as doenças cardiovasculares.
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Laboratóriode Biologia Cardiovascular


Embora a renovação dos miócitos cardíacos (células do coração responsáveis pelas contrações) ocorra no coração adulto, ela é limitada e insuficiente para restaurar a disfunção contrátil.


Por outro lado, durante os primeiros dias de vida, nosso coração é capaz de substancial regeneração após lesão, mediado pela proliferação de miócitos cardíacos pré-existentes.


No entanto, essa capacidade regenerativa é perdida nos primeiros dias após o nascimento, que coincide com alterações na maneira como nosso coração consome e utiliza nutrientes (açúcar, gorduras e aminoácidos).
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Laboratóriode Biologia Cardiovascular


Recentemente, demonstramos que é possível diminuir o consumo de gorduras pelo coração adulto e, consequentemente, reativar a capacidade regenerativa do coração.


No artigo Mitochondrial substrate utilization regulates cardiomyocyte cell-cycle progression, publicado na revista Nature Metabolism demonstramos que a inibição da enzima PDK4 é um alvo chave para o desenvolvimento de novas terapias regenerativas do coração.
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Litografia por feixe de elétrons


O sistema de litografia eLINE Plus utiliza um feixe de elétrons com precisão nanométrica para modificar a estrutura de resinas poliméricas de modo seletivo. Com isso, é capaz de criar padrões que são utilizados na fabricação de diversos dispositivos e sensores para as áreas de saúde, energia e meio ambiente. Além da resolução nanométrica, é possível realizar alinhamentos de modo muito preciso permitindo a criação de dispositivos mais complexos como por exemplo circuitos integrados.
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Manacá


Quando uma molécula é identificada como alvo terapêutico, a investigação de sua estrutura tridimensional, isto é, a posição de cada um dos átomos que a compõe, permite entender a sua ação no organismo e sua interação com as candidatas a fármaco. Dessa forma, é possível tornar a busca por novos medicamentos mais eficiente.


A linha de luz Manacá, por meio da técnica chamada cristalografia de macromoléculas, permite o estudo da estrutura de proteínas e enzimas humanas e de patógenos com resolução micrométrica e submicrométrica, capaz de guiar o desenvolvimento de potenciais novos fármacos ou a compreensão do funcionamento de fármacos já conhecidos para aumentar sua efetividade. Informações sobre a estrutura de proteínas são importantes não apenas na área da saúde, mas também para o desenvolvimento de biocombustíveis, defensivos agrícolas, alimentos e cosméticos.


Manacá-de-cheiro é o nome dado à árvore da família Solanaceae, encontrada na Mata Atlântica brasileira. Está sempre rodeada pela borboleta-do-manacá, um inseto cujas larvas só se alimentam das folhas dessa planta.
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Materiais Avançados


Os desafios em se alcançar um desenvolvimento sustentável passa pela disponibilidade de energia abundante, limpa e barata. Deste modo, novos materiais precisam ser desenvolvidos para aprimorar a conversão de biomassa em combustíveis e para canalizar de forma eficiente a energia luminosa do sol, energia cinética dos ventos ou energia potencial dos recursos hídricos.


Neste sentido também é essencial uma produção industrial mais eficiente e menos poluente, através da criação de catalisadores mais baratos e seletivos, de materiais renováveis mais leves e resistentes – como plásticos, vidros e fibras –, assim como componentes para dispositivos eletrônicos cada vez mais potentes e ao mesmo tempo econômicos.


Sirius oferece uma enorme variedade de formas de enxergar, em detalhe, as interações dos elétrons entre si e com a luz, as ligações entre elementos químicos e suas interações com outras substâncias. A combinação dessas ferramentas é essencial para o desenvolvimento de novos materiais.
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Materiais Avançados


Os desafios em se alcançar um desenvolvimento sustentável passa pela disponibilidade de energia abundante, limpa e barata. Deste modo, novos materiais precisam ser desenvolvidos para aprimorar a conversão de biomassa em combustíveis e para canalizar de forma eficiente a energia luminosa do sol, energia cinética dos ventos ou energia potencial dos recursos hídricos.


Neste sentido também é essencial uma produção industrial mais eficiente e menos poluente, através da criação de catalisadores mais baratos e seletivos, de materiais renováveis mais leves e resistentes – como plásticos, vidros e fibras –, assim como componentes para dispositivos eletrônicos cada vez mais potentes e ao mesmo tempo econômicos.


Sirius oferece uma enorme variedade de formas de enxergar, em detalhe, as interações dos elétrons entre si e com a luz, as ligações entre elementos químicos e suas interações com outras substâncias. A combinação dessas ferramentas é essencial para o desenvolvimento de novos materiais.
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Meio Ambiente


O Programa de Meio Ambiente do LNNano tem como foco de pesquisa o desenvolvimento de materiais avançados que sejam ambientalmente amigáveis desde sua produção até o seu descarte. Um dos grandes desafios científicos na atualidade é a geração de tecnologias livres de produtos químicos capazes de causar danos à saúde humana e ao meio ambiente. Assim, a substituição de insumos derivados do petróleo por recursos renováveis e emprego de métodos “verdes” para a síntese de materiais têm se tornado um tema central para um futuro mais sustentável. 


Nesse contexto, a celulose extraída de biomassa é um excelente material para inovar. É abundante na natureza, renovável, de baixa toxicidade e com inúmeras possibilidades de utilização prática envolvendo tecnologias já existentes e possibilitando também o desenvolvimento de tecnologias inéditas. Por exemplo, as nanopartículas de celulose podem ser combinadas com outros nanomateriais (grafeno, nanopartículas inorgânicas, látex), moléculas orgânicas e biopolímeros, conferindo, assim, novas funcionalidades para aplicações muito diversificadas como: sensores e dispositivos, estabilizantes coloidais, adesivos, compósitos poliméricos e materiais para remediação ambiental. 
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Micro e Nanofabricação


A divisão de Micro e Nanofabricação do LNNano oferece uma infraestrutura multiusuário aberta para pesquisa e desenvolvimento de dispositivos para as mais diversas aplicações, criada para apoiar as comunidades científica e industrial. O processamento inclui etapas de limpeza e corrosão, foto e nanolitografia, escrita direta, deposição de filmes finos, impressão 3D e uma plataforma completa para fabricação de dispositivos microfluídicos.


Todas as instalações possuem acesso por agendamento, equipe altamente capacitada nas técnicas disponíveis, suporte e orientação em todas as etapas dos processos.


A divisão conta ainda com um parque de equipamentos dedicados à caracterização elétrica e topológica, além de equipamentos para preparo de amostras.
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Microscopia Confocal a Laser


A técnica de microscopia confocal a laser permite realizar o imageamento e medidas de topologia com alta profundidade de foco. O equipamento combina a microscopia óptica convencional e a laser para obter imagens com alta resolução espacial.


As imagens são formadas baseadas na luz refletida pela amostra. Através de uma eletrônica embarcada é possível definir o ponto mais alto e o ponto mais baixo (eixo-Z) da área de interesse e fatiar as imagens, de modo que sejam adquiridas várias fotos da mesma região, mas em pontos diferentes no eixo-Z, que pode chegar até 10 nanômetros de resolução. Ao final, é feita uma reconstrução tridimensional do objeto observado.


Veja ao lado algumas imagens produzidas no microscópio confocal a laser.
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Microscopia CytoViva e Fluorescência


A técnica de Microscopia Hiperspectral de Campo Escuro (CytoViva) é um sistema para identificação de nanopartículas e nanomateriais após interação com células e tecidos biológicos de interesse. Através desta técnica é possível coletar a assinatura espectral dos materiais e utilizá-la para a identificação destes materiais nanoestruturados em diferentes matrizes e tecidos biológicos. Além disso, a técnica pode ser empregada para avaliação de alterações morfológicas nos tecidos e células em condições fisiológicas específicas.


A técnica de Microscopia de Fluorescência está entre os métodos mais populares de observação e quantificação de células, e permite identificar estruturas fixadas ou mesmo vivas (por marcações especificas com sondas fluorescentes) de estruturas celulares como membrana, citoplasma, núcleo e organelas.
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Microscopia Eletrônica de Varredura


As instalações abertas de Microscopia oferecem à comunidade científica acesso a técnicas avançadas de caracterização de materiais. Os microscópios eletrônicos de varredura, presentes nesta sala, são capazes de realizar análises com resolução de até 0,7 nanômetros.


Além disso, ambos os equipamentos possuem manipuladores em nanoescala para o preparo de secções transversais e amostras ultrafinas, que são utilizadas em outro tipo de equipamento: os microscópios eletrônicos de transmissão. Nas imagens a seguir é possível ver algumas formas de manipular elementos em uma escala tão pequena.
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Microtomógrafo de raios X


A técnica de microtomografia detecta raios X transmitidos através de diferentes tipos de materiais. Por meio de softwares especializados, reconstrói tridimensionalmente as imagens 2D, revelando detalhes sobre a forma e a composição das estruturas internas, em escala micrométrica ou submicrométrica.


Além de imagens 2D e 3D das amostras, essa técnica também permite a obtenção de dados quantitativos, como porosidade, densidade entre diferentes fases, cálculo de tamanho e distribuição de partículas, entre outros.


No vídeo (cortesia da empresa Bruker) temos como exemplo um pedaço de osso, observado por vários ângulos.
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Modelo atômico de septinas


O vídeo mostra o modelo atômico de septinas (proteínas que formam o citoesqueleto humano) captado por meio de técnicas avançadas de criomicroscopia eletrônica, com resolução local entre 3 e 5 angstrom (resolução sub-atômica).


A pesquisa do LNNano, em parceria com a USP São Carlos, demonstrou que a formação das septinas ocorre de forma invertida do que foi estabelecido até então na literatura científica. A correta compreensão deste processo impacta no conhecimento da formação da estrutura celular.


O conhecimento da estrutura tridimensional de proteínas como esta podem ajudar, no futuro, pesquisadores a desvendar anomalias causadas por diversas doenças.
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Modelos Biológicos e Ambientais


Um profundo entendimento das interações de nanomateriais e novos materiais com sistemas biológicos e meio ambiente é fundamental para inovação, segurança e sustentabilidade ambiental. Nesse sentido, empregamos uma abordagem integrada de sistemas para estudar estas interações e os impactos desses materiais utilizando organismos modelos: bactérias, fungos, algas, plantas, nematóides, microcrustáceos, insetos e peixes.


O Modelo Zebrafish é comumente empregado para a triagem da toxicidade de compostos químicos e materiais em geral. Ensaios de Ecotoxicidade são realizados visando à proteção da vida aquática e terrestre, além de auxiliar em processos de remediação e melhoria da qualidade da água e do solo.


O desenvolvimento de novos materiais em harmonia com a proteção da saúde humana, animal e ambiental, conceito denominado “safe-by-design", é um compromisso do CNPEM.
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Mogno


O Brasil é um país pioneiro na exploração de petróleo em águas profundas. No entanto, uma grande quantidade desse combustível fóssil está armazenada no espaço poroso de rochas carbonáticas, especialmente na camada do pré-sal. Essas rochas são muito heterogêneas e têm sistemas complexos de poros, que precisam ser bem conhecidos para tornar a exploração de óleo e gás mais eficiente.


A linha de luz Mogno será dedicada à obtenção de imagens tomográficas tridimensionais com resolução micro e nanométrica. Estruturas internas de diversos materiais poderão ser estudadas de forma não invasiva, em diferentes escalas espaciais, variando entre centenas de nanômetros e dezenas de micrômetros. Assim, além da passagem de fluidos através dos poros das rochas do pré-sal, a linha Mogno também permitirá o estudo de outros materiais como solos, fósseis, produtos de reações químicas e amostras biológicas.


Mogno, ou mogno-brasileiro é o nome popular da espécie Swietenia macrophylla, nativa da Amazônia. É uma árvore de madeira castanho-avermelhada, que por ser muito explorada, resiste apenas em regiões de difícil acesso e em áreas protegidas.
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Monocromador


Este equipamento filtra a luz sincrotron deixando passar apenas as frequências do espectro eletromagnético que serão usadas no experimento. O monocromador opera de forma semelhante à passagem da luz visível por um prisma que a decompõe nas diferentes cores.
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Módulo Processos Fermentativos I


O módulo de Processos Fermentativos é destinado a produção de enzimas que são substâncias presentes em todos os seres vivos e funcionam como verdadeiras máquinas moleculares, capazes de acelerar reações bioquímicas importantes para o funcionamento de funções essenciais para células. Hoje em dia, o estudo de enzimas é fundamental para a produção de diferentes produtos industriais como remédios, biocombustíveis, plásticos e alimentos. O Biorreator é utilizado para manter as melhores condições para os microrganismos que irão produzir as enzimas de interesse. Possui controle de pH, temperatura, agitação e aeração. No biorreator, o microrganismo é adicionado juntamente aos nutrientes e é mantido por um determinado tempo para a obtenção do produto de interesse. O UHT é um sistema contínuo para esterilização de nutrientes líquidos, usado para eliminar todas as contaminações microbianas. No tanque de processo são preparadas diversas soluções para utilização nos bioprocessos.
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Módulo Processos Fermentativos II


O Módulo de Processos Fermentativos II possui equipamentos para conduzir processos fermentativos diversos. Nesta etapa a biomassa já foi transformada em substâncias que os microrganismos vão consumir para obtenção do produto desejado. Os microrganismos são colocados nos biorreatores, sob condições controladas e na presença de nutrientes, onde ocorrerá o processo de transformação que denominamos fermentação. Os Biorreatores são equipamentos utilizados para fornecer as melhores condições aos microrganismos, com controle de temperatura, pH, agitação, aeração (se necessário), entre outros. Destaque ao setup de biorreatores que torna possível a aplicação de processos aeróbicos/anaeróbios e diferentes estratégias de controle de processo e formas de adição de nutrientes. A centrífuga de disco é um equipamento de separação sólido-líquido utilizada, por exemplo, para separação de leveduras após a fermentação. Os tanques de mosto estéril são utilizados para armazenar nutrientes estéreis utilizados nos processos fermentativos. Nos tanques de processo  ocorrem preparações de diversas soluções necessárias para a condução dos processos. 
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Módulo de Pré-tratamento


O módulo de pré-tratamento possibilita o estudo da desconstrução de biomassas em diferentes equipamentos e condições de processo. Os reatores de pré-tratamento contínuo e batelada podem ser comparados a uma panela de pressão. Com eles as biomassas se transformam, química e fisicamente, pela ação da temperatura e produtos químicos adicionados, como água, ácidos e bases. As biomassas utilizadas são geralmente resíduos da agroindústria que aqui se tornam matéria-prima para a produção de diversas moléculas de interesse econômico (combustível, resina, bloco construtor). Os reatores de pré-tratamento possibilitam diferentes configurações de operação (hidrotérmico, ácido diluído, alcalino e organosolve) que podem ser escolhidas de acordo com o interesse na utilização do material final.
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Módulo de condicionamento de biomassa


O módulo de Condicionamento de Biomassa cobre todas as etapas do pré-processamento da biomassa: remoção de impurezas minerais, moagem até diversos tamanhos de partícula e classificação quanto ao tamanho de partículas para o posterior tratamento físico-químico. Estas etapas são muito importantes, pois as impurezas da biomassa podem causar danos em equipamentos e tamanhos de partícula inadequados podem inviabilizar processos. O tamanho da biomassa também pode facilitar a transformação da biomassa em açúcares para os microrganismos. Porém, se a etapa de condicionamento for muito cara, pode inviabilizar economicamente um processo. Assim, devemos estudar e otimizar essa etapa para aplicação industrial. Os principais equipamentos da Planta Piloto são: sistema de limpeza a seco , sistema de moagem e peneira vibratória.
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Módulo de recuperação e purificação de produtos I


O módulo de Recuperação e Purificação de Produtos  I possui a infraestrutura necessária para realizar os processos de separação, concentração e purificação de produtos biotecnológicos. O módulo possui centrífugas de disco com bicos , bicos e descarga intermitente e bowl fechado com descarga automática. As centrífugas de disco são utilizadas para separação de leveduras, material precipitado, clarificação de mosto e separação de líquidos imiscíveis. O módulo possui ainda uma centrífuga tubular, equipamento que atinge alta rotação e é utilizado para separação de microrganismos, fragmentos celulares, materiais precipitados, clarificação de mosto e recuperação de partículas. O homogeneizador de alta pressão é utilizado para realizar o rompimento celular e obtenção de produtos que se encontrar no interior das células. O equipamento de microfiltração e ultrafiltração é um sistema de filtração tangencial, utilizado para separação de microrganismos, concentração, diafiltração e purificação de proteínas. 
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Módulo de recuperação e purificação de produtos II


Este módulo de Recuperação e Purificação de Produtos II possui um evaporador de superfície raspada e uma centrífuga de cesto. O evaporador é um equipamento de separação térmica que por meio das diferentes volatilidades dos componentes de uma mistura, passa um dos componentes do estado líquido para o gasoso, separando-os em duas frações, líquido e gasoso. O evaporador é utilizado por exemplo para concentrar licor rico em açúcares, obtido após hidrólise enzimática da biomassa vegetal. A centrífuga de cesto possui elemento filtrante para reter partículas maiores que os poros dos seus filtros (cesto) e deixa passar as partículas menores. A centrífuga de cesto é utilizada por exemplo para separação e lavagem de biomassa após a etapa de pré-tratamento. 
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Nanodispositivo para detecção de dopamina


Plataforma de transistor desenvolvida no LNNano demonstrou altíssima sensibilidade para detectar dopamina, um neurotransmissor associado a doenças como Alzheimer e Parkinson.


A tecnologia de transistores orgânicos para detecção de substâncias em meio líquido vem sendo constantemente explorada pelos cientistas. Transistores orgânicos são dispositivos eletrônicos constituídos por três contatos elétricos, sendo dois deles cobertos por um filme orgânico.


Nessa plataforma a equipe utilizou um filme orgânico nanométrico, posicionado sobre uma parte do transistor, para indicar a presença de dopamina em meio líquido. De maneira inovadora, o funcionamento dos transistores fabricados no CNPEM é baseado tanto no acúmulo de cargas na superfície do filme orgânico, diretamente em contato com o meio líquido, quanto na penetração de íons através dos poucos nanômetros de espessura do filme orgânico. Esse processo, conhecido como dopagem eletroquímica, se consolidou ao longo da última década como uma das principais rotas de aprimoramento de propriedades eletrônicas de dispositivos orgânicos que operam em meio líquido.


Além da busca pela aplicação dos dispositivos em sensoriamento, o desenvolvimento destes transistores passou por pesquisas fundamentais focadas na miniaturização, no melhor desempenho e no barateamento dos produtos, com fabricação em larga escala. Para isto, os dispositivos foram processados integralmente nas instalações de nanofabricação do LNNano.


O trabalho foi capa em uma das mais prestigiadas revistas científicas do mundo, a “Advanced Materials”.
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Neurônio hipocampal


Imagem obtida em um microscópio confocal em que podemos observar um neurônio hipocampal de modelo animal marcado em vermelho assentado sob uma camada de células da glia, marcada em verde. Em azul é possível observar os núcleos celulares.
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Neurônios corticais


Neurônios corticais de animais modelo marcados com mercúrio e imageados no anel sincrotron UVX. Através da técnica de microtomografia, é possível observar esta célula in situ, em três dimensões e com grande resolução. Cada cor representa uma única célula ou um aglomerado de células.
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Novos Fármacos


A partir do momento em que uma molécula relacionada a alguma doença é identificada, seja ela produzida por um agente infeccioso ou pelo próprio organismo humano, ela pode se tornar um alvo terapêutico, isto é, um alvo para a ação de um fármaco. Como em um quebra-cabeças, a molécula do fármaco deve se encaixar à molécula alvo para impedir sua ação em nosso organismo.


Por isso, a busca por um fármaco se torna mais eficiente se conhecermos o formato das moléculas que devem se encaixar. No entanto, nesse jogo da descoberta de novos medicamentos, diferentemente de um quebra-cabeças, as peças não são visíveis a olho nu.


Sirius é uma ferramenta essencial na investigação da estrutura tridimensional de moléculas, que permite entender a fundo sua ação no organismo e os processos pelo quais um potencial fármaco deve ligar-se a elas. Dessa forma, é possível descobrir novos fármacos, ou entender o funcionamento de medicamentos já conhecidos e aumentar sua efetividade.
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Novos Fármacos


A partir do momento em que uma molécula relacionada a alguma doença é identificada, seja ela produzida por um agente infeccioso ou pelo próprio organismo humano, ela pode se tornar um alvo terapêutico, isto é, um alvo para a ação de um fármaco. Como em um quebra-cabeças, a molécula do fármaco deve se encaixar à molécula alvo para impedir sua ação em nosso organismo.


Por isso, a busca por um fármaco se torna mais eficiente se conhecermos o formato das moléculas que devem se encaixar. No entanto, nesse jogo da descoberta de novos medicamentos, diferentemente de um quebra-cabeças, as peças não são visíveis a olho nu.


Sirius é uma ferramenta essencial na investigação da estrutura tridimensional de moléculas, que permite entender a fundo sua ação no organismo e os processos pelo quais um potencial fármaco deve ligar-se a elas. Dessa forma, é possível descobrir novos fármacos, ou entender o funcionamento de medicamentos já conhecidos e aumentar sua efetividade.
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Novos Tratamentos


O câncer é um conjunto de doenças caracterizadas pela multiplicação descontrolada de células, e um dos principais métodos para seu tratamento é a quimioterapia, que utiliza fármacos para bloquear o crescimento dessas células ou destruí-las. A maioria das drogas utilizadas age interferindo na mitose, o mecanismo celular pelo qual novas células são produzidas. Por isso, tanto células cancerosas quanto sadias são afetadas, levando a diversos efeitos colaterais.


Mundialmente, esforço considerável tem sido direcionado ao desenvolvimento de novos métodos que minimizem os danos para o organismo. Um desses métodos é a utilização de nanopartículas, aglomerados de poucas centenas de átomos, que funcionam como pílulas que carregam e entregam o medicamento diretamente às células doentes. Nanopartículas desse tipo também oferecem grande potencial no combate a bactérias – inclusive aquelas que apresentam resistência a antibióticos – e a vírus.


Sirius contribui no estudo de nanopartículas de forma geral, e no desenvolvimento deste e de outros novos métodos para o tratamento do câncer, para o combate a bactérias resistentes, vírus e muitas outras novas formas inovadoras de tratamento.
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Novos Tratamentos


O câncer é um conjunto de doenças caracterizadas pela multiplicação descontrolada de células, e um dos principais métodos para seu tratamento é a quimioterapia, que utiliza fármacos para bloquear o crescimento dessas células ou destruí-las. A maioria das drogas utilizadas age interferindo na mitose, o mecanismo celular pelo qual novas células são produzidas. Por isso, tanto células cancerosas quanto sadias são afetadas, levando a diversos efeitos colaterais.


Mundialmente, esforço considerável tem sido direcionado ao desenvolvimento de novos métodos que minimizem os danos para o organismo. Um desses métodos é a utilização de nanopartículas, aglomerados de poucas centenas de átomos, que funcionam como pílulas que carregam e entregam o medicamento diretamente às células doentes. Nanopartículas desse tipo também oferecem grande potencial no combate a bactérias – inclusive aquelas que apresentam resistência a antibióticos – e a vírus.


Sirius contribui no estudo de nanopartículas de forma geral, e no desenvolvimento deste e de outros novos métodos para o tratamento do câncer, para o combate a bactérias resistentes, vírus e muitas outras novas formas inovadoras de tratamento.
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Não basta ser renovável, é preciso ser sustentável!


A Avaliação Tecnológica é uma metodologia que estuda e avalia a inserção de novas tecnologias na sociedade, buscando auxiliar no desenvolvimento de um processo, produto ou serviço mais sustentável. Essa avaliação consiste na integração de três tipos de análises: técnica, econômica e ambiental, tendo como base dados disponibilizados na literatura e dados experimentais obtidos em laboratório ou escala piloto. A análise técnica constitui-se na modelagem de processos e projeto de engenharia, selecionando os melhores equipamentos e layouts que potencializem o desempenho e sustentabilidade do processo. A análise de viabilidade econômica do processo, tem o objetivo de identificar potenciais obstáculos e oportunidades, auxiliando na tomada decisões de investimento sustentável. Para verificar se produto obtido é mesmo sustentável é realizada a análise ambiental, na qual é possível obter os inventários de emissões de poluentes e avaliar os impactos ambientais causados ao longo de todo o seu ciclo de vida. 
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O poder da metabolômica


A metabolômica é uma das análises que mais utilizamos para descobrir microrganismos e enzimas que podem revolucionar a indústria. É uma análise baseada em espectrometria de massa de várias classes de pequenas moléculas e metabólitos para diferentes sistemas biológicos. A metabolômica estuda o conjunto das diversas substâncias que são geradas por um sistema biológico chamadas de metabólitos. Com ela é possível detectar e identificar moléculas relevantes para a indústria, permitindo apontar vias metabólicas mais eficientes que possibilitam melhorar geneticamente microrganismos envolvidos na produção de biorrenováveis. Já a espectrometria de massas é uma ferramenta que auxilia na identificação de compostos desconhecidos e na sua quantificação, além de ajudar a decifrar as propriedades químicas e estruturais das moléculas. Desse modo, a espectrometria de massas é uma poderosa técnica que pode ser usada para a identificação de proteínas e novas enzimas.
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O que fazemos nesta instalação de bioprocessos?


Quando os estudos no LNBR encontram microrganismos com potencial para aplicação na indústria inicia-se a avaliação das etapas envolvidas na obtenção do produto, ou produtos, de interesse. O conjunto dessas etapas se chama bioprocessos e seu estudo começa em escala pequena com volume de mililitros e pode chegar a várias centenas de litros. Este estudo é denominado de escalonamento. Partindo de uma placa de Petri com microrganismo, este é transferido para uma forma de cultura submersa em meio líquido. A partir desse líquido, contendo o meio de cultura e o microrganismo, inicia-se nos biorreatores o estudo para melhor aproveitamento da fonte de carbono utilizada (exemplo: açúcares e biomassa) e uma forma de maximizar a produção dos produtos de interesse. Mas o que é esse tal de biorreator? Um biorreator nada mais é que um tanque onde é possível controlar as condições de cultivo durante o experimento tais como temperatura, pH, oxigênio e outras variáveis que impactam o metabolismo dos microrganismos podendo com isso tornar o processo mais eficiente. Os resultados obtidos dessas e outras variáveis possibilitam conhecer melhor o metabolismo do microrganismo e propor transformações no próprio microrganismo e no bioprocesso em si. Essas transformações são feitas em outras instalações. Com o desenvolvimento de bioprocessos, é possível levar a produção de biorrenováveis a um patamar interessante do ponto de vista industrial. Confira nas fotos como são realizados os estudos!
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O que são enzimas e como as criamos


As enzimas são proteínas que podem ser consideradas “máquinas moleculares” presentes na natureza, que aceleram as reações químicas. Essas “máquinas” são compostas por centenas de peças, os aminoácidos, que são formados por dezenas de átomos. A correta organização desses elementos em uma estrutura 3D é fundamental para que a enzima desempenhe sua função. Para que uma enzima, originalmente presente na natureza, seja utilizada em aplicações industriais, muitas vezes é necessária a sua modificação ou otimização, já que a maioria dos processos industriais ocorrem em condições diferentes de temperatura, pH, aditivos e outros. Para guiar a criação de enzimas ainda mais rápidas, eficientes e tolerantes para as aplicações desejadas, precisamos primeiro entender a nível atômico como cada enzima se organiza e funciona. Para isso, são utilizadas simulações computacionais de dinâmica molecular baseadas em mecânica clássica, quântica ou híbridas, onde diferentes níveis de teoria são aplicados, de acordo com cada sistema e cada reação química que se pretende estudar. Essas simulações complexas requerem uma capacidade de processamento elevada, que muitas vezes só é possível com utilização de supercomputadores. Ao final, podemos visualizar, na tela de um computador, uma reação enzimática ocorrendo e assim propor novas soluções para o melhor desempenho das enzimas industriais.
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O que são ômicas e para que servem?


A ciência genômica estuda o genoma completo dos organismos, que é a informação genética contida na sequência de nucleotídeos presente no DNA de todas as células. Com isso é possível analisar e comparar organismos para entendermos suas características (fenótipo). Nas pesquisas envolvendo Biotecnologia no LNBR/CNPEM muitas vezes precisamos combinar as informações fornecidas pelo DNA com informações adicionais para compreender mais a fundo como os organismos funcionam. Neste sentido, as “ômicas” compreendem áreas interdisciplinares da biologia que atuam na caracterização em larga escala dos constituintes de um organismo ou conjunto de organismos. De forma resumida, podemos dizer que as ômicas envolvem as ciências que estudam as moléculas alvo conforme abaixo:


Genômica: sequência de nucleotídeos contidos no DNA de um organismo.


Transcriptômica: conjunto de RNAs transcritos de um organismo em um dado momento.


Proteômica: conjunto de proteínas produzidas por um organismo em um dado momento.


Metabolômica: conjunto de metabólitos (pequenas moléculas) produzidos por um organismo em um dado momento.


Metagenômica: conjunto de genomas de uma dada comunidade microbiana.


O LNBR/CNPEM utiliza nesta instalação ferramentas ômicas para estudar sistemas biológicos de interesse biotecnológico como bactérias, fungos, leveduras e comunidades microbianas complexas para entendermos seu funcionamento em nível molecular (invisível a olho nu).
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O que são “utilidades”?


A maioria dos equipamentos da planta piloto necessitam de vapor, água gelada/resfriada e/ou ar comprimido para funcionarem. O setor de utilidades possui infraestrutura para o fornecimento destes fluidos em condições adequadas para o funcionamento de todos os demais sistemas e equipamentos da planta piloto. A central de GLP fornece gás que alimenta os geradores de vapor , que por sua vez geram vapor saturado para os diferentes tipos de processos. Este vapor é utilizado para aquecimento ou esterilização de equipamentos e processos e pode ser fornecido em pressões que variam de 2 bar até 35 bar, o que corresponde a temperaturas de aproximadamente 130 a 240 °C. A torre de resfriamento e o chiller fornecem água resfriada (temperatura próxima à ambiente) e gelada a 8 °C, respectivamente. Já os compressores, fornecem ar comprimido a 10 bar de pressão.  Mais informações sobre esses equipamentos nas imagens ao lado.
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O que é e pra que serve a Biologia computacional?


A biologia computacional é uma área multidisciplinar da ciência que usa computadores para entender nosso sistema biológico. Através de algoritmos, a biologia computacional nos permite entender desde o funcionamento de nossos genes até como nossas proteínas se estruturam para regular diversas funções em nosso corpo. Com métodos computacionais podemos também encontrar ou desenvolver novas moléculas que podem no futuro se tornar medicamentos para o tratamento de doenças. Atualmente, a aplicação de métodos que envolvem Inteligência Artificial está revolucionando a biologia computacional com recursos de aprendizagem sem precedentes para processar dados biológicos complexos, contribuindo assim para solucionar problemas biológicos relevantes.
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O que é química sintética?


A química sintética é a ciência que trata da produção de moléculas, e que pode ser esquematizada como um jogo de lego, onde juntamos peças, ou moléculas menores, até chegar à molécula final.


Existem centenas de reações ou mecanismos reacionais diferentes, que vão depender do tipo de moléculas (peças de lego) de partida que se quer juntar.



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O que é uma biorrefinaria?


Uma refinaria extrai do petróleo vários produtos como gasolina, óleo diesel, lubrificantes, dentre outros. Uma biorrefinaria extrai da biomassa diversos produtos, tais como combustíveis, químicos e materiais. Mas a biomassa, ao contrário do petróleo, é renovável e os produtos oriundos dela apresentam potencial de redução de emissões de gases de efeito estufa. As biomassas podem ser de primeira geração (ex. cana-de-açúcar, milho e soja), utilizando açúcares, amidos ou óleos vegetais, ou de segunda geração, usando materiais lignocelulósicos como resíduos agroindustriais (ex. bagaço da cana) e florestais (ex. resíduos de eucalipto). Após passarem por processos químicos, bioquímicos ou termoquímicos na biorrefinaria as biomassas dão origem a biocombustíveis e bioprodutos, que chamamos de produtos biorrenováveis, pois vêm de uma fonte renovável. Um exemplo de biorrefinaria no Brasil é uma usina de cana-de-açúcar, que obtém etanol, açúcar, energia e outros produtos a partir da cana-de-açúcar.
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Objetivos de Desenvolvimento Sustentável


Imagine um futuro em que poderemos desfrutar de paz e prosperidade, no qual a pobreza não exista, o meio ambiente esteja protegido e o clima equilibrado. Este é o futuro desejado pela Organização das Nações Unidas e para realizá-lo foi lançada em 2015 a Agenda 2030, um plano global composto pelos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). São 17 objetivos ambiciosos e interconectados que abordam os principais desafios de desenvolvimento enfrentados pelo Brasil e demais países do mundo. O LNBR/CNPEM está alinhado com esses objetivos ao desenvolver tecnologias para produção sustentável de biorrenováveis. Esta atuação inclui Ações Contra a Mudança Global do Clima (ODS 13), catalisa a produção de Energia Limpa e Acessível (ODS 7) por meio dos biocombustíveis avançados, favorece a preservação da Vida Terrestre (ODS 15) com o monitoramento e avaliação dos impactos nos ecossistemas, estimula o Consumo e Produção Responsáveis (ODS 12) e impulsiona a Indústria, Inovação e Infraestrutura (ODS 9) por meio do desenvolvimento de soluções biotecnológicas inovadoras. Estamos comprometidos em buscar parcerias (ODS 17) para lidar com os desafios científicos e a criar tecnologias que promovam o desenvolvimento sustentável.
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Ondulador


A luz síncrotron é produzida quando os elétrons que circulam no acelerador têm sua trajetória curvada por força eletromagnética. Há algumas formas de “obrigar” o feixe de elétrons a mudar de direção, e no Sirius os componentes responsáveis por isso são os ímãs dipolos e os onduladores. A imagem ao lado ilustra a lógica de funcionamento de um ondulador, que hoje é a principal maneira de se obter luz síncrotron no Sirius.


Enquanto os imãs dipolos provocam uma única curva na trajetória dos elétrons, os onduladores provocam oscilações, ou seja, múltiplas curvas na trajetória do feixe de elétrons. Essas oscilações são geradas quando os elétrons passam por uma série de polos magnéticos alternados. A cada uma dessas oscilações há emissão de luz sÍncrotron e, dessa forma, a intensidade da luz produzida nos onduladores é muito maior que a produzida pelos ímãs dipolos.
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Organoide cerebral


Imagem de microscopia confocal de um organoide cerebral derivado de células iPSCs (pluripotente induzidas) humanas utilizado para o estudo de doenças neurodegenerativas e do neurodesenvolvimento. Em verde, observamos células positivas para o marcador SOX2 – marcador de células neuroprogenitoras com alta capacidade proliferativa, em vermelho células MAP2 positivas – células neuronais maduras, e em azul, núcleos celulares.
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Parcerias para um mundo sustentável!


Para que a biotecnologia aplicada no LNBR/CNPEM se transforme em produtos que fazem parte do cotidiano de cada um de nós é necessário fazer parcerias com empresas que são as produtoras, que geram empregos e riquezas para o Brasil. O desenvolvimento econômico sustentável requer enfrentamento de desafios científicos e tecnológicos e unindo forças podemos acelerar este processo de transformação!


Além da capacitação cientifica, técnica e administrativa o CNPEM é uma instituição credenciada junto à Unidade Embrapii Biotecnologia e tem acesso aos fundos de fomento da Embrapii para projetos de inovação.
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Petróleo e Gás Natural


Mesmo com a intensa busca de fontes alternativas de energia, a matriz energética mundial ainda é majoritariamente dependente do petróleo. Assim, novos materiais são necessários não só para aprimorar sua extração e refino, como também para a utilização mais eficiente dos combustíveis fósseis e para a reciclagem do dióxido de carbono (CO₂) e outras substâncias resultantes de seu consumo.


A exploração de óleo e gás em águas profundas necessita, por exemplo, da compreensão das propriedades mecânicas e de transporte dos materiais sob os quais são encontrados o óleo e o gás. A heterogeneidade e propriedades multifásica e multiescala desses materiais impõem inúmeros desafios para seu estudo.


Sirius permite análises que fazem a conexão entre a escala micro e a macroscópica, incluindo medidas em diferentes condições de pressão e temperatura presentes no interior dos reservatórios.
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Petróleo e Gás Natural


Mesmo com a intensa busca de fontes alternativas de energia, a matriz energética mundial ainda é majoritariamente dependente do petróleo. Assim, novos materiais são necessários não só para aprimorar sua extração e refino, como também para a utilização mais eficiente dos combustíveis fósseis e para a reciclagem do dióxido de carbono (CO₂) e outras substâncias resultantes de seu consumo.


A exploração de óleo e gás em águas profundas necessita, por exemplo, da compreensão das propriedades mecânicas e de transporte dos materiais sob os quais são encontrados o óleo e o gás. A heterogeneidade e propriedades multifásica e multiescala desses materiais impõem inúmeros desafios para seu estudo.


Sirius permite análises que fazem a conexão entre a escala micro e a macroscópica, incluindo medidas em diferentes condições de pressão e temperatura presentes no interior dos reservatórios.
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Pontos fortes do Laboratório Nacional de Biorrenováveis


O desenvolvimento de capacidades está no centro de nossas parcerias! Veja os fatores que tornam o LNBR/CNPEM um grande parceiro para auxiliar a chegada de produtos biorrenováveis e sustentáveis para a sociedade:


Experiência com diferentes tipos de biomassa. O LNBR é uma das principais instituições de P&D que busca aplicações industriais a partir da cana-de-açúcar e seus resíduos, por exemplo;


Desenvolvimento racional de plataformas biológicas de alto desempenho (microrganismos e enzimas), evitando abordagens de tentativa e erro;


Biocatálise computacional e cristalografia a partir de luz sincrotron para auxiliar o desenvolvimento de plataformas biológicas;


Projeto e escalonamento de processos e tecnologias até o nível semi-industrial;


Avaliação técnico-econômica de tecnologias e Análise do Ciclo de Vida de produtos;


Monitoramento de serviços ecossistêmicos em escala regional e nacional para apoiar estratégias para o uso sustentável da biomassa;


Histórico comprovado na concepção e gestão de projetos de P&D de larga escala, com muitas interfaces e múltiplos interessados.
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Por qual técnica estudamos o câncer de boca?


Por proteômica baseada em espectrometria de massas.


Proteômica compreende a análise de proteínas e peptídeos visando a identificação e quantificação de proteínas, como também a determinação de modificações pós-traducionais, localização, estrutura, interação, atividade e função das mesmas por meio da espectrometria de massas.
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Por qual técnica estudamos o câncer de boca?


Por proteômica baseada em espectrometria de massas.


Proteômica compreende a análise de proteínas e peptídeos visando a identificação e quantificação de proteínas, como também a determinação de modificações pós-traducionais, localização, estrutura, interação, atividade e função das mesmas por meio da espectrometria de massas.
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Por qual técnica estudamos o câncer de boca?


Por proteômica baseada em espectrometria de massas.


Proteômica compreende a análise de proteínas e peptídeos visando a identificação e quantificação de proteínas, como também a determinação de modificações pós-traducionais, localização, estrutura, interação, atividade e função das mesmas por meio da espectrometria de massas.
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Por qual técnica estudamos o câncer de boca?


Por proteômica baseada em espectrometria de massas.


Proteômica compreende a análise de proteínas e peptídeos visando a identificação e quantificação de proteínas, como também a determinação de modificações pós-traducionais, localização, estrutura, interação, atividade e função das mesmas por meio da espectrometria de massas.



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Produtos naturais


Por definição, produtos naturais (PNs) são moléculas produzidas por plantas, fungos, microrganismos ou até animais. A indústria de processamento da madeira (produção de papel), por exemplo, pode fornecer diversas matérias primas. Os PNs também constituem uma fonte importante no desenvolvimento de fármacos, já que cerca de 60% dos fármacos atuais são derivados, ou no mínimo inspirados, por produtos naturais. Quando não naturais, as moléculas sintéticas que os químicos utilizam como materiais de partida em síntese química são oriundas da petroquímica, ou seja, do processamento da matéria prima do petróleo.
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Produtos para a sociedade


Para que as soluções tecnológicas desenvolvidas por um centro de pesquisa cheguem à sociedade, é necessário transferi-las para empresas que serão responsáveis pela produção e comercialização. Este conceito é chamado Transferência de Tecnologia. O LNBR/CNPEM faz parcerias com empresas para transformar as ideias em produtos que fazem parte do cotidiano de cada um de nós, como bebidas, alimentos, biocombustíveis, plásticos, ração animal, detergentes e cosméticos. O CNPEM conta com uma área de Inovação que cuida também da Propriedade Intelectual* gerada.


* Propriedade Intelectual se refere a todas as criações da mente, tais como invenções (patentes), obras literárias e artísticas (direito de autor), símbolos e nomes (marcas). E inclui os direitos de cada um desses para proteger os criadores e suas criações (WIPO, 2016).
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Produção de Anticorpos Monoclonais


Além de desempenharem um importante papel na imunidade contra agentes causadores de doenças, os anticorpos também podem ser utilizados em outras aplicações clínicas, como na terapia de câncer. Dessa forma, podem ser gerados anticorpos que reconhecem diretamente células tumorais, induzindo sua eliminação, ou mesmo anticorpos que bloqueiam sinalizações imunossupressoras que protegem células tumorais da ação do Sistema imunológico.
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Produção de Anticorpos Monoclonais


Anticorpos terapêuticos podem ser produzidos a partir de hibridomas gerados pela fusão de linfócitos com células tumorais, ou mesmo produzidos em linhagens celulares geneticamente modificadas. Estes anticorpos produzidos em linhagens clonais bem definidas e caracterizadas são denominados anticorpos monoclonais, os quais reconhecem apenas um epítopo alvo bem definido para o qual foram selecionados.


No Laboratório Nacional de Biociências do CNPEM, estamos desenvolvendo anticorpos monoclonais terapêuticos, biossimilares, para tratamento de câncer, que são produzidos em cultura de células geneticamente modificadas.
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Produção de Anticorpos Monoclonais


O processo de produção envolve cinco etapas:


1. Análise de proteínas
Efetua-se uma análise da estrutura do anticorpo para verificar sua sequência de aminoácidos e sequência de DNA.


2. Manipulação na bancada
As sequências codificantes do anticorpo são clonadas num vetor de expressão.


3. Seleção de clones das células e inserção dos vetores
Vetores são internalizados em células, as quais são selecionadas, expandidas e caracterizadas para estabelecimento de linhagens produtoras de anticorpos.


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Produção de Anticorpos Monoclonais


O processo de produção envolve cinco etapas:


4. Coleta de anticorpos e envio pra estrutura de purificação de proteína
As preparações de anticorpos são coletadas e purificadas em colunas de cromatografia


5. Caracterização do anticorpo
Ensaios de sequenciamento para determinação de estrutura primária, Ensaios biofísicos para medidas de afinidade, determinação de estrutura secundária, formação de agregados entre outros.


Anticorpos prontos
As linhagens celulares geradas e caracterizadas no laboratório podem ser utilizadas, pela indústria, para estabelecer bancos de células mestras, dedicadas à produção de anticorpos com finalidade terapêutica
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Produção de Anticorpos Monoclonais


Os anticorpos são proteínas presentes no sangue, produzidas por linfócitos B, e que se ligam a alvos específicos de forma seletiva, mediando respostas imunológicas.


O anticorpo pode ser subdividido em duas porções, sendo uma porção variável denominada Fab que determina a especificidade para ligação com um alvo e por uma porção, denominada Fc, que está relacionada à reação do organismo ao agente infeccioso.
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Produção e purificação de enzimas


Para se entender o que as enzimas fazem e como elas funcionam, geralmente é necessário produzi-las em laboratório e purificá-las para a realização de ensaios funcionais e estruturais. Como isso é feito no LNBR? Entenda neste vídeo!
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Proteômica do Câncer de Boca


O carcinoma espinocelular (CEC) de boca é um câncer que se origina nas células epiteliais da boca e pode atingir diversas áreas da cavidade oral.
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Proteômica do Câncer de Boca


O carcinoma espinocelular (CEC) de boca é um câncer que se origina nas células epiteliais da boca e pode atingir diversas áreas da cavidade oral.
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Proteômica do Câncer de Boca


O carcinoma espinocelular (CEC) de boca é um câncer que se origina nas células epiteliais da boca e pode atingir diversas áreas da cavidade oral.
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Proteômica do câncer de boca


Estudamos o câncer de boca utilizando principalmente a técnica de proteômica baseada em espectrometria de massas.


Há esforços para que o conhecimento gerado pela técnica de proteômica seja traduzido para a prática clínica por meio da quantificação de marcadores de diagnóstico e prognóstico por proteômica dirigida, ensaios baseados em anticorpos e biossensores, como também, por modulação de proteínas-alvos envolvidas na iniciação e/ou progressão do tumor.


A identificação de assinaturas moleculares é fundamental para que oncologistas consigam superar as limitações dos exames clínicos e tenham parâmetros seguros para estabelecer estratégias de tratamento mais personalizadas e eficientes.


Finalmente, os estudos visam aumentar do tempo e da qualidade de vida dos pacientes.
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Proteômica do câncer de boca


Estudamos o câncer de boca utilizando principalmente a técnica de proteômica baseada em espectrometria de massas.


Há esforços para que o conhecimento gerado pela técnica de proteômica seja traduzido para a prática clínica por meio da quantificação de marcadores de diagnóstico e prognóstico por proteômica dirigida, ensaios baseados em anticorpos e biossensores, como também, por modulação de proteínas-alvos envolvidas na iniciação e/ou progressão do tumor.


A identificação de assinaturas moleculares é fundamental para que oncologistas consigam superar as limitações dos exames clínicos e tenham parâmetros seguros para estabelecer estratégias de tratamento mais personalizadas e eficientes.


Finalmente, os estudos visam aumentar do tempo e da qualidade de vida dos pacientes.
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Proteômica do câncer de boca


Estudamos o câncer de boca utilizando principalmente a técnica de proteômica baseada em espectrometria de massas.


Há esforços para que o conhecimento gerado pela técnica de proteômica seja traduzido para a prática clínica por meio da quantificação de marcadores de diagnóstico e prognóstico por proteômica dirigida, ensaios baseados em anticorpos e biossensores, como também, por modulação de proteínas-alvos envolvidas na iniciação e/ou progressão do tumor.


A identificação de assinaturas moleculares é fundamental para que oncologistas consigam superar as limitações dos exames clínicos e tenham parâmetros seguros para estabelecer estratégias de tratamento mais personalizadas e eficientes.


Finalmente, os estudos visam aumentar do tempo e da qualidade de vida dos pacientes.
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Proteômica do câncer de boca


O grupo de proteômica do câncer de boca visa identificar e quantificar proteínas para entender a relação entre abundância de proteínas com o início e progressão de tumores de boca.


O carcinoma oral de células escamosas é o tipo mais comum de tumor maligno de cabeça e pescoço. A doença tem cerca de 300 mil novos casos diagnosticados por ano em todo o mundo e a taxa de sobrevida é muito baixa.


A busca por marcadores de iniciação e progressão como também por alvos terapêuticos é desafiadora, já que as respostas aos tratamentos convencionais não são eficazes para todos os pacientes, resultando em tratamentos muitas vezes mutiladores e altas taxas de recorrência.
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Prêmio Nobel de Química 2020 pelo desenvolvimento de um método para edição de genoma


CRISPR/Cas, foi o tema do Prêmio Nobel de Química de 2020 para duas pesquisadoras, Emmanuelle Charpentier, da Unidade Max Planck para a Ciência de Patógenos (Berlim, Alemanha), e Jennifer Doudna, da Universidade da Califórnia (Berkeley, EUA).


Crédito Imagem: Alexander Heinel / Picture Alliance / DPA
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Qual a velocidade dos elétrons no Sirius?


Nos aceleradores de partículas que compõem o Sirius, elétrons são acelerados e mantidos circulando a altíssimas velocidades. Esses elétrons viajam a uma velocidade de 99,9999985% da velocidade da luz, que é de aproximadamente 300.000 quilômetros por segundo.


A essa velocidade, uma viagem da superfície da Terra até Lua, distante quase 400 mil quilômetros, demoraria pouco mais de um segundo. Já no acelerador de elétrons principal do Sirius, que tem 518 metros de circunferência, os elétrons dão quase 600.000 voltas a cada segundo. Em uma corrida entre um desses elétrons e um fóton (partícula de luz) da Terra à Lua, a luz ganharia por apenas 20 bilionésimos de segundo.
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Quantos elétrons circulam no Sirius?


Em plena operação, o acelerador de partículas principal do Sirius mantém em órbitas estáveis um feixe de quatro trilhões (4.000.000.000.000) de elétrons.


Esse feixe forma uma corrente elétrica de apenas 350 mA (miliampere), poucas vezes menor que a corrente elétrica utilizada por carregadores de celular. No entanto, a corrente elétrica em um fio se propaga na matéria com velocidade de um décimo de milímetro por segundo, enquanto nos aceleradores de partículas do Sirius os elétrons viajam no vácuo a velocidades muito próximas da velocidade da luz, quase 300.000 quilômetros por segundo.
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Química Analítica


O que devemos saber sobre um novo composto candidato à fármaco antes de testes em seres humanos?
Experimentos realizados na fase pré-clínica tem o objetivo de verificar se a substância candidata a fármaco é eficaz e segura, além de analisar como é absorvida pelo corpo e como é eliminada.
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Química Analítica


A química analítica utiliza uma ampla variedade de métodos para investigar as naturezas químicas das substâncias e como elas se comportam em diferentes condições. Os métodos analíticos estão envolvidos em todo o processo, desde a descoberta do medicamento até a comercialização, avaliando as propriedades físico-químicas tais como estabilidade, solubilidade, permeabilidade e uma série de investigações relacionadas às suas propriedades farmacológicas e toxicológicas em diferentes espécies animais, sob diferentes doses, vias e formas de administração das substâncias e de suas formulações, garantindo a sua eficácia, qualidade e segurança para o consumo humano.



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Química Analítica


Essas propriedades são determinadas utilizando diversos equipamentos. No laboratório, há o foco em cromatografia líquida associada às técnicas espectroscópicas e espectrométricas. Estes métodos, quando aplicados nos estágios iniciais do processo de descoberta de novas moléculas candidatas, permitem a caracterização de muitos compostos e a predição do comportamento in vivo destes nos estágios mais avançados do desenvolvimento. O laboratório de química analítica conta com o apoio de cientistas envolvidos na implementação e execução de muitos testes que permitem avaliar a pureza dos compostos assim como as propriedades farmacocinéticas in vitro e in vivo. Além disso, a equipe está envolvida na elucidação dos mecanismos de ação e nos estudos de interação proteína-ligante.
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Química Analítica


O novo composto pode ser transformado em outros compostos pelo fígado? Quais?


Após misturar o potencial fármaco com um preparado a partir do fígado (microssomas hepáticos contendo enzimas CYP450), mede-se o quanto sobra do composto original assim como outras substâncias produzidas a partir desta, principalmente através de reações de oxidação e/ou redução.
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Química Analítica


O novo composto possui propriedades que permitam que ele atravesse a membrana intestinal e outras membranas? Será que ele circularia livre ou ligado à outras moléculas no sangue?


A permeabilidade de um composto através das membranas biológicas é um fator chave que influencia a absorção e a distribuição. Para estas avaliações, comparamos o perfil do novo composto com os perfis de compostos já conhecidos. No sangue, a maioria dos fármacos tende a se ligar a proteínas plasmáticas, como a albumina.
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Química Analítica


O novo composto resiste às diferentes condições (pH) do sistema digestivo e circulatório?


Após misturar o potencial fármaco em diferentes condições (pH), em diversos tempos e medindo o quanto sobra no final, conseguimos aferir o quão resistente é o composto e entender sua disponibilidade em seu local de ação.
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Química Analítica


Quais outras evidências podemos obter sobre a possibilidade de o novo composto atravessar membranas celulares?


É possível cultivar as células do intestino em laboratório, criando uma barreira que mimetiza aquela presente no nosso corpo. Assim, é possível medir a capacidade do potencial fármaco atravessar esta barreira, o que pode ser interpretado como sua capacidade de passar pelo intestino.
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Química Analítica


Quais outras evidências podemos obter sobre a possibilidade de o novo composto ligar-se às proteínas no plasma sanguíneo?
Muitos fármacos ligam-se às proteínas grandes presentes no sangue, como a albumina, mas uma porção segue livre e isso influencia na sua disponibilidade no tecido-alvo. Após incubar o potencial fármaco com plasma sanguíneo, é possível medir sua fração livre.
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Química analítica e identificação de moléculas


Diversos microrganismos produzem enzimas e metabólitos essenciais para transformar resíduos agroindustriais em produtos com ampla aplicação em vários setores, desde fármacos, cosméticos, agricultura, biocombustíveis, e até bioplásticos. Na natureza existe uma grande diversidade de estratégias de biotransformação. Para entender os mecanismos da natureza é fundamental o uso de técnicas de química analítica que permitem identificar que tipo de matéria prima eles são capazes de transformar e moléculas ou proteínas envolvidas. O LNBR/CNPEM possui uma Central Analítica composta de vários equipamentos que realiza uma série de análises como de açúcares, álcoois, ácidos orgânicos, compostos fenólicos e voláteis, cátions, ânions, gases do efeito estufa, carbono, nitrogênio, hidrogênio, enxofre e oxigênio. Exemplos de técnicas de química analítica disponíveis no LNBR/CNPEM é a cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas (GC/MS) e a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Também se realiza análises térmicas, análises espectrofotométricas e análises de distribuição de tamanho de partículas. Integrado com outros estudos, esse conhecimento nos permite descobrir novas estratégias de biotransformação e de produção de moléculas de interesse, para aplicações em contextos industriais e agrícolas.
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Química sintética


2. A segunda etapa consiste na purificação do produto, ou seja, separar o produto do resto da mistura reacional.


Existem diversos métodos para fazer isso, dependentes das propriedades físico-químicas do produto. Os exemplos mais comuns são:


extração ácido-básica, misturando um solvente não miscível com água e água contendo ácido ou base, agitando fortemente para misturar momentaneamente e favorecer que cada composto vá para o solvente pelo qual mais tem afinidade. De costume, o produto fica no solvente orgânico e os subprodutos na água;


purificação por cromatografia, onde a mistura reacional é passada em um gel de sílica (ou resina) com uso de solventes adequados para separar produtos e subprodutos, conforme o quanto eles “grudam” neste gel;


por fim, a recristalização do produto consiste em dissolvê-lo em um solvente quente em que ele não seria solúvel a temperatura ambiente, mas os subprodutos são sempre solúveis. Ao resfriar o produto cristaliza, ou seja, vira sólido por não ser mais solúvel no solvente "frio".
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Química sintética


3 . Finalmente, é preciso confirmar que alcançamos o produto desejado, utilizando técnicas analíticas, tais como ressonância magnética nuclear, que vai dar informações estruturais, ou ainda espectrometria de massas, que vai confirmar a massa molecular do produto, ou seja, o seu peso, entre outras técnicas. Quando confirmada a obtenção do produto desejado, podemos fazer a próxima etapa sintética, e assim por diante.



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Química sintética


Na prática, após ter planejado as condições reacionais, um processo de síntese consiste em 3 etapas:


1. O experimento em si.


Muitas vezes misturamos as moléculas de partida com reagentes que “ativam” essas moléculas, tudo em solução que facilite o encontro dos diversos compostos.


Algumas vezes é necessário aquecer o meio para promover a reação, ou até mesmo resfriar o sistema, quando a mistura é muito reativa.


Além disso, pode ser necessário excluir o ar do ambiente, que traz oxigênio e humidade, os quais prejudicam a reação. Para fazer isso, podemos trocar esta atmosfera com gases inertos (não reativos), tais como nitrogênio ou argônio puros contidos em uma bexiga.
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RMN – Ressonância Magnética Nuclear


O RMN do LNBio é uma instalação multiusuária focada em avaliar diversas doenças, correlacionando a estrutura e atividade de proteínas e suas interações com pequenas moléculas (fármacos e drogas) ou macromoléculas (DNA, RNA e carboidratos); desvendar modificações de perfis metabólicos e possíveis alterações em vias metabólicas, e determinar as configurações estruturais de pequenas moléculas oriundas de produtos naturais ou sintéticos.
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Região proliferativa de um organoide cerebral


Imagem de maior aumento de uma região proliferativa de um organoide cerebral derivado de células iPSCs humanas. As células marcadas em verde se organizam em uma estrutura denominada roseta e apresentam grande atividade proliferativa. Todos os núcleos celulares estão marcados em azul.
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Sala Nível de Biossegurança 2 (NB-2)


No dia a dia, convivemos com microrganismos benéficos à nossa saúde, como o Lactobacillus sp. que compõe alguns leites fermentados. Mas também existem aqueles patogênicos, como o tão falado Sars-Cov-2. Os microrganismos são classificados de acordo com sua classe de risco para nossa saúde. Esta classificação varia de 1 a 4, sendo o primeiro composto por organismos cujo risco é ausente ou muito baixo (por exemplo, Escherichia coli, uma bactéria naturalmente presente no nosso intestino) e o último é composto por microrganismos altamente patogênicos que representam grave risco para nossa saúde (vírus Ebola, que pode levar à morte). Nesta sala, somos certificados para trabalhar com microrganismos de classe de risco 2 e seus derivados geneticamente modificados. Estes microrganismos representam um baixo risco à população, pois apesar de provocarem infecções, existem medidas terapêuticas e profiláticas eficientes. Alguns destes microrganismos encontram-se em ambientes por nós estudados, como no solo. Um exemplo é a bactéria Acinetobacter baumannii, um microrganismo oportunista, que pode causar doenças em pessoas com baixa imunidade. Os profissionais que trabalham nesta instalação são treinados para manipular este tipo de bactéria. Tudo o que sai do ambiente é devidamente esterilizado.
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Saúde


Materiais nanoestruturados, dispositivos micro e nanofabricados e métodos computacionais desempenham um papel essencial para avanços científicos e tecnológicos em saúde pública, animal e ambiental. Assim, o profundo entendimento das interações de nanomateriais com sistemas biológicos (proteínas, células e micro-organismos), bem como da estrutura de biomoléculas e biomateriais, é fundamental para a descoberta de biomarcadores, tratamentos de patologias e protocolos de segurança. Desse modo, é necessário avançarmos no estudo e controle de fenômenos em nanoescala na interface com sistemas biológicos complexos. 


O Programa de Saúde do LNNano, de forma integrada e multidisciplinar, tem como objetivo criar um ambiente diferenciado e altamente favorável para a pesquisa na fronteira do conhecimento, atuando em três frentes principais: i) sensores e biomonitoramento, ii) nanobiointerfaces e iii) criomicroscopia eletrônica. Proporcionando assim, oportunidades únicas para ciência, tecnologia e inovação. 
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Sensor controla qualidade do etanol


Pensando em uma maneira mais eficiente de controlar a qualidade do etanol que é produzido e comercializado, desenvolvemos um sensor para avaliar a qualidade do combustível de maneira simples, rápida e prática.


A Agência Nacional do Petróleo (ANP) determina que o teor mínimo de etanol para sua utilização direta como combustível seja de 94,5 % vol. O dispositivo criado no LNNano tem a capacidade de atestar em segundos se o etanol avaliado está dentro desta especificação.


Para isso, conta com um sensor com dois eletrodos metálicos, sendo que um deles é revestido com uma camada funcional de espessura nanométrica. Os eletrodos são acoplados frente a frente e imersos no etanol. A avaliação da resposta elétrica do sensor permite determinar o teor alcóolico do combustível e informar, de imediato, se o etanol está dentro dos padrões de consumo.
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Sensor microfluídico para detectar câncer de mama


Método portátil baseado em um novo microdispositivo e smartphone pode tornar mais rápido e barato o diagnóstico de câncer de mama. A pesquisa do CNPEM, com apoio da UFSCar e do Hospital do Câncer de Barretos, desenvolveu um kit portátil para exames de fácil operação, baixo custo, portátil e capaz de fornecer resultados com o mesmo nível de confiabilidade de equipamentos caros, sofisticados e de grande porte.


O microdispositivo é um sensor que usa fundamentos da microfluídica (fluidos em canais de dimensões micrométricas, 10–6m) e eletroquímica (interação entre amostra e eletrodo na presença de eletricidade) para determinar concentrações da proteína CA 15-3, um conhecido biomarcador do câncer de mama. Em outras palavras, a presença desse tipo de câncer leva a um aumento significativo na quantidade de CA 15-3 presente no sangue. Essa quantidade aumenta à medida que o estágio da doença avança. Assim, a análise da concentração da proteína CA 15-3 permite não apenas o diagnóstico clínico sobre a ocorrência ou não do câncer de mama, mas também sobre o seu estágio de evolução.


Além disso, a montagem do microdispositivo não necessita de ambiente ou maquinário sofisticado, o que permite a sua produção em larga escala. Todas as características dessa pesquisa tornam viável, futuramente, o uso rotineiro do método desenvolvido em hospitais e redes de saúde.
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Separação sólido-líquido


O setor de Recuperação e Purificação de Produtos tem um módulo específico destinado para separação sólido-líquido. A separação sólido-líquido é uma operação rotineira e está presente em muitas etapas dos processos desenvolvidos na Planta. O filtro Prensa é um equipamento de filtração convencional, utilizado para reter partículas maiores que os poros do filtro. Esse equipamento é utilizado na separação de processos químicos e biológicos, precipitados e resíduos de processo. O filtro Nutsche também fazem uso de elementos filtrantes para reter as partículas maiores que os poros dos seus filtros e sendo utilizado por exemplo para separação de biomassa após a etapa de pré-tratamento. A centrífuga Decanter é um equipamento para separação contínua de líquidos com alto teor de sólidos em suspensão, como por exemplo, suspensão contendo biomassa vegetal após etapa de hidrólise enzimática. 
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Sequenciamento de DNA


O sequenciamento de última geração ou Next Generation Sequencing (NGS) de moléculas de DNA e RNA é uma técnica revolucionária que nos permite estudar as comunidades microbianas de solos e plantas com rapidez, reprodutibilidade e gerando uma enorme quantidade de dados a baixo custo relativo a técnicas convencionais de sequenciamento. O LNBR/CNPEM utiliza equipamentos de última geração para analisar a sequência completa de DNA de um único microrganismo (Genômica) ou de comunidades microbianas
(Metagenômica). Dessa forma, é possível identificar genes e suas respectivas funções, estudar outros elementos genéticos relevantes, e conhecer os microrganismos que compõem a comunidade estudada. Além disso, análises de Metatranscriptômica, ou seja, da sequência completa de RNA mensageiro de comunidades microbianas, fornece informações quanto aos genes que estão ativos (ou expressos), o nível da expressão, e como eles são influenciados por condições ambientais. Com isso, por meio do NGS, é possível estudar a fundo as bases moleculares de microrganismos uteis para indústria ou benéficos às plantas e os seus mais diversos mecanismos de ação. Também é possível analisar as comunidades microbianas responsáveis pela emissão de gases do efeito estufa dos solos.
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Solos


Na agricultura, um ou mais nutrientes necessários para o crescimento e desenvolvimento das plantas são fornecidos ou suplementados através de fertilizantes, que podem ser substâncias minerais ou orgânicas, naturais ou sintéticas. No entanto, o caminho físico-químico percorrido pelos nutrientes desde sua dispersão no solo até sua absorção e incorporação no metabolismo vegetal ainda não é bem compreendido.


O solo é uma combinação sólida e heterogênea de compostos orgânicos e inorgânicos, imersos em soluções aquosas e em meio a raízes de plantas. Os processos químicos, físicos e biológicos que ali acontecem em nível atômico e molecular controlam o transporte, a disponibilidade e a absorção de nutrientes, assim como o transporte de poluentes e a contaminação do solo.


Sirius permite a investigação da estrutura desta região em diversas escalas e em alta resolução, revelando como tanto nutrientes quanto poluentes “caminham” no solo, e como mudam quimicamente ao interagirem com outras moléculas. Dessa forma, os processos que ocorrem no solo podem ser mais bem conhecidos e controlados, contribuindo para uma produção agrícola mais eficiente e menos agressiva ao meio ambiente.
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Solos


Na agricultura, um ou mais nutrientes necessários para o crescimento e desenvolvimento das plantas são fornecidos ou suplementados através de fertilizantes, que podem ser substâncias minerais ou orgânicas, naturais ou sintéticas. No entanto, o caminho físico-químico percorrido pelos nutrientes desde sua dispersão no solo até sua absorção e incorporação no metabolismo vegetal ainda não é bem compreendido.


O solo é uma combinação sólida e heterogênea de compostos orgânicos e inorgânicos, imersos em soluções aquosas e em meio a raízes de plantas. Os processos químicos, físicos e biológicos que ali acontecem em nível atômico e molecular controlam o transporte, a disponibilidade e a absorção de nutrientes, assim como o transporte de poluentes e a contaminação do solo.


Sirius permite a investigação da estrutura desta região em diversas escalas e em alta resolução, revelando como tanto nutrientes quanto poluentes “caminham” no solo, e como mudam quimicamente ao interagirem com outras moléculas. Dessa forma, os processos que ocorrem no solo podem ser mais bem conhecidos e controlados, contribuindo para uma produção agrícola mais eficiente e menos agressiva ao meio ambiente.
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Superfície atomicamente plana


O desenvolvimento de dispositivos semicondutores requer que a superfície do substrato utilizado na sua fabricação esteja plana a fim de evitar o surgimento de defeitos em sua estrutura. Estes defeitos podem influenciar no transporte de cargas elétricas pelo material e mudar suas propriedades.


Entretanto, no mundo real uma superfície totalmente "plana" é difícil de se obter, como é o caso da superfície do carbeto de silício que apresenta degraus com altura de um átomo! Estes degraus monoatômicos são observáveis pela técnica de microscopia de força atômica.
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Titulo do Box


Diversos microrganismos produzem enzimas capazes de transformar resíduos agroindustriais em produtos com ampla aplicação em vários setores, desde fármacos, cosméticos, até bioplásticos e biocombustíveis. Uma etapa importante para se estudar e desenvolver esses microrganismos e suas enzimas é descobrir que tipo de matéria prima eles são capazes de transformar e quais produtos eles conseguem produzir.
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Titulo do Box


Diversos microrganismos produzem enzimas capazes de transformar resíduos agroindustriais em produtos com ampla aplicação em vários setores, desde fármacos, cosméticos, até bioplásticos e biocombustíveis. Uma etapa importante para se estudar e desenvolver esses microrganismos e suas enzimas é descobrir que tipo de matéria prima eles são capazes de transformar e quais produtos eles conseguem produzir. A natureza existe uma grande diversidade de estratégias nesta biotransformação. Para entender os mecanismos da natureza é fundamental o uso de técnicas de química analítica que permitem identificar e quantificar as moléculas envolvidas. O LNBR/CNPEM possui uma Central Analítica composta de vários equipamentos que realiza uma série de análises como de açúcares, álcoois, ácidos orgânicos, compostos fenólicos, cátions, ânions, gases do efeito estufa, carbono, nitrogênio, hidrogênio, enxofre e oxigênio elementar e multi-elementos. Exemplos de técnicas de química analítica disponíveis no LNBR/CNPEM é a cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas (GC/MS) e a cromatografia líquida de alta pressão (HPLC). Também se realiza análises térmicas, análises espectrofotométricas e análises de distribuição de tamanho de partículas. Integrado com outros estudos, esse conhecimento nos permite descobrir novas estratégias de biotransformação ou otimizá-las para aplicações em contextos industriais.
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Titulo do Box


Diversos microrganismos produzem enzimas capazes de transformar resíduos agroindustriais em produtos com ampla aplicação em vários setores, desde fármacos, cosméticos, até bioplásticos e biocombustíveis. Uma etapa importante para se estudar e desenvolver esses microrganismos e suas enzimas é descobrir que tipo de matéria prima eles são capazes de transformar e quais produtos eles conseguem produzir. A natureza existe uma grande diversidade de estratégias nesta biotransformação. Para entender os mecanismos da natureza é fundamental o uso de técnicas de química analítica que permitem identificar e quantificar as moléculas envolvidas. O LNBR/CNPEM possui uma Central Analítica composta de vários equipamentos que realiza uma série de análises como de açúcares, álcoois, ácidos orgânicos, compostos fenólicos, cátions, ânions, gases do efeito estufa, carbono, nitrogênio, hidrogênio, enxofre e oxigênio elementar e multi-elementos. Exemplos de técnicas de química analítica disponíveis no LNBR/CNPEM é a cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas (GC/MS) e a cromatografia líquida de alta pressão (HPLC). Também se realiza análises térmicas, análises espectrofotométricas e análises de distribuição de tamanho de partículas. Integrado com outros estudos, esse conhecimento nos permite descobrir novas estratégias de biotransformação ou otimizá-las para aplicações em contextos industriais.
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Titulo do Box


Diversos microrganismos produzem enzimas capazes de transformar resíduos agroindustriais em produtos com ampla aplicação em vários setores, desde fármacos, cosméticos, até bioplásticos e biocombustíveis. Uma etapa importante para se estudar e desenvolver esses microrganismos e suas enzimas é descobrir que tipo de matéria prima eles são capazes de transformar e quais produtos eles conseguem produzir. A natureza existe uma grande diversidade de estratégias nesta biotransformação. Para entender os mecanismos da natureza é fundamental o uso de técnicas de química analítica que permitem identificar e quantificar as moléculas envolvidas. O LNBR/CNPEM possui uma Central Analítica composta de vários equipamentos que realiza uma série de análises como de açúcares, álcoois, ácidos orgânicos, compostos fenólicos, cátions, ânions, gases do efeito estufa, carbono, nitrogênio, hidrogênio, enxofre e oxigênio elementar e multi-elementos. Exemplos de técnicas de química analítica disponíveis no LNBR/CNPEM é a cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas (GC/MS) e a cromatografia líquida de alta pressão (HPLC). Também se realiza análises térmicas, análises espectrofotométricas e análises de distribuição de tamanho de partículas. Integrado com outros estudos, esse conhecimento nos permite descobrir novas estratégias de biotransformação ou otimizá-las para aplicações em contextos industriais.
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Técnicas da biologia molecular


Por meio de técnicas de biologia molecular os cientistas do LNBR/CNPEM acessam o DNA e o RNA microbianos e assim identificam diferentes espécies de microrganismos e suas funções no meio ambiente. Para isso, inicialmente é feita a extração de DNA ou de RNA das células, sejam elas provenientes de um único microrganismo isolado, ou de comunidades microbianas diretamente de amostras ambientais, como o solo. Para os estudos de genes específicos, inicialmente se avalia a integridade do DNA por meio da técnica de eletroforese, onde uma corrente elétrica é utilizada para mover as moléculas de DNA de forma a separá-las por tamanho em um gel de agarose. Em seguida, regiões gênicas são amplificadas por meio da reação em cadeia da polimerase (PCR) em um termociclador, para posteriormente serem analisadas em um sequenciador. Obtida a sequência de DNA, é possível, por exemplo, identificar com precisão a espécie do microrganismo isolado. Essas etapas são algumas das técnicas corriqueiras e fundamentais de biologia molecular, sendo de extrema importância para o estudo de microrganismos e de comunidades microbianas. Outras técnicas como metagenômica e metatranscriptômica (estudo de genomas/DNA e RNA de uma dada comunidade de microrganismos, respectivamente) também são amplamente utilizadas para estudar o material genético recuperado diretamente do meio ambiente.
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Vírus Chikungunya (CHIKV)


Que vírus é esse?
O Chikungunya é um vírus transmitido por mosquitos do gênero Aedes e os sintomas são febre aguda, erupções cutâneas e principalmente dores articulares, acompanhados de dor de cabeça, inchaço nas articulações e conjuntivite.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
O primeiro caso documentado foi em 1952 na Tanzânia. Já no Brasil, há casos nos estados do Amapá e da Bahia desde 2014, e registros de que o vírus Chikungunya circula em todo país.


Existe tratamento?
Não existe medicamentos ou vacina para Chikungunya. A única forma de prevenção é eliminar os criadouros do mosquito, utilizar repelente, inseticida e mosquiteiro.
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Vírus Dengue (DENV)


Que vírus é esse?
A Dengue é um vírus transmitido por mosquitos do gênero Aedes e os sintomas mais comuns são febre, dores de cabeça, dor atrás dos olhos, dores musculares e articulares, náusea/vômito, erupções cutâneas e fadiga. Existem quatro sorotipos do vírus que causam a doença e a recuperação da infecção fornece imunidade vitalícia contra o sorotipo adquirido. Infecções consecutivas aumentam o risco do desenvolvimento de dengue grave.


Esse vírus é novo? Onde é que ele está?
Não. Seu primeiro relato de epidemia é datado de 1779/1780. Atualmente, o vírus circula em países de clima tropical e subtropical, principalmente em áreas urbanas.


Existe tratamento?
Não existe medicamento específico para a infecção em si, mas os sintomas podem ser controlados. Como forma de prevenção, os criadouros dos mosquitos podem ser eliminados.
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Vírus Ilheus (ILHV)


Que vírus é esse?
O vírus Ilheus é transmitido por mosquitos de oito gêneros diferentes, dentre eles estão mosquitos do gênero Aedes, Culex e Haemagogus. A infecção por esse vírus é caracteriza por febre elevada acompanhada de cefaleia (dor de cabeça), calafrios, mialgias (dores musculares), artralgias (dores nas articulações) e fraqueza muscular.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
Esse vírus foi identificado pela primeira vez em 1944 na cidade de Ilhéus, na Bahia. Atualmente o vírus circula por países da América Central e do Sul.


Existe tratamento?
Não existe medicamento específico para a infecção em si, mas os sintomas podem ser controlados. Como forma de prevenção, os criadouros dos mosquitos podem ser eliminados.
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Vírus Mayaro (MAYV)


Que vírus é esse?
Mayaro é um vírus transmitido por mosquito que causa uma doença febril aguda com desenvolvimento de artrite persistente por meses.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
Não. Ele circula no Brasil desde 1955. Inicialmente era relatado apenas na região amazônica, porém com o avanço do desmatamento tem se expandido para outras regiões do país e atualmente casos são identificados nas regiões Centro-oeste e Sudeste.


Existe tratamento?
Não existe tratamento antiviral específico para essa doença, apenas tratamentos gerais para alívio dos sintomas.
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Vírus Oropouche (OROV)


Que vírus é esse?
O vírus Oropouche é transmitido por mosquitos da espécie Culicoides paraenses. Sua infecção é caracterizada pelo início repentinos dos sintomas, geralmente febre, dor de cabeça, artralgia (dores nas articulações), mialgia (dores musculares), calafrios e às vezes náusea.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
O vírus Oropouche foi isolado pela primeira vez em 1955 em Trindade e Tobago, localizado no Caribe. Desde então, o vírus é considerado uma ameaça à saúde pública em áreas tropicais e subtropicais da América Central e do Sul.


Existe tratamento?
Não existe tratamento específico para a doença.
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Vírus Sindbis (SINV)


Que vírus é esse?
Sindbis virus é um dos vírus transmitidos por mosquitos mais amplamente distribuídos pelo mundo. Causa uma doença com sintomas leves, como febre, erupções cutâneas que causam coceira, dores musculares e nas articulações. Essas últimas podem durar longos períodos.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
Não. Ele foi isolado em 1952 em mosquitos do gênero Culex no distrito de Sinbis, no Egito. Atualmente, pode ser encontrado em todas as regiões do mundo, mas os surtos são registrados na Europa, Ásia, África e Austrália.


Existe tratamento?
São usados medicamentos para tratar os sintomas, como anti-histamínicos para coceiras, analgésicos não salicilados para as dores e, em alguns casos, corticoides para as dores nas articulações.
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Vírus Usutu (USUV)


Que vírus é esse?
O vírus Usutu é transmitido por mosquitos do gênero Culex e seu principal hospedeiro são as aves. Contudo, a infecção pode ocorrer em humanos sendo caracterizada por um estado febril inespecífico. Algumas pessoas podem desenvolver sintomas neurológicos graves, como encefalite e meningoencefalite.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
O vírus foi identificado pela primeira vez em 1959 no Sul da África, em um mosquito Culex sp. Desde então, o vírus circula por países da África e da Europa.


Existe tratamento?
Não existe tratamento específico para essa doença.



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Vírus Zika (ZIKV)


Que vírus é esse?
O vírus Zika, é um vírus transmitido pela picada de mosquitos do gênero Aedes. Os sintomas que a infecção desse vírus causa são febre baixa, erupções cutâneas, dor de cabeça, dor nas articulações, mal-estar geral e conjuntivite. As infecções pelo vírus do Zika também estão associadas a casos de microcefalia em recém-nascidos e em alguns casos com a síndrome de Guillain-Barré.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
Não. Ele foi isolado pela primeira vez em macacos em 1947 na floresta de Zika, Uganda. Até então com casos esporádicos na África e Ásia. Em 2014 chegou as américas, sendo os primeiros casos no Brasil registrados em 2015. Até o momento 86 países reportaram a presença do vírus.


Existe tratamento?
Atualmente não existem tratamentos ou vacinas aprovadas contra a infecção pelo vírus Zika.
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Vírus da Encefalite Japonesa (JEV)


Que vírus é esse?
A Encefalite Japonesa é uma doença transmitida por mosquitos do gênero Culex. A maioria dos casos é assintomática ou com sintomas leves como febre e cefaleia (dor de cabeça). Contudo, alguns pacientes podem desenvolver a doença grave caracterizada por febre alta, dor de cabeça, rigidez do pescoço, desorientação, coma, convulsões e paralisia dos músculos contraídos, ocasionando morte ou sequelas neurológicas.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
O primeiro caso desse vírus foi reportado em 1871, no Japão. Atualmente o vírus é endêmico em países da Ásia.


Existe tratamento?
Existe vacina disponível para essa doença, porém, quando há infecção o tratamento é focado no alívio dos sintomas, pois não existem ainda antivirais disponíveis para combate.
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Vírus da Encefalite de Saint-Louis (SLEV)


Que vírus é esse?
O vírus da encefalite de St. Louis é transmitido por mosquitos e pertence à mesma família de outros importantes vírus causadores de doenças como Dengue e Zika. Apesar da maioria das infecções serem assintomáticas, em casos graves podem causar encefalite.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
Não. O primeiro surto de infecções por SLEV aconteceu na década de 1930, na cidade de St. Louis (EUA). Aqui no Brasil, o vírus foi encontrado a primeira vez em mosquitos na região Amazônica na década de 1960, mas o primeiro surto aconteceu em 2006 na cidade de São José do Rio Preto. Atualmente, circula por toda a extensão das Américas, de norte a sul.


Existe tratamento?
Ainda não existem vacinas nem remédios para tratar a infecção causada pelo SLEV.
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Vírus da Febre amarela


Que vírus é esse?
A febre amarela é uma doença viral transmitida por mosquitos das espécies Haemagogus, Sabethes e Aedes. Os sintomas mais comuns são febre, dores musculares com dor lombar proeminente, dor de cabeça, perda de apetite, náusea ou vômito. Alguns pacientes entram em uma segunda fase de infecção após 3 ou 4 dias. Essa fase é mais grave, o risco de morte é maior e os sintomas são pele e os olhos amarelados, urina escura, dores abdominais com vômitos e sangramentos.


Esse vírus é novo? Onde é que ele está?
Não. A primeira epidemia documentada no "Novo Mundo" ocorreu em 1647 na Ilha de Barbados. Atualmente o vírus é endêmico em áreas tropicais da África, América Central e América do Sul.


Existe tratamento?
A forma mais eficaz de prevenção da doença é a vacinação.
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Vírus do Oeste do Nilo (WNV)


Que vírus é esse?
É um vírus da família Flaviviridae transmitido pelo mosquito do gênero Culex. Os sintomas são semelhantes a uma gripe, febre, artralgia (dor articular), mialgia (dor muscular), fadiga, mal-estar, dor de cabeça e dor retro orbital (dor ao redor dos olhos). Em casos mais graves o vírus pode invadir o sistema nervoso e desenvolver meningite e encefalite.


Esse vírus é novo? Onde ele está?
Não. Foi isolado pela primeira vez na Uganda, África em 1937. E desde então já foi relatado na Europa, Oriente Médio e América do Norte


Existe tratamento?
Não há um tratamento específico para infecção por WNV.



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