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Queen Mary investiga cupins interna e externamente

Bydezembro 1, 2017Estudos de caso

Os cupins produzem 4% do CO2 do mundo. Um grupo de micro-organismos conhecidos como protozoários que vivem nos intestinos dos cupins fazem parte de uma das linhas de pesquisa exploradas com o uso do microscópio invertido DX61.

O CO2, um importante gás estufa, é produzido por micro-organismos que vivem nos intestinos de cupins. No entanto, apesar da importância no ciclo de carbono global, não é claro como esse ecossistema funciona. A School of Biological and Chemical Sciences em Queen Mary, University of London, está utilizando o microscópio invertido DX61 da Vision Engineering para fazer pesquisas sobre os cupins.

Pesquisa do Queen Mary College

O Queen Mary é uma das maiores faculdades com várias habilidades da University of London. Suas origens estão em quatro faculdades históricas: Queen Mary College, Westfield College, St Bartholomew’s Hospital Medical College e London Hospital Medical College. A faculdade possui mais de 11.500 alunos e uma equipe acadêmica e de suporte de cerca de 2.600 pessoas.

Na School of Biological and Chemical Sciences, o Evolutionary and Organismal Biology Group é internacionalmente reconhecido por usar abordagens pós-genômicas para investigar a evolução e as funções dos genes e proteínas em um nível organismal usando uma gama de organismos como modelo, incluindo plantas, invertebrados, peixes e mamíferos.

Essa pesquisa utiliza uma gama de métodos, incluindo bioinformática, análise de células e estrutura de tecido, análise de gene e expressão de proteína, o impacto da inativação gênica de fenótipos, farmacologia e fisiologia in vitro e análise do comportamento do organismo como um todo.

Problemas e testes da pesquisa

O trabalho do Dr. Mark van der Giezen, professor de microbiologia, é focado no entendimento da função das células de vários micro-organismos que vivem em ambientes com pouco ou nenhum oxigênio. O intestino dos cupins é um ambiente assim. Os cupins existem há mais de 240 milhões de anos. Eles adaptam-se aos ambientes em constante mudança e são importantes na quebra e reciclagem de madeira morta. Um grupo de micro-organismos, conhecidos como protozoários, vive nos intestinos dos cupins e são uma das linhas de pesquisa no laboratório do Dr. van der Giezen.

Para essa pesquisa, é importante que os protozoários dos intestinos sejam isolados nas condições ambientais corretas, pois eles não conseguem tolerar altos níveis de oxigênio. Depois de o intestino ser extraído de um cupim, as condições do intestino mudarão rapidamente, então é importante trabalhar o mais rápido possível para preservar a estrutura interna.

Várias espécies vivas de protozoários vivem no intestino posterior dos cupins e, antes de o trabalho começar, essas espécies devem ser separadas. Esse processo usa um micromanipulador que é utilizado para coletar células individuais a fim de separar as diferentes espécies. Esse processo precisa ser repetido em até 50 organismos coletados de cada espécie diferente. O DNA desses organismos é, então, usado para distinguir as espécies diferentes no nível molecular e entender sua bioquímica.

Finalmente, as informações obtidas desses protozoários fornecerão informações fundamentais sobre o funcionamento do intestino dos cupins, que produzem altos níveis de metano (CH4) e CO2 sem o uso de oxigênio.

Depois de os protozoários serem isolados, eles são observados e analisados quanto a sua morfologia, comportamento e quaisquer contaminações que possam ocorrer durante o processo de isolamento.

Escolhendo um microscópio invertido

O microscópio invertido DX61 da Vision Engineering foi escolhido para ajudar em projetos de pesquisa sobre a função de protozoários no intestino de cupins. Dr. Mark van der Giezen, professor de microbiologia, explica por que escolheu o DX61.

“Quando o sistema foi demonstrado, nós solicitamos modificações personalizadas na etapa para incorporar um espaço para a placa de Petri, por exemplo. A decisão final é baseada nas boas interações que tivemos com a Vision Engineering, o benefício adicional do design modular e a lente Isis ergonômica. Como o DX61 era modular, ele nos permitiu adicionar modos de observação e opções de captura de imagem posteriormente.”

“A compra desse microscópio foi possível devido a doações generosas da Royal Society (2004/R2) e do Systematic Research Fund.”

É importante para a pesquisa do Dr. van der Giezen que a etapa do microscópio seja muito estável, especialmente quando estiverem usando o microscópio com outro equipamento, como micromanipuladores. Quaisquer movimentos repentinos podem arruinar o processo de isolamento, pois a coleta e liberação dos protozoários é obtida pelo controle do vácuo no microtubo vinculado à extremidade do micromanipulador.

Os microcapilares de vidro fino na extremidade do microscópio do micromanipulador, que são usados para preparar e injetar o líquido que contém as células, são muito frágeis. Eles podem quebrar facilmente se não for mantida uma estabilidade em todo o processo.

É importante que a análise e captura de imagem seja incorporada no processo de dissecção e observação. As vantagens de qualquer sistema de microscópio que incorpora recursos de processo de imagem são a possibilidade de obter imagens e a avaliação da morfologia celular. Isso permite um processo geral mais objetivo.

O conforto é essencial ao usar um microscópio por várias horas

A imagem acima demonstra como o microscópio invertido modular é beneficiado com os acessórios opcionais como a lente Isis. A lente Isis é um recurso importante para projetos como esse, em que o conforto é fundamental para os operadores que precisam passar horas usando o microscópio. A Isis usa uma tecnologia óptica patenteada projetada para melhorar a ergonomia do operador.

A tecnologia de pupila expandida permite uma liberdade muito maior do movimento da cabeça do operador, e pode reduzir muito a fadiga. Isso é obtido ao expandir os feixes de raios que saem das lentes, o que resulta em um aumento de quatro dobras na distância de trabalho entre os olhos do operador e as lentes Isis.

A School of Biological and Chemical Sciences no Queen Mary continua a investir tempo e recursos em projetos importantes como esse. O esforço para entender fenômenos naturais como a função simples dos cupins no ciclo carbônico global levará a um maior conhecimento sobre o nosso planeta. Isso irá gerar, inevitavelmente, mais conhecimento que poderá, então, ser usado para abordar problemas como o aquecimento global.