Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento - nº 37 1

utilizados como marcadores sensíveisde células cancerígenas, auxiliando noestudo de metastatização e no desenvolvimentode novas terapias. A bioluminescênciaé o único método comsensibilidade suficiente para detectarmetástases em sua fase inicial. Entretanto,por ser uma técnica nova, seuuso permanece limitado a modelos animais.A derivação de genes terapêuticostambém tem sido feita com marcaçãobioluminescente (Contag et al., 1995;1996 and 1998).Figura 8. Multialinhamento da região dos loops entre os resíduos 223-235 e352-359 das luciferases de besouros, mostrando resíduos-chave para amodulação dos espectros de bioluminescência(Stanley, 1989; Lundin et al., 1989); avaliaçãoda viabilidade celular (Comhaireet al., 1989); ensaio de atividades enzimáticasenvolvendo o consumo ou formaçãode ATP; testes de citotoxicidade,entre outros. Hoje em dia existemkits específicos comercializados paraestas finalidades.DNA da luciferase como marcador deexpressão gênica. A clonagem dogene da luciferase de vagalumes tornoupossível toda uma nova gama de aplicaçõesenvolvendo o uso deste genecomo marcador altamente sensível daexpressão gênica em células e tecidos(Gould and Subramani, 1988; Naylor,2000). O gene das luciferases de vagalumestem sido utilizados como generepórter em bacérias, leveduras, vegetais,insetos e mamíferos, em análisesda função de promotores associadoscom desenvolvimento e controle circadiano.DNA da luciferase como marcadorpara bioimageamento de células e tecidos.Mais recentemente, com o desenvolvimentosde equipamentos de fotodetecçãoe imageamento mais sensíveis,os genes das luciferases estão sendoempregados para marcação e visualizaçãoin vivo em tempo real de célulase tecidos (Viviani and Ohmiya, 2006).São utilizados para marcação e estudosde disseminação de microrganismospatogênicos em plantas e animais, auxiliandona rápida seleção de drogasantimicrobicidas. Também estão sendoFigura 9. Rede de pontes de hidrogênio do loop entre os resíduos 223-235e o sensor de pH em luciferase de Phrixotrix spp (Viviani et al., 2005)Aplicação em biosensores. Os genesde luciferases estão sendo usados tambémem biosensores ambientais paradetecção de bioavaliabilidade de cátionsde metais pesados como mercúrioe arsênio ou agrotóxicos e outros disruptoresambientais em águas contaminadas(Tauriainen et al., 1999). Juntamentecom a GFP (green fluorescentprotein) e seus derivados, as luciferasesestão se tornando os genes repórteresmais utilizados para estas finalidades.Uma das mais recentes aplicaçõesna área de proteômica envolve o usode luciferase e GFPs em ensaios BRET(Bioluminescence Ressonance EnergyTransfer), onde interações proteína-proteínasão avaliadas pela alteração doespectro de emissão mediante transferênciade energia do emissor primário(luciferase-luciferina) para a GFP.Luciferases de espécies brasileirasampliando a gama de aplicações. Osgenes de luciferase de insetos utilisadosaté o recentemente codificavamsomente luciferases que emitem luz naregião verde-amarelada do espectro, limitandoconsideravelmente suas aplicações,desde que muitos tecidos biológicossão consideravelmente opacosnesta região. Com a clonagem da luciferaseemissora de luz vermelha dePhrixotrix e seus aliados produzidospor engenharia genética, a gama deaplicações foi ampliada, com o usodestas em células de mamíferos e emsistemas repórter múltiplos que utilizamsimultaneamente várias luciferases emissorasde diferentes comprimentos deonda para a análise simultânea de múltiploseventos celulares (Nakajima et al.,2004; Viviani and Ohmiya, 2006). A luciferasede Pyrearinus termitilluminans,devido a sua estabilidade e cinética deemissão, também vem sendo utilizadacomo importante marcador bioluminescentepara imageamento de células etecidos. A luciferase do vagalume Macrolampis,devido ao espectro bimodalsensível ao pH, pode ser utilizada embiosensores intracelulares de mudançasde pH e outros fatores. Recentementecomeçamos a desenvolver biosensores14 Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento - nº 37