Os mecanismos epigenéticos que regem a capacidade do gameta feminino (o oócito) de se tornar totipotente estão no centro de muitas questões não respondidas na biologia. A melhor compreensão desses fenômenos básicos oferece uma oportunidade única para desenvolver novas biotecnologias com benefícios de amplo alcance para humanos e animais. Este projeto temático reúne renomados especialistas do Canadá e do Brasil que atuam em diversos campos científicos que vão do nível subcelular ao nível do organismo, e que, juntos, buscam responder à questão: Quais são os sinais epigenéticos fornecidos pelo ambiente folicular que permitem a produção de um oócito capaz de derivar todas as células de um organismo, incluindo sua perpetuação por meio da produção de gametas para a próxima geração? Por meio do uso modelos experimentais únicos, com abordagens retrospectivas, e ferramentas de bioinformática de última geração para analisar os componentes epigenéticos a nível molecular e celular esta proposta almeja (1) identificar os principais constituintes moleculares envolvidos nas interações oócito-folículo, (2) intervir na retomada meiótica in vitro para simular a foliculogênese in vivo e (3) examinar modelos alternativos para desvendar mecanismos essenciais da totipotência. Trata-se de uma proposta única, coesa e com integração de especialidades complementares, que oferece uma oportunidade singular para lançar mais luz sobre os mecanismos epigenéticos fundamentais que controlam a aquisição da totipotência pelo oócito. Como relevância prática, no longo prazo humanos e animais se beneficiarão diretamente com o aprimoramento e o advento de novas biotécnicas de reprodução assistida auxiliando a restauração da fertilidade de casais inférteis, acelerando a disseminação de genótipos superiores em espécies domésticas, e restaurando espécies selvagens em vias de extinção. (AU)

O presente projeto, Inovações em comunidades de animais humanos e não humanos, visa reconstruir a história evolutiva de três habilidades cognitivas supostamente específicas da espécie humana, nomeadamente: uma competência linguística, atividades simbólicas e a produção de ferramentas elaboradas. Mais especificamente, este projeto busca entender o desenvolvimento evolutivo das bases cognitivas subjacentes a cada uma dessas inovações, procurando por antecedentes na natureza que possam explicar seu desenvolvimento evolutivo em um intervalo de tempo relativamente curto. A questão central que objetivamos responder é: existem precursores evolutivos que, operando em conjunto de algum modo, poderiam ter levado ao desenvolvimento de capacidades cognitivas que deram origem ao surgimento de uma faculdade da linguagem complexa, raciocínio simbólico e para a produção de ferramentas sofisticadas? Ao abordar essa questão, investigamos se a evolução de tais inclinações cognitivas e as diferenças que elas puseram "entre humanos e os animais superiores" são de fato "de grau e não de tipo", como Darwin inicialmente sugeriu (1871). A resposta a essa pergunta envolve necessariamente uma investigação que congregue várias disciplinas trabalhando em conjunto. Embora muitas tentativas tenham sido feitas para abordar esse assunto de uma perspectiva interdisciplinar, a abordagem que empreendemos nesta proposta é incomparável no que diz respeito à equipe interdisciplinar diversificada que reunimos, com especialistas de áreas que abrangem a linguística, a primatologia, a arqueologia, a fisiologia, a biologia evolutiva e a paleoantropologia. Cada disciplina estará comprometida com o objetivo comum de encontrar as soluções necessárias para trazer uma sólida compreensão acerca das difíceis questões relacionadas à evolução das habilidades cognitivas humanas. Assim, para resolver um dos dilemas evolutivos mais complexos de Darwin, examinaremos de perto cada um desses caracteres cognitivos considerando-os como inovações nos primeiros humanos modernos. Para cada inovação, as questões específicas que desejamos elucidar são: (i) como tal inovação surgiu nos humanos modernos e (ii) quais antecedentes, se houver, podem ser identificados no comportamento de primatas não humanos e em outras espécies de animais não humanos? Procuraremos maneiras de fechar essa imensa lacuna cognitiva, examinando tais inovações ao longo de um grande arco da evolução, a fim de identificar semelhanças em uma ampla gama de espécies. (AU)

Garantir a demanda crescente por energia da sociedade brasileira e atingir a meta de redução de emissões de CO2 demanda investimentos em fontes de energia renováveis e tecnologias de baixo carbono. De modo a lidar com tal desafio, o Reino Unido possui uma extensa e madura infraestrutura em pesquisa através do Hydrogen and Fuel Cell Research Hub. Células a combustível são dispositivos eletroquímicos de ascendente importância capazes de converter diretamente energia química em elétrica com alta eficiência. Entre células a combustível, células de óxido sólido e de eletrólito polimérico são indiscutivelmente as tecnologias mais maduras e de maior potencial para redução do consumo de combustíveis e de emissões de CO2. Não obstante, oportunidades para pesquisa e aprimoramento das tecnologias ainda são amplamente vistos como necessários para um uso em larga escala de células a combustível, em particular em se tratando de biocombustíveis e dispositivos de temperaturas intermediárias. Assim o objetivo primordial deste São Paulo Chair of Excellency é a criação de um núcleo Brasileiro de pesquisa em células a combustível focado em uma abordagem computacional multi-escalas fortemente acoplada a técnicas experimentais avançadas. Resultados deste projeto tem o potencial de posicionar o Brasil como um centro de excelência em pesquisa e implantação de células a combustível, permitindo o desenvolvimento de futuros sistemas eletroquímicos (p.ex., para a síntese de químicos renováveis) focados nas necessidades e oportunidades locais, através de um modelo de pesquisa multidisciplinar em laços sólidos com pesquisadores de renome mundial. (AU)

Neste projeto propõe-se a criação de um Laboratório de Biocombustíveis Avançados de Segunda Geração (A2G), sediado na Universidade de Campinas. A missão do laboratório A2G é desenvolver e permitir a implantação de tecnologias disruptivas de segunda geração para a produção sustentável de bioetanol a partir de cana-de-açúcar e cana-energia a um custo muito menor do que a tecnologia atual. O foco central do laboratório A2G é um novo paradigma, envolvendo: a) bioprocessamento consolidado de biomassa celulósica em uma etapa (CBP - sigla de Consolidated Bioprocessing em inglês) sem adição de enzimas usando bactérias termofílicas modificadas em vez de adição de celulase fúngica e levedura e b) moagem durante a fermentação (co-tratamento) em vez do pré-tratamento termoquímico. Este paradigma é apoiado por resultados de pesquisas recentes, incluindo: demonstração de que C. thermocellum, uma bactéria anaeróbica, termofílica, é decisivamente mais eficaz na desconstrução de biomassa do que a celulase fúngica comercial sob uma ampla gama de condições; demonstração de que o co-tratamento permite que as culturas de C. thermocellum atinjam solubilização quase completa do carboidrato presente em várias matérias primas celulósicas; análise técnico-econômica indicando que um cenário avançado que apresenta CBP com co-tratamento, C-CBP, possui um período de retorno de investimento 8 vezes mais curto em comparação com um caso atual de base tecnológica apresentando pré-tratamento termoquímico e adição de celulase fúngica. O avanço do C-CBP será perseguido atuando em duas frentes principais, a utilização de celulose microbiana (na área do conhecimento da Engenharia de bioprocessos) e a biotecnologia microbiana com foco em bactérias termofílicas. Uma área de atuação em sustentabilidade também está incluída, abordando a análise técnico-econômica, gestão de terras e emissões de gases de efeito estufa e aspectos sociais. Nossos esforços no domínio da sustentabilidade considerarão o impacto e os custos da implantação da bioenergia com a intenção de alcançar resultados ambientais e sociais benéficos. O laboratório A2G será dirigido pelo professor Lee Lynd, da Dartmouth College, e apoiado por uma equipe de liderança formada por um diretor assistente a ser nomeado pela Unicamp e por líderes de área de pesquisa a saber: Evert Holwerda (utilização de celulose microbiana), Daniel Olson (biotecnologia) e Eleanor Campbell (sustentabilidade). A pesquisa em utilização de celulose microbiana será aliada à Faculdade de Engenharia Química (FEQ). A pesquisa em biotecnologia será aliada ao Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). A pesquisa em sustentabilidade será aliada à Faculdade de Engenharia Agrícola (FEAGRI). A equipe de pesquisa será supervisionada por um membro da equipe de liderança ou por um pesquisador associado internacional junto com um pesquisador associado brasileiro. Um comitê com representação industrial significativa aconselhará a liderança do A2G. A comunicação e os meios de integração entre as equipes no Brasil e EUA são antecipadas no projeto. Os resultados esperados resultantes do estabelecimento do laboratório A2G como aqui proposto incluem: Unicamp e FAPESP se tornando parceiras integrais em um esforço de pesquisa e desenvolvimento multi-institucional e bi-hemisférico voltado para um paradigma potencialmente transformador de processamento de biomassa lignocelulósica; pesquisas de destaque em biotecnologia microbiana, engenharia metabólica e utilização de celulose microbiana com base no CBMEG e FEQ, fortalecendo substancialmente a capacidade nessas áreas tanto dentro da Unicamp quanto no Brasil; início de novas e promissoras direções de pesquisa no domínio da sustentabilidade, complementando a força existente na Unicamp e no Brasil e lançando as bases para futuras iniciativas; formação de uma rede substancial de novas colaborações internacionais de pesquisa nos níveis individual e institucional. (AU)

Todas as quatro forças conhecidas em nosso universo são descritas pela teoria quântica de campos. No entanto, apesar de seu papel absolutamente central na Física, as teorias quânticas de campo estão muito longe de serem domadas com nossas ferramentas teóricas atuais. Uma descrição analítica matematicamente sólida dos fenômenos físicos tais como confinamento, quebra de simetria quiral ou a existência de uma lacuna de massa não está disponível e para perguntas fascinantes, é preciso controlar as QFTs no regime fortemente acoplado, onde as técnicas perturbativas não são suficientes. Novas abordagens e ferramentas conceituais são urgentemente necessárias. Até agora, minha principal pesquisa foi principalmente focada no desenvolvimento de tais ferramentas por meio de duas abordagens complementares. Uma abordagem visa aprender sobre QFT não-perturbativo, estudando uma teoria com detalhes excruciantes, a saber, a teoria de Yang-Mills maximamente supersimétrica. A outra abordagem complementar visa inclinar-se sobre QFT fortemente acoplada, mapeando o espaço permitido de todas as teorias compatíveis com a relatividade, a mecânica quântica e a suposição de analiticidade, intimamente relacionadas a localidade. (AU)

A incidência de doenças inflamatórias intestinais, como a doença de Crohn (DC, que afeta todo o trato digestivo) e a colite ulcerativa (UC, afetando o cólon) está aumentando drasticamente, especialmente no mundo em desenvolvimento, inclusive no Brasil. Acredita-se que mudanças no estilo de vida, incluindo higiene e nutrição (mudança de dietas ricas em vegetais para dietas com maior conteúdo de gordura e carboidratos) são a causa desse aumento alarmante. Uma hipótese para explicar o desenvolvimento dessas patologias é que estilos de vida específicos em conjunção com a predisposição genética podem favorecer uma resposta aberrante aos componentes da microbiota presentes no intestino via alteração de padrões epigenéticos. Mudanças no empacotamento do genoma, a cromatina, são etapas críticas e regulatórias na expressão gênica e nos mecanismos epigenéticos. Nesta proposta investigaremos como as alterações na cromatina das células epiteliais estão envolvidas no crosstalk entre bactérias intestinais e hospedeiro na saúde e na doença, especialmente na UC. Vamos fazer isso principalmente usando modelos experimentais, mas também amostras de pacientes coletadas ao longo do curso da doença. Estudaremos como modificações específicas das histonas se relacionam com a microbiota na saúde e durante a UC e exploraremos os mecanismos de como isso se traduz em mudanças na estrutura da cromatina e na expressão gênica. Usaremos tecnologias de ponta para monitorar as mudanças na cromatina ao longo do genoma, inclusive no nível de células individuais (single cells), para explorar o que podemos aprender com as alterações da cromatina no contexto da interação microbiota-hospedeiro. Nosso trabalho intensificará uma colaboração frutífera e inovadora e gerará provas de princípios para diagnosticar, monitorar e tratar pacientes com UC. Além disso, essa colaboração reforçará área de pesquisa incipiente no Brasil: análise da cromatina e da expressão gênica, inclusive no nível de células individuais. (AU)

O objetivo geral deste projeto é examinar os impactos que ocorrem depois da construção de hidrelétricas na Amazônia Brasileira e contribuir para a área das Ciências conhecida como Ecologia Humana ou Interações Humano-Ambientais. O projeto se desenvolverá com base nos resultados obtidos em um SPEC anterior liderado pelo responsável entre 2012 e 2018 e focados nos impactos sociais e ambientais durante a construção de Belo Monte na Bacia do Rio Xingu. Nesta segunda fase, propomos examinar os processos e impactos 5 até 10 anos depois que a construção foi finalizada, e expandir o projeto para considerar também as hidrelétricas de Jirau e Santo Antônio no Rio Madeira, e considerar os impactos sobre a pesca e a ecologia dos rios. A pesca não foi parte do SPEC anterior e constitui uma nova temática. Adicionamos este elemento através de parcerias estabelecidas com pesquisadores na área da ecologia da pesca no Xingu e no Madeira e que são colaboradores neste novo SPEC. As temáticas do projeto representam importantes áreas cientificas de relevância nas políticas públicas: qual a resposta de uma região a um declínio populacional depois de um período de crescimento explosivo durante a construção; como se reconfigura o mercado de mão de obra; como o uso da terra muda; como a região se adapta a saída de grandes fluxos de capital recebidos durante a construção; como os pescadores se adaptam a queda dos estoques pesqueiros e sua recuperação seletiva; e mais importante, houve desenvolvimento econômico regional ou simplesmente ganhou-se quilowatts de energia para o país. O projeto usará métodos avançados de modelagem e sensoriamento remoto, modelos espaciais explícitos e regressão multivariada e dados do Cadastro Agrícola Rural (CAR) para analisar mudanças no uso da terra em pequenas propriedades em áreas de influência das hidrelétricas. Colaborações com o NEPAM/UNICAMP e com a Universidade Federal do Pará foram construídas na fase anterior do SPEC. Nesta nova fase, construímos novas colaborações com a Universidade Federal de Rondônia (UNIR), e a Universidade de São Paulo (USP) para fortalecer a equipe e poder ampliar as temáticas que propomos. A proposta responde a chamada da FAPESP São Paulo Excellence Chairs (SPEC), para trazer professores sênior para interagir com universidades e colegas em SP. O responsável cumpriu com todas as expectativas na fase anterior, oferecendo disciplinas a cada ano na Unicamp, orientando vários estudantes de doutorado, e pós-doutorandos, e publicando artigos com eles em revistas internacionais. (AU)

Esta proposta tem como objetivo estabelecer atividades de pesquisa em nível mundial impulsionando as fronteiras do conhecimento na discussão sobre inovação em sistemas, estratégias organizacionais e governança de políticas. O programa proposto visa criar uma unidade de pesquisa sustentável na área sob a coordenação do pesquisador-principal juntamente com co-pesquisadores, pesquisadores associados, alunos de pós-doutorado, alunos de doutorado e pesquisadores visitantes, os quais podem se utilizar da sua respectiva experiência e das redes de pesquisa globais, constituindo-se, assim, um grupo amplo e renomado de pesquisadores brasileiros e oriundos do exterior. O objetivo maior é situar o DPCT entre os dez centros de pesquisa líderes na área de inovação no mundo dentro dos cinco próximos anos. A proposta está estruturada em quatro Linhas de Pesquisa, as quais compõem o tema Inovação em Sistemas:0. Inovação em Sistemas;1. Avanços Tecnológicos e Convergência Tecnológica;2. Desenho, Implementação e Avaliação da Política de Pesquisa e Inovação; 3. Ecossistemas de Inovação e Empreendedorismo;4. Big Data para Avaliação de Processos de Inovação e Políticas de Pesquisa e Inovação.Diferentes resultados são esperados, principalmente em termos de qualificação de pessoal na área de inovação, produção de teses e dissertações, publicações de artigos científicos em periódicos internacionais e de livros publicados por editoras reconhecidas internacionalmente, bem como a obtenção de recursos adicionais visando alavancar os recursos providos pela FAPESP e pela UNICAMP. Os resultados esperados também incluem a formulação de metodologias analíticas e políticas através da intensa interação com outros centros de pesquisa considerados relevantes no mundo, assim como a parceria com outras instituições localizadas no estado de São Paulo e no Brasil como um todo. Os registros referentes ao nosso projeto SPEC anterior (http://www.ige.unicamp.br/spec/), o qual está no seu último ano, ressaltam as expectativas em relação aos significativos resultados projetados. (AU)

O objetivo deste projeto é investigar, em diferentes escalas, os processos que controlam a advecção e reação de carbono na região do baixo Rio Amazonas e ao longo da região costeira adjacente no Oceano Atlântico Tropical Ocidental. O corpo de água principal do rio representa uma grande fonte de dióxido de carbono (CO2) para a atmosfera, sendo que grande parte tem origem a partir do carbono orgânico proveniente da paisagem no entorno e é posteriormente remineralizada no rio. O componente do sistema fluvial que tem sido menos estudado e compreendido localiza-se próximo da foz do rio, sob efeito das marés, consistindo de dois canais principais desde Macapá até 150 km no interior do oceano. Ainda que a influência das marés não resulte em intrusão salina, podem ocorrer inversões no fluxo fluvial e interações complexas entre os canais do rio e as áreas marginais. Esses fatores tornam o estudo desta região do maior rio do mundo um desafio logístico significativo. Através de um ambicioso esforço amostral, este projeto visa compreender os fatores de grande escala (por exemplo, a hidrodinâmica, extensão de área e metabolismo) que controlam a variabilidade espacial e temporal da remineralização de carbono e dos fluxos de CO2 no baixo Rio Amazonas. A abordagem metodológica será baseada em uma combinação entre a coleta de dados de campo, sensoriamento remoto e esforços de modelagem numérica e biogeoquímica. Os tipos de matéria orgânica degradada, os microrganismos e consórcios que remineralizam, e as vias metabólicas (aeróbicas e anaeróbias) que levam à grande produção de CO2 serão avaliadas usando um conjunto de ferramentas de análise geoquímica orgânica e molecular biológica (proteômica). O esforço amostral permitirá gerar e disponibilizar um conjunto de dados in situ representativo de uma região historicamente pouco estudada, mas de alta relevância global. Serão realizados experimentos focados em revelar a influência dos fatores físicos (por exemplo, das marés, velocidade das correntes e processos de mistura) sobre os processos biológicos, a variabilidade espaço-temporal dos fluxos de CO2 por sensoriamento remoto, conjuntamente com simulações de modelos numéricos com capacidade para prever a sensibilidade das Trocas Líquidas do Ecossistema (do inglês Net Ecosystem Exchange). (AU)

De acordo com a OMS, mais de um bilhão de pessoas no mundo possuem alguma deficiência, o que não é apenas uma questão de saúde pública, mas também de direitos humanos. Em 2015, o Global Burden of Diseases apresentou evidências epidemiológicas mundiais de que 74% do total de anos vividos com incapacidade estão relacionados a condições de saúde que podem ser beneficiadas pela reabilitação. Por essa razão, o desenvolvimento de novas terapias e pesquisas em reabilitação são um dos principais objetivos do Plano de Ação Global da OMS para 2014-2021. No entanto, o pouco conhecimento sobre os mecanismos biológicos envolvidos no processo de reabilitação é uma das principais limitações enfrentadas para a construção de um conhecimento sólido. Há evidencias de que a plasticidade cerebral é o mecanismo central envolvido no processo de recuperação funcional de pacientes com déficit de diferentes etiologias. Embora muito já se tenha avançado no entendimento da plasticidade cerebral, pouco foi incorporado na prática da reabilitação, principalmente pela escassez de desenhos de estudo que privilegiem a translação do conhecimento. Dessa forma, propõe-se um estudo em quatro grupos de sujeitos (com AVC, lesão medular, amputações e osteoartrose) visando a entender os mecanismos de neuroplasticidade envolvidos no processo de reabilitação motora, utilizando para isso as técnicas de EMT, fNIRS e EEG de alta densidade, antes e depois do período de reabilitação. Por meio deste projeto, espera-se obter um melhor entendimento dos mecanismos de neuroplasticidades envolvidos na reabilitação, e o desenvolvimento de biomarcadores neurofisiológicos "transdiagnósticos", os quais terão grande relevância para o aperfeiçoamento científico e terapêutico da reabilitação. (AU)