O JustLab apoia a Ciência Aberta e disponibiliza nesta página o seu acervo técnico para garantir a total reprodutibilidade dos bioprocessos. A comunidade científica tem acesso livre aos nossos Protocolos Operacionais Padrão (SOPs) de cultivo e purificação, além de bancos de dados e scripts. Também compartilhamos projetos de engenharia para a montagem de equipamentos DIY de baixo custo, como o Turbidostato. Nosso objetivo é fornecer as ferramentas práticas necessárias para que outros pesquisadores repliquem e expandam nossas soluções tecnológicas de forma autônoma.
O procedimento de plaquetamento da microalga Chlamydomonas reinhardtii no JustLab é fundamental para o isolamento e a manutenção das cepas produtoras da enzima Creglicerase. Em suma, O processo segue estas etapas:
Preparo do Meio: O meio de cultura sólido específico (como o meio TAP com ágar) é preparado, autoclavado para esterilização e vertido em placas de Petri.
Diluição Seriada: Realiza-se a diluição em série da biomassa líquida original, garantindo que a concentração celular permita o crescimento de colônias individuais e isoladas.
Inoculação e Espalhamento: Uma pequena alíquota da diluição é pipetada no centro do ágar e espalhada uniformemente por toda a superfície utilizando uma alça de Drigalski estéril.
Incubação: As placas são seladas e incubadas de forma invertida em uma câmara com controle rigoroso de temperatura (cerca de 25°C) e iluminação fotossintética adequada.
Após o período de crescimento, as colônias verdes bem isoladas podem ser selecionadas, repicadas para novos frascos e validadas quanto à expressão do biofármaco.
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O procedimento de produção e purificação do biofármaco Creglicerase no JustLab abrange desde o cultivo celular até o refinamento estrutural da enzima:
Cultivo em Biorreator (Upstream): A microalga é cultivada sob condições controladas de iluminação, agitação e nutrientes, otimizando a secreção contínua da proteína.
Separação de Biomassa: O caldo de cultivo é submetido à centrifugação ou sedimentação para isolar o meio líquido contendo a enzima das células da alga.
Filtração Tangencial: O meio recuperado é clarificado e concentrado, removendo micropartículas e reduzindo o volume total para facilitar o processamento.
Purificação Cromatográfica (Downstream): O extrato concentrado passa por colunas cromatográficas para a captura seletiva e o polimento final, eliminando impurezas.
Esse fluxo contínuo garante a obtenção de uma enzima com alto grau de pureza farmacêutica e padrão de glicosilação preservado.
O procedimento de liberação controlada de proteínas de parede celular no JustLab permite a disponibilização direcionada de biomoléculas ancoradas na superfície da microalga:
Engenharia de Superfície: A proteína é geneticamente fundida a domínios de ancoragem, garantindo sua exposição externa na estrutura da parede celular.
Cultivo e Indução: As células são cultivadas até a densidade ideal e submetidas a um gatilho ambiental ou químico projetado para iniciar a liberação.
Clivagem Direcionada: Proteases específicas atuam nos sítios de clivagem planejados, desprendendo a molécula de interesse da matriz celular para o meio.
Recuperação: O sobrenadante contendo as proteínas recém-liberadas é separado da biomassa intacta e encaminhado para as etapas de purificação.
Essa estratégia viabiliza a extração eficiente e contínua dos bioprodutos sem a necessidade de lise, preservando a integridade e a viabilidade da cultura.
O turbidostato de baixo custo do JustLab é estruturado a partir de componentes eletrônicos acessíveis que garantem o monitoramento e o controle automatizado do cultivo:
Microcontrolador (ESP32): Atua como o cérebro do sistema, executando os scripts de automação, registrando dados (data logging) e controlando os demais periféricos.
Sensor Óptico (TSL2591): Mede a transmitância da luz através da cultura celular, calculando a densidade óptica e a concentração da biomassa em tempo real.
Fonte de Luz (LED): Emite um feixe luminoso calibrado e constante através do biorreator, essencial para as leituras precisas do sensor.
Sistema de Dosagem: Composto por bombas peristálticas que injetam meio de cultura fresco automaticamente assim que o cultivo atinge a turbidez programada (setpoint).
Biorreator e Agitação: O vaso de cultivo integrado a mecanismos de aeração e agitação, garantindo a homogeneidade térmica e nutricional do meio.
Essa montagem DIY (Faça Você Mesmo) permite manter a cultura de microalgas em fase de crescimento exponencial contínuo, com autonomia e custo significativamente menor que as alternativas comerciais.
A técnica de geração e seleção de variabilidade aplicada no JustLab visa o desenvolvimento de cepas de microalgas com características biotecnológicas aprimoradas, seguindo estas etapas:
Indução de Mutações: Aplicação controlada de agentes físicos (como radiação UV), químicos ou ferramentas de edição genética para introduzir diversidade no DNA da cultura original.
Pressão de Seleção: Exposição da população celular diversificada a condições ambientais restritivas ou meios específicos, forçando a sobrevivência exclusiva das células com a característica de interesse.
Isolamento de Clones: Plaqueamento das células sobreviventes em meio sólido para permitir o crescimento de colônias individuais, garantindo a separação física das linhagens mutantes.
Triagem e Validação: Avaliação bioquímica e molecular de cada clone isolado para quantificar a eficiência produtiva, confirmar a estabilidade genética e identificar as melhores cepas.
Esse fluxo metódico permite a triagem e o isolamento contínuo das biofábricas mais eficientes, garantindo a otimização do bioprocesso antes do escalonamento em biorreatores.
Pipeline computacional para identificação e validação cruzada de fatores de transcrição (TFs) associados às vias metabólicas lipídicas em microalgas, utilizando múltiplos bancos de dados públicos.
Scripts Python para busca automatizada e cruzamento entre iTAK, TAPscan e PlantTFDB.
Banco de dados curado de TFs associados a lipídios em microalgas (CSV + anotações)
Todos os experimentos do JustLab seguem o princípio de reprodutibilidade aberta. Para replicar qualquer resultado publicado, siga o fluxo abaixo:
Cada publicação possui um repositório GitHub vinculado com todos os scripts e dados brutos.
Todo protocolo experimental está documentado nesta página com materiais, etapas e observações críticas.
Os repositórios incluem um arquivo requirements.txt ou environment.yml para recriar o ambiente computacional.
Dúvidas específicas sobre reprodutibilidade? Abra uma issue no GitHub ou envie e-mail ao laboratório.