Descrição do Projeto
No sistema imunológico de todas as espécies, desde plantas até mamíferos, encontram-se peptídeos antimicrobianos, AMP, produzidos por muitos tecidos em diferentes tipos de células e apresentando grande variedade de atividade e estrutura.
Uma família de AMP extraídos de vespas, denominados de mastoparanos, apresentam uma variedade de características que determinam a ocorrência e a intensidade de atividades biológicas, tais como, atividade antimicrobiana, atividade quimiotática, de degranulação de mastócitos, atividade hemolítica, neurotoxicidade, etc.. Para isso competem, de forma ainda não completamente compreendidas, diversos fatores estruturais, tais como, a sequência de aminoácidos, a cationicidade, a hidrofobicidade, a amidação do C-terminal, a presença de triptofanos e cisteínas e a conformação – estrutura secundária.
Dados experimentais indicam que a atividade antimicrobiana destes peptídeos é potencializada pela conformação de alfa hélice anfipática observada no ambiente membranar. Em solução aquosa, em geral, eles não apresentam estruturação significativa. O conjunto de informações experimentais, usando sistemas modelos, conduziu à proposição de três mecanismos de ação destes peptídeos nas membranas biológicas: pela formação de poros transmembrânicos; pela formação de poros toroidais ou pelo mecanismo tipo carpete. Mas as evidencias experimentais, juntamente com a variabilidade do ambiente e características estruturais dos peptídeos, não permitem uma conclusão definitiva para o modelo de interação ou para a especificidade e eficácia da interação.
Ensaios “in silicon” permitem investigar os sistemas no nível de representação atômico e podem proporcionar informações que permitam aprofundar a compreensão dos mecanismos de interação. O objetivo das investigações de nosso grupo é estudar as interações de peptídeos antimicrobianos da família dos mastoparanos com sistemas que mimetizem o ambiente hidrofóbico/hidrofílico encontrado nas membranas biológicas. Em particular, têm sido estudados os aspectos estruturais dos peptídeos em misturas TFE-água, em soluções aquosas contendo micelas de SDS e DPC e em soluções contendo bicamadas POPG, que mimetizam membranas bacterianas e PCPG, para membranas de organismos eucariontes. A importância de se entender esses mecanismos está dirigida atualmente ao desenho de novos peptídeos que apresentem atividade farmacológica otimizada.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| José Roberto Ruggiero | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Fernando César Lopes Filho | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Gisele Baldissera | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Tamara Rodrigues Valder | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Carolina Penhavel de Souza | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Sabrina Thais Broggio Costa | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
Descrição do Projeto
Este projeto visa dar continuidade ao projeto HCPA-06/654, no qual foi coletada uma série de polissonogramas de pacientes com suspeita de SAHOS, os quais estão sendo analisados. Quando este projeto foi inicialmente elaborado, não havia a viabilidade computacional de se fazer alguns tipos de análises sobre o sinal; entretanto, com a recente implementação de um GRID computacional pela UNESP de alto poder computacional, e a colaboração de um dos pesquisadores com um grupo atualmente trabalhando em Botucatu, vislumbramos a possibilidade de acesso a mais estas variáveis.
O grupo possui experiência na utilização das ferramentas e pretende-se aplicá-las a um conjunto muito maior de dados. O projeto e notoriamente interdisciplinar e algumas seções podem ser suprimidas sem perda de generalidade, dependendo do enfoque do leitor. A novidade está em utilizar Matching Pursuit com dicionários com modulação de frequencia em um banco de dados de 57 polissonogramas de pacientes com SAHOS de forma a estudar tanto a ferramenta como a informção eletrosiologica obtida dela, o que só é possível com o GRID.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Ney Lemke | Instituto de Biociências de Botucatu |
| Gunther Johannes Lewczuk Gerhardt | Universidade de Caxias do Sul |
| Suzana Veiga Schonwald | Hospital de Clínicas de Porto Alegre |
| Marcia Lorena Fagundes Chaves | Hospital de Clínicas de Porto Alegre |
| Emerson Luis de Santa Helena | Universidade Federal de Sergipe |
| Sérgio Saldanha Menna Barreto | Hospital de Clínicas de Porto Alegre |
| Simone Chaves Fagondes | Hospital de Clínicas de Porto Alegre |
Descrição do Projeto
Este projeto trata do estudo de modelos computacionais em física biológica molecular, particularmente no estudo de proteínas e do seu enovelamento. As proteínas compõem o maquinário que controla a maioria das funções dos organismos vivos. A compreensão do problema de enovelamento de proteína pode levar a aplicações muito promissoras. O fato que suas atividades dependem das suas estruturas tridimensionais e dinâmicas e não simplesmente da suas seqüências de amino-ácidos apresenta novos desafios conceituais. A teoria de superfícies de potencial tem tido sucesso na explicação qualitativa e quantitativa de muitos experimentos de enovelamento. Investigações tanto teóricas como experimentais tem explorado a termodinâmica das proteínas e a cinética do enovelamento em diferentes regimes de temperatura e condições de ambiente. Por meio de modelos computacionais e variando as condições de ambiente, a estrutura subjacente da superfície de potencial das proteínas pode ser investigada em diferentes níveis, de aspectos locais à perspectivas globais.
De forma mais específica, neste projeto focamos o estudo de detalhes mecanísticos do estado nativo e do enovelamento de proteínas. Modelos simplificados de enovelamento de proteínas são em geral construídos com potenciais baseados na estrutura nativa e estão fundamentados no princípio de frustração mínima. Exploramos diferentes níveis de simplificação destes modelos. Um dos problemas recorrentes que abordamos são os parâmetros característicos de tais modelos, tais que estes permitam um aumento consistente e progressivo no nível de complexidade dos sistemas estudados. Esta investigação será conduzida utilizando modelos Ca, Ca+Cß e com todos os átomos explícitos. Os vários colaboradores incluídos neste projeto abordarão uma grande variedade de assuntos nesta área. Alguns dos problemas abordados são:
(a) Estudos do efeito de frustração nas interações no estado nativo e sua implicação na cinética e termodinâmica do sistema.
(b) Caracterização de frustração e identificação de sítios ativos em proteínas.
(c) Efeito de topologia e hidrofobicidade em evolução de proteínas.
(d) Estudos e otimização do Hamiltoniano de sistemas para modelos baseados em estrutura.
(e) Estudo do coeficiente de difusão no enovelamento de proteínas
(f) Estudos de modos normais em enzimas associados à interação com inibidores.
(g) Interação de polímeros carregados (polianfóteros) com macromoléculas de diferentes sequencias primárias.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Vitor Barbanti Pereira Leite | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Jorge Chahine | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Leandro Cristante de Oliveira | UC San Diego - Universidade de Brasília |
| Antonio Francisco Pereira de Araujo | Universidade de Brasília |
| Sydney Jurado de Carvalho | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| José Nelson Onuchic | UC San Diego |
| Paul Whitford | Los Alamos National Laboratory |
| Jin Wang | Stony Brook University |
| Michel Eduardo Beleza Yamagishi | Embrapa |
Descrição do Projeto
Nos últimos anos, muitos pesquisadores estão se interessando por modelos neuromotores para o desenvolvimento de novas abordagens para a construção de robôs ou interfaces homem-máquina.
Insetos estão entre os principais modelos adotados para estudo pois possuem o sistema neural dividido em gânglios e cada um desempenha uma função específica. O estudo do gânglio motor permite entender o funcionamento dos principais movimentos e seus padrões de funcionamento.
Propõe-se o uso de métodos baseados na teoria da informação para modelar a causalidade entre os subsistemas que compõem o gânglio ventral motor de gafanhotos adultos. Todos os sinais utilizados fazem parte da colaboração entre o laboratório de Processamento de Sinais do Departamento Engenharia Elétrica, EESC - USP, o Laboratorio de Linux e Processamento Paralelo da Unesp de Ilha Solteira, o Signal Processing and Control Group do Institute of Sound and Vibration Research (ISVR) e do Grupo de Neurociência da Escola de Biologia, ambos da Universidade de Southampton, Inglaterra.
O trabalho em conjunto com o GridUnesp permitirá o desenvolvimento de pessoal nas áreas de computação de alto-desempenho para aplicações em modelagem computacional biomédica.
O presente projeto compreende o desenvolvimento de modelos dinâmicos usando ferramentas da teoria da informação para a análise dos sinais biológicos coletados em experimentos utilizados no estudo do sistema neuromotor de gafanhotos.
O objetivo proposto procurará introduzir novos conhecimentos da neurofisiologia de gafanhotos no desenvolvimento de sistemas robóticos e próteses biomédicas.
Dentre as metas a serem alcançadas, destacam-se:
1. Desenvolvimento de algoritmos paramétricos para a estimativa da função densidade de probabilidade para as estimativas de informação mútua condicional em até 3 dimensões;
2. Paralelização e otimização dos algoritmos para: a estimativa da informação mútua e mútua condicional.
Além de métodos mais eficientes para geração dos dados surrogate data;
3. Validação das estruturas causais usando a técnica de embaralhamento de fase;
4. Formação de pelo menos 1 aluno de mestrado e 1 de doutorado com especialização na área de pesquisa proposta.
De forma complementar, será adotada a linguagem de programação python, usando-se recursos de programação paralela em ambiente computacional linux. Após o término do projeto, as rotinas serão disponibilizadas para a comunidade científica em nosso site.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Ailton Akira Shinoda | Unesp-FEIS |
| Carlos Dias Maciel | USP |
| Jen John Lee | USP |
| Luciana Nicácio | USP |
| Christiane Marie Schweitzer | UNESP |
Descrição do Projeto
Espécies representativas de formigas da tribo Attini serão caracterizadas quanto à expressão gênica, filogenia, evolução, diversidade e coevolução com microrganismos, com base em seqüências de genes e pseudogenes. Os resultados permitirão alocar estas formigas neotropicais como invertebrados modelos em estudos evolutivos.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Maurício Bacci Júnior | Instituto de Biociências |
| Ivan Rizzo Guilherme | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |
Descrição do Projeto
Pretendemos realizar levantamentos de anuros em ambientes com altitude, principalmente do Sudeste do Brasil, para melhor compreender riqueza de espécies e mecanismos de especiação. Endemismos são comuns em ambientes de altitude devido às barreiras geradas pela topografia, que isolam populações ao longo do tempo. As serras do Mar e da Mantiqueira, por exemplo, apresentam elevado grau de endemismo de anuros (cerca de 90%), supostamente devido à interrupção de fluxo gênico, ocasionada pelo relevo acidentado. A diversificação de populações através do tempo gera linhagens diferentes, com divergência proporcional ao seu tempo de separação. A análise da variação em diferentes níveis e os padrões de variação observados são fundamentais para compreender os processos subjacentes à diversificação e definir limites entre espécies e populações. O conhecimento de processos que determinam padrões de diversidade biológica se dá em estudos de diversidade genética de populações naturais que revelam a biogeografia histórica de espécies próximas (filogeografia) e para melhor compreensão desta diversificação, deve-se incorporar informação de sistemática filogenética, atualmente impulsionada por avanços em:
(1) genômica, gerando muitas seqüências de DNA a preço viável;
(2) bioinformática, onde hardwares poderosos e algoritmos rápidos possibilitam analisar conjuntos de dados maiores e mais complexos, e
(3) avanços na teoria filogenética, que permitem inferências defensáveis frente a novos problemas. Pouco se conhece sobre os processos evolutivos que determinaram a diversificação biológica nos Neotrópicos.
A Mata Atlântica é um “hotspot” mundial de biodiversidade mas os processos evolutivos que originaram este ecossistema são quase desconhecidos. Esta região montanhosa compõe uma área geográfica minúscula se comparada às florestas de terra baixa, como a Amazônia, mas possui número maior de espécies. Porém, pesquisas sobre padrões geográficos de diversificação biológica nos neotrópicos têm como principal foco zonas de terras baixas. Pretendemos descrever novas espécies, ampliar distribuições geográficas e realizar estudos de filogeografia, genética populacional e filogenia, usando principalmente seqüências de DNA.
O projeto ampliará a coleção de anuros para estes ambientes e enriquecerá acervos de gravações, diapositivos e tecidos. Com os resultados obtidos esperamos contribuir para a conservação das espécies estudadas.
Os anfíbios enfrentam problemas provocados por uso intensivo e não sustentado de recursos naturais. Várias espécies desapareceram nas últimas décadas e outras sofrem declínios populacionais decorrentes de degradação ambiental ou outros fatores. Em alguns casos, as razões dos declínios e extinções são desconhecidas pois ocorrem em ambientes aparentemente inalterados. Neste cenário, torna-se necessário compreender melhor a diversidade e a riqueza de espécies, bem como os processos de especiação relacionados à gênese desta riqueza. Sua compreensão permitirá ações de conservação com embasamento científico sólido e, em futuro próximo, permitirá monitorar as condições de sobrevivência das populações, por exemplo, nos estudos sobre aquecimento global.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Célio Fernando Baptista Haddad | UNESP, Rio Claro |
| Sanae Kasahara | UNESP, Rio Claro |
| Sérgio Furtado dos Reis | Unicamp, Campinas |
| Kelly Raquel Zamudio | Cornell University, New York |
| Jose Perez Pombal Junior | Museu Nacional/UFRJ, Rio de Janeiro |
| Carlos Alberto Gonçalves Silva Jared | Instituto Butantan, São Paulo |
| Marta Maria Antoniazzi | Instituto Butantan, São Paulo |
| Taran Grant | PUCRS, Porto Alegre |
| Julián Faivovich | UNESP, Rio Claro |
| João Miguel de Barros Alexandrino | Unifesp, Diadema |
| Cynthia Peralta de Almeida Prado | UNESP, Jaboticabal |
| Cinthia Aguirre Brasileiro | Unifesp, Diadema |
| Itamar Alves Martins | Unitau, Taubaté |
Descrição do Projeto
Os anestésicos locais (AL) têm ampla aplicação na clinica médica e odontológica. Por serem moléculas anfifílicas, os anestésicos locais têm grande afinidade pela membrana celular. De fato, foi encontrada uma forte correlação entre a potencia dos anestésicos e a sua capacidade de penetrar na camada lipídica. Assim, o estudo da interação de AL com biomembranas tem por finalidade entender o mecanismo de ação dos anestésicos, para melhorar a eficácia dos mesmos e minimizar seus efeitos colaterais através do desenho racional de novos fármacos com atividade anestésica ou através da veiculação (drug-delivery) de AL de uso consagrado utilizando, por exemplo, lipossomas.
Neste projeto propomos utilizar a técnica de simulação de Dinâmica Molecular (DM) para investigar, com detalhe microscópico, a interação de anestésicos locais com membranas biológicas. A metodologia DM é baseada nos princípios básicos da mecânica clássica e da física estatística e pode proporcionar uma janela no comportamento dinâmico microscópico dos átomos que constituem um sistema dado. Abordaremos o problema da interação de diferentes ALs com biomembranas através de simulações de dinâmica molecular atomísticas com o objetivo de entender como diferentes ALs interagem com alvos específicos nas membranas e como modificam suas propriedades físicas.
Pretendemos assim, correlacionar a estrutura da droga com os efeitos nas membranas visando contribuir a discussão do mecanismo de ação dos ALs. O estudo será focalizado nas propriedades estruturais e dinâmicas de bicamadas (na escala de tempo dos nanosegundos), nas fases biologicamente relevantes. O tamanho dos sistemas biológicos que pretendemos estudar - ~80.000 átomos - assim como as escalas de tempo - da ordem de nanosegundos - requerem um alto poder computacional, o que justifica a utilização de processamento em cluster, com diferentes processadores rodando em paralelo, que é objeto da presente solicitação de auxílio. A estratégia será a utilização de processamento em paralelo para a realização das pesadas simulações que se antecipam. Será utilizado o mais avançado conjunto de programas de MD de computação paralela disponível na comunidade científica, NAMD (http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd), desenvolvido pelo grupo de Klaus Schulten.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Leonardo Fernandes Fraceto | UNESP/Campus Sorocaba |
| Mónica Andrea Pickholz | FFyB-UBA |
| Eneida de Paula | Unicamp |
| Renato Grillo | UNESP/Sorocaba |
| Nathalie Ferreira Silva de Melo | UNESP/Sorocaba |
Descrição do Projeto
Flavonóides são compostos fenólicos que estão presentes em plantas e em uma grande variedade de frutas e vegetais. Atribuem-se a essas moléculas um vasto conjunto de ações, dentre as quais podemos citar propriedades antioxidantes e antiinflamatórias. Logo, tais compostos têm recebido atenção como potenciais protetores de doenças humanas, tais como doenças cardiovasculares e câncer (Kanakis, Tarantilis, Polissiou, Diamantoglou, & Tajmir-Riahi, 2006).
Neste projeto, busca-se caracterizar a estrutura molecular de um conjunto de flavonóides utilizando-se simulações. Por meio de cálculos de química quântica computacional, estudaremos as propriedades física e eletrônica desses produtos tanto em fase gasosa quanto em solução. Além disso, o projeto também focará no estudo das propriedades espectrais destas substâncias. Tais investigações teóricas permitirão estabelecer relações importantes entre a estrutura e as propriedades físico-químicas. Portanto, a grande motivação de entender estas relações está baseada no fato de que estes aspectos podem determinar a efetividade farmacológica desses produtos.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Marinônio Lopes Cornélio | IBILCE/UNESP |
| Guilherme Luís Cordeiro | IBILCE/UNESP |
| Ícaro Putinhon Caruso | IBILCE/UNESP |
Descrição do Projeto
As topoisomerases exercem um papel de fundamental importância no processo de replicação celular, o que as tornam excelentes alvos para o planejamento e desenvolvimento de novos fármacos antibacterianos e antitumorais. Este projeto visa planejar e desenvolver novos inibidores mais potentes, seletivos e com maior estabilidade metabólica frente às topoisomerases bacteriana e de humanos. Para isto, serão aplicados métodos computacionais avançados de modelagem molecular, baseados tanto na estrutura tridimensional destes alvos biomoleculares quanto de seus respectivos inibidores conhecidos até o
momento. A etapa inicial do projeto compreenderá o emprego do ensaio virtual, para identificação e seleção de compostos, a partir de extensas bibliotecas virtuais de moléculas com elevada diversidade estrutural. Compostos de natureza peptídica serão sintetizados a partir dos resultados obtidos durante os estudos computacionais, enquanto pequenas moléculas de outras classes químicas serão obtidas comercialmente. Os ensaios bioquímicos padronizados, fundamentais para o processo de planejamento e desenvolvimento de novas moléculas bioativas, permitirão determinar o mecanismo de inibição dos ligantes validados nesta etapa. A partir dos resultados obtidos serão construídos novos conjuntos de inibidores e realizados estudos de relação entre a estrutura e a atividade biológica (SAR, do inglês structure-activity relationship). Posteriormente, novos derivados dos ligantes correspondentes serão obtidos comercialmente ou sintetizados e utilizados para a construção de modelos a partir de estudos quantitativos de relação entre a estrutura e a atividade biológica. As técnicas de espectrofotometria, calorimetria e espectrometria de massas contribuirão para elucidar o mecanismo cinético e a dinâmica de interação entre a topoisomerase e seus inibidores. A taxa de identificação de ligantes verdadeiros a partir dos estudos computacionais,
verificada quando em comparação aos ensaios bioquímicos, também permitirá avaliar a robustez dos programas utilizados. Isto contribuirá na identificação e seleção de parâmetros físico-químicos importantes a serem considerados durante o estudo in silico frente a uma enzima em particular. Esta retroalimentação visa tornar o processo mais eficiente para a seleção de moléculas bioativas. Em conjunto, estudos de dinâmica molecular serão conduzidos com inibidores peptídicos e não peptídicos, visando cálculos de interação mais precisos e que proporcionem um direcionamento mais específico para a modificação de resíduos. O objetivo, nesta etapa, consiste na identificação de sítios importantes para a modulação da atividade catalítica destas enzimas e também favorecer a síntese de novos derivados mais potentes e seletivos.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Reinaldo Marchetto | IQ/UNESP, Araraquara |
| Aderson Zottis | IQ/UNESP, Araraquara |
Descrição do Projeto
A broca-do-café é o inseto praga mais limitante na produção cafeeira gerando redução na produção e qualidade da bebida. Além de sua importância como praga, apresenta características biológicas especiais para se converter em uma espécie não modelo de interesse. Tem um sistema reprodutivo altamente endogâmico com haplodiploidismo funcional, tem cenários micro-evolutivos de resistência a inseticidas, existem evidências de transferência horizontal de genes com subsequente vantagem adaptativa em um nicho ecológico particular, e evidências de que se pode tratar de um complexo de espécies crípticas. A baixa variabilidade genética devida à sua endogâmia poderia indicar uma baixa adaptabilidade e escassez de mecanismos de resposta a medidas inovadoras de controle genético, tomando importância os estudos em genômica da espécie para conhecer os determinantes genéticos do comportamento reprodutivo e de sua relação com o gênero Coffea.
Os elementos de transposição (TEs) são entidades dinâmicas com efeitos importantes no genoma hospedeiro, desde afetar o tamanho do genoma e ter um papel fundamental na integridade cromossômica, até efeitos sobre a regulação da expressão gênica e diversificação da funcionalidade. Neste estudo, os elementos de transposição do genoma da broca-do-café serão anotados e classificados em classes, ordem, superfamília e família e caracterizados em quanto a sua abundância, frequência, distribuição, variabilidade estrutural e sequências deles derivadas no genoma da broca-do-café; serão analisados funcionalmente para se identificar elementos ativos ou cassetes de TEs domesticados, e além disson, será caracterizada a variabilidade interpopulacional no seu polimorfismo de inserção. A caracterização dos TEs no genoma e os padrões de inserção e deterioração podem ser usados como marcadores genéticos que permitiam elucidar em maior detalhe os níveis de estruturação das populações e redefini-las como espécie única ou como complexo críptico, e simultaneamente, identificar as sequências endógenas da espécie que possam ser ferramentas biotecnológicas em novos esquemas de controle genético.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Claudia Marcia Aparecida Carareto | IBILCE/UNESP, São José do Rio Preto |
| Eric Marcelo Hernández | UNESP |
| Pablo Benavides Machado | CENICAFE (Colômbia) |
Descrição do Projeto
A pecuária brasileira é uma atividade que apresenta extrema importância socioeconômica no Brasil e no mundo. No mercado internacional da carne, existe uma tendência para a valorização de produtos cárneos diferenciados (produtos com maior valor agregado), em termos de propriedades organolépticas da carne e consequências de seu consumo sobre a saúde humana. Além disto, existe uma preocupação crescente pelo impacto ambiental da produção pecuária e pela competição por alimentos, grãos e suplementos, que são utilizados tanto pela população humana como pelos bovinos. Neste cenário mundial, visando tornar a atividade pecuária economicamente rentável e sustentável, ganham importância as características associadas à qualidade da carcaça e carne, bem como as características indicadoras de eficiência alimentar. Atualmente, as características da carcaça e carne, assim como as associadas à eficiência alimentar, não têm sido consideradas nos programas de avaliação genética em virtude do alto custo e dificuldade de mensuração. No país, existem algumas instituições de pesquisa que vêm coletando informações fenotípicas para estas características, principalmente para carcaça e carne. Entretanto, trabalhos de quantitativa, com estimativas de parâmetros genéticos para estas características são raros. Além disto, dada à dificuldade de coleta de dados, em geral, as amostras são pequenas e há necessidade de um maior número de estimativas destes parâmetros antes que estas características possam ser utilizadas para seleção. Os importantes avanços nas técnicas de genética molecular, com o desenvolvimento de um painel de marcadores de polimorfismos de base única (SNP´s) de alta densidade, permitirão ganhos genéticos significativos, sobretudo em características de alto custo e de difícil mensuração, como é o caso das características de carcaça e carne bem como da eficiência de conversão alimentar. Procura-se com este projeto criar um banco de dados de características de qualidade de carcaça e carne e de eficiência alimentar, bem como utilizar uma base de dados de características de importância econômica que, normalmente, são contempladas em programas de melhoramento genético de gado de corte, como as características de crescimento e reprodutivas, para a detecção de polimorfismos de DNA associados a estas características e desenvolvimento de métodos e softwares visando seleção genômica. Para alcançar este objetivo serão desenvolvidas: análise genética quantitativa, estudos de associação e seleção genômica e estudo de expressão genica para as características de importância econômicas. Além disso, serão desenvolvidos e implementados algoritmos para simulação e informações moleculares.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Lucia Galvão de Albuquerque | FCAV/UNESP, Jaboticabal |
| Henrique Nunes de Oliveira | UNESP |
| Humberto Tonhati | UNESP |
| Jesus Aparecido Ferro | UNESP |
| Luis Artur Loyola Chardulo | UNESP |
| Ricardo da Fonseca | UNESP |
| Fernando Sebastián Baldi Rey | UNESP |
| Roberto Carvalheiro | UNESP |
Descrição do Projeto
O desempenho reprodutivo de touros possui um grande impacto na indústria da carne bovina, afetando intervalos entre gerações, a taxa de mudança genética anual, e a quantidade de produtos que podem ser enviados ao mercado. O perímetro escrotal (PE) é a característica reprodutiva mais mensurada em gado de corte, e é utilizada como um dos principais critérios de seleção para a melhoria da precocidade e fertilidade dos rebanhos. A caracterização de regiões genômicas que afetam o PE pode contribuir para a identificação de marcadores diagnósticos de desempenho reprodutivo e desvendar mecanismos moleculares envolvidos na biologia reprodutiva dos bovinos. Recentemente, o candidato conduziu um mapeamento genômico amplo de segmentos cromossômicos que explicam diferenças no PE de 861 touros da raça Nelore (Bos indicus), utilizando dados de mais de 777.000 marcadores do tipo polimorfismo de sítio único (single nucleotide polymorphism - SNP). Loci que se destacam do restante do genoma foram identificados nos cromossomos 4, 6, 7, 10, 14, 18 e 21. Estas regiões foram previamente associadas a características reprodutivas e de peso corporal em bovinos. O sinal detectado no cromossomo 14 replica o locus de característica quantitativa (quantitative trait locus - QTL) envolvendo o gene PLAG1, o qual apresenta efeitos pleiotrópicos na fertilidade de touros e na estatura de diversas espécies, incluindo humanos. Novos genes candidatos foram propostos para PE a partir deste estudo, os quais afetam crescimento e tamanho testicular em outros modelos animais. O presente projeto visa o refinamento destes loci através de sequenciamento de nova geração (next generation sequencing - NGS), com o objetivo de investigar o potencial de causalidade de SNPs, variações no número de cópias, inserções e deleções encontrados nestas regiões.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| José Fernando Garcia | FMVA – UNESP |
| Yuri Tani Utsunomiya | FCAV – UNESP |
| Adam Taiti Harth Utsunomiya | FMVA – UNESP |
| Pier Kenji Rauschkolb Katsuda Ito | FMVA – UNESP |
| Marco Milanesi | FMVA – UNESP/UCSC |
Descrição do Projeto
A ordem Characiformes, um dos principais componentes da fauna de peixes de água doce do mundo, com mais de 2000 espécies conhecidas, é um dos grupos menos estudado sob o ponto de vista sistemático. Dentro desta ordem esta a família Characidae, uma das maiores famílias de peixe, com mais de 1000 espécies. As espécies dessa ordem sempre têm grande importância ecológica e econômica nas regiões onde ocorrem, sendo utilizados diretamente para o consumo humano ou na aquariofilia. Na região Neotropical, Characiformes representam cerca de um terço de todas as espécies de peixes de água doce. Um estudo recente, conduzido por nosso grupo de pesquisa, envolvendo dados moleculares, apresentou uma nova hipótese de relações entre Characiformes, propondo o reconhecimento de cinco famílias, não utilizadas anteriormente, e uma nova definição de Characidae. Embora este estudo tenha proporcionado um grande avanço no conhecimento sobre a sistemática de Characiformes, ainda há a necessidade de mais estudos, especialmente em relação a muitos grupos altamente diversos de Characidae e para várias famílias de Characiformes. Uma revisão geral da literatura disponível revela que também é nítido que há uma necessidade de utilização de marcadores moleculares novos e mais resolutivos, uma vez que muitas das relações entre as famílias ainda são pouco resolvidas. Neste sentido, estamos propondo a construção de uma nova filogenia, empregando as técnicas mais modernas de sequenciamento de segunda geração de elementos ultraconservados (UCEs), cuja utilização na sistemática filogenética tem dados mostrando promissores. Neste projeto também estamos propondo o enriquecimento de bancos de dados moleculares, como o bando de dados BOLD, para permitir a identificação molecular de todas as espécies a serem analisadas no presente estudo. Assim, o presente projeto deverá ser fundamental para uma melhor compreensão do que grupos constituem a ordem Characiformes e para testar as hipóteses sobre as relações entre as famílias, as relações entre os gêneros e espécies dentro das famílias e da biogeografia histórica do grupo, que hoje é amplamente distribuído em muitas bacias das regiões Neotropical e Etiópica.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Claudio de Oliveira | IBB – UNESP |
| Ricardo Macedo Corrêa e Castro | FFCLRP – USP |
| Fausto Foresti | IBB - UNESP |
| Ricardo Cardoso Benine | IBB - UNESP |
| Michael E. Alfaro | University of California Los Angeles |
| Fábio F. Roxo | IBB - UNESP |
| Brant C. Faircloth | Louisiana State Universtity |
| Brian L. Sidlauskas | Oregon State University |
| Bruno F. Melo | IBB - UNESP |
| Luz E. O. Orrego | IBB - UNESP |
| Natalia C. Sanchez | IBB - UNESP |
Descrição do Projeto
A diferenciação genética entre populações e especiação representam um dos tópicos mais debatidos em evolução. A especiação pode ser vista como a evolução de mecanismos de isolamento reprodutivo entre populações que anteriormente realizavam trocas gênicas. Estes mecanismos devem ser mantidos por barreiras ao fluxo gênico, para que as espécies incipientes permaneçam como entidades distintas. Porém, cruzamentos entre espécies distintas (hibridação) são relativamente frequentes tanto em plantas como em animais, e sua importância e consequências evolutiva têm sido motivo de discussão entre os estudiosos. Em relação à diversificação de linhagens, alguns autores sustentam que a hibridação é um processo raro, que ocorre numa escala local, consistindo num ‘ruído evolutivo’ de pequena significância. Outros, no entanto, vêem a hibridação como uma poderosa força evolutiva que criaria oportunidades para a diversificação adaptativa e especiação em populações naturais. Análises moleculares são ferramentas eficientes na quantificação da estrutura genética das populações e na determinação das consequências dos processos de introgressão e hibridação em espécies incipientes. O objetivo deste projeto é estudar a natureza do isolamento reprodutivo entre populações simpátricas de espécies congêneres de bromélias, através da caracterização da estrutura genética populacional revelada por marcadores moleculares uni e biparentais. Estas informações são fundamentais para a compreensão dos processos que moldaram a extraordinária riqueza biológica presente nas florestas Neotropicais e das consequências genético-evolutivas da fragmentação de ambientes e diminuição do tamanho populacional, com vistas à conservação da biodiversidade.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Clarisse Palma da Silva [Coordenador] | Rio Claro - UNESP |
| Bárbara Simões Santos Leal | UNESP |
| Bruno Pereira Leles | UNESP |
| Cleber Juliano Neves Chaves | UNESP |
| Felipe Aoki Gonçalves | UNESP |
| Fernanda Hurbath Pita Brandão | IB - USP |
| Marcos Vinícius Dantas de Queiroz | UNESP |
| Mateus Riveiro Mota | UNESP |
| Vanessa Araújo Graciano | UNESP |
Descrição do Projeto
Nesta investigação científica, a modelagem matemática e simulações computacionais de relevantes problemas biológicos vem sendo desenvolvidas. Em particular, as aplicações concentram-se em problemas epidemiológicos, imunológicos e cardíacos. Nestes modelos, as dinâmicas são descritas por um sistema de de equações diferenciais ordinárias (EDO) e parciais (EDP). Técnicas numéricas e de estimação de parâmetros, bem como controles otimizados serão empregados para a obtenção das soluções dos modelos desenvolvidos. Por exemplo, em epidemiologia o problema consiste em modelar e resolver computacionalmente a dinâmica espaço-temporal da dengue no território brasileiro; Em imunologia, pretendem-se investigar o caso mais severo da dengue (dengue hemorrágica) em crianças. Nestes problemas, após a modelagem por EDPs, investigam-se a estratégia de controle ótimo para encontrar o perfil de controle espaço-temporal das populações de mosquitos infectados transmissores da dengue. O problema é dividido em duas partes, a primeira consiste em estabelecer uma resolução computacional aplicando a técnica de elementos finitos no sistema de equações parabólicas, que descreve a dinâmica da
população em um longo período de tempo. A segunda parte, aplica-se o algoritmo de gradiente resolvendo o modelo associado ao problema direto. Em seguida, atualizam-se os parâmetros de controle. Este mesmo estudo pode ser empregado em cardiopatologia na investigação, por exemplo, do controle de células cardíacas doentes, devida irregularidades na dinâmica do perfil de cálcio nestas células. Pretende-se ao final dessas investigações promover o avanço do conhecimento destes problemas e divulgar resultados originais de pesquisas em revistas especializadas da área.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Fernando Luiz Pio dos Santos [Coordenador] | IBB/Botucatu - UNESP |
| Mostafa Bendahmane | IMB - University of Bordeaux, France |
| Elmahdi Erpaji | Hight School of Technology Essaouira |
| Mostafa Adimy | INRIA, France |
| Paulo F. de Arruda Mancera | IBB/Botucatu - UNESP |
| Cláudia P. Ferreira | IBB/Botucatu - UNESP |
| Diego S. Rodrigues | PG/Biometria - UNESP |
| Luiz Gustavo Lyra | PG/Biometria - UNESP |
| Felipe A. Camargo | PG/Biometria - UNESP |
| Thiago M. Oliveira | PG/Biometria - UNESP |
Descrição do Projeto
Anopheles darlingi é o vetor mais antropofílico e eficiente na transmissão da malária na Amazônia brasileira. O objetivo deste projeto é determinar a diversidade de vetores nesta região através de ferramentas moleculares de identificação vetorial, bem como avaliar o impacto de diferentes atividades econômicas sobre a estrutura populacional dos vetores. Entre as atividades podemos destacar a agricultura, pecuária e pesca, presentes nesta região do Brasil. A efetividade das atuais medidas de controle de vetores em suas populações também será avaliada.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Paulo Eduardo Martins Ribolla [Coordenador] | IBTEC/Botucatu - UNESP |
| Diego Peres Alonso | |
| Marcelo Urbano Ferreira |
Descrição do Projeto
Apesar da reconhecida importância dos Fungos (Eumycota) em processos biotecnológicos e na área clínica, a ecologia destes organismos ainda é pouco compreendida, devido principalmente às dificuldades em isolar e cultivar laboratorialmente os microorganismos do ambiente. Neste contexto, o Sequenciamento de Nova Geração (NGS) revolucionou a Microbiologia, pois possibilita um sequenciamento de alta cobertura do DNA ambiental total (metagenoma), que permite uma ampla visão sobre a estrutura, diversidade e função da comunidade microbiana, sem a necessidade de isolamento dos organismos. A técnica vem sendo empregada para uma compreensão mais robusta da ecologia dos microorganismos e tem sido também aplicada nos estudos de micobiota (biota fúngica). A ecologia é a chave para o entendimento de muitas doenças causadas por fungos patogênicos, principalmente de espécies dimórficas da ordem Onygenales, que engloba fungos do gênero Paracoccidioides, Histoplasma e Coccidioides, responsáveis por importantes micoses sistêmicas na América Latina. Várias evidências indicam que estes agentes apresentam distribuição restrita (endêmicas), localizada em micro-habitat, protegidos de radiação UV, variação de temperatura e intempéries, em solos enriquecidos com matéria orgânica de origem animal. Neste projeto, estamos propondo avaliar a diversidade fúngica por NGS em diferentes amostras de solos da região do Centro-Oeste paulista. Esperamos obter uma melhor compreensão dos fatores determinantes na distribuição ambiental das micobiotas, principalmente dos grupos com interesse clínico, contribuindo assim para adoção de possíveis medidas de prevenção.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Eduardo Bagagli [Coordenador] | IBB/Botucatu - UNESP |
| Danielle Hamae Yamauchi:http | IBB/Botucatu - UNESP |
| Hans Garcia Garces | IBB/Botucatu - UNESP |
| Flávia H. Barbosa-Trovão | IBB/Botucatu - UNESP |
| Marcus de Melo Teixeira | UnB |
Descrição do Projeto
As técnicas de reprodução assistida, ainda que tenham evoluído muito nos últimos anos, continuam apresentando uma baixa taxa de natalidade por ciclo de tratamento (30% em média). Isso tem levado as clínicas especializadas na reprodução humana a buscarem por metodologias mais eficazes que complementem e maximizem o tratamento com a fertilização in vitro. Nesse sentido, a qualidade dos embriões humanos, no estágio de blastocisto, tem demonstrado ser capaz de predizer a taxa de sucesso do embrião em estabelecer a gravidez clínica. Atualmente, apesar de existirem diversas técnicas para a análise da qualidade morfológica do embrião, muitas delas são invasivas e incompatíveis para uma gestação saudável levando as clínicas, rotineiramente, a analisarem o embrião por meio de microscopia óptica. Entretanto, essa avaliação torna a análise bastante subjetiva, uma vez que podem ocorrer divergências acentuadas na classificação intra- e inter-embriologista, por diversos fatores, seja eles emocionais, cansaço ou de outra natureza em relação ao embriologistas. As técnicas de inteligência artificial associadas ao processamento de imagem digital e a técnica de time-lapse podem vir a suprir essa demanda. Essas técnicas são não invasivas, onde a imagem de um embrião humano é capturada, pela técnica de time-lapse, e é processada digitalmente para a extração de variáveis matemáticas. Em seguida, estas são analisadas pela técnica de inteligência artificial, nesta pesquisa utilizando as técnicas de redes neurais artificiais e algoritmos genéticos, a qual pode retirar a subjetividade envolvida no método anteriormente descrito no processo da classificação embrionária. Com isso, a avaliação torna-se objetiva e reprodutível e dessa forma, poderia proporcionar às pacientes envolvidas no processo melhores informações quanto as suas reais chances de engravidar e uma melhor predição do número mínimo de embriões a serem transferidos para obter a gestação de feto único.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| José Celso Rocha [Coordenador] | FCL/Assis - UNESP |
| Marcelo Fábio Gouveia Nogueira | Assis - UNESP |
| Matheus Henrique Miquelão Cecílio | Assis - UNESP |
| Eleonora Inácio Fernandez | Assis - UNESP |
| Dóris Spinosa Chéles | Assis - UNESP |
| André Satoshi Ferreira | Assis - UNESP |
| Eloiza Adriane Dal Molin | Assis - UNESP |
| Julia Carnelós Machado Velho | Assis - UNESP |
| João Guilherme Cândido dos Santos | Assis - UNESP |
| "Cristina Hickman": | Imperial College London |
| "Stuart Lavery": | Imperial College London |
| "Nikica Zaninovic": | Weill Cornell Medicine College of Cornell University |
| "Marcos Messeguer": | Clínica IVI – Espanha |
| José Roberto Alegretti | Clínica Huntington |
| Aline Rodrigues Lorenzon | Clínica Huntington |
Descrição do Projeto
A espécie Piaractus mesopotamicus (pacu) ocorre nas bacias hidrográficas do rio Paraná-Paraguai e corresponde a um dos peixes de água doce mais produzidos na aquicultura da América do Sul. Por isso, representa um dos principais peixes candidatos para melhoramento genético, especialmente devido à sua aceitação no mercado (nacional e internacional). Aeromonas hydrophila é uma bactéria gram-negativa considerada nociva para a saúde humana e para peixes de ambientes de água doce. No Brasil, a aeromoniose provoca altas taxas de mortalidade em várias espécies de peixes, incluindo o pacu. Atualmente, a aplicação de antimicrobianos comerciais é o principal tratamento utilizado pelos produtores, como a oxitetraciclina e o florfenicol. No entanto, o uso destas substâncias em piscicultura pode contaminar o ambiente aquático, resultar em resíduos na carne, contribuir para o surgimento de patógenos resistentes, impactar outras espécies e/ou a cadeia alimentar como um todo e, consequentemente, a saúde dos consumidores. Portanto, a seleção de genótipos superiores para resistência a doenças é uma abordagem fundamental para maximizar a produção no contexto da sustentabilidade ambiental e segurança alimentar. Os objetivos deste projeto são: i) realizar um estudo de associação genômica ampla para resistência a Aeromonas hydrophila em pacu e ii) avaliar estratégias de predição genômica utilizando uma estratégia de baixo custo com base na combinação de genotipagem-por-sequenciamento (GBS), baixa densidade de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) e imputação de genótipos. Cinquenta famílias do programa de melhoramento do Caunesp serão usadas como material biológico. Esta população do melhoramento foi estabelecida em 2017 (projeto FAPESP 2016/21011-9). As características avaliadas para resistência a doenças serão taxa de sobrevivência e tempo de morte. Em relação à análise genômica, pretendemos obter os genótipos parentais utilizando um painel de alta densidade (10K SNPs) por abordagens de GBS e, em seguida, realizar a imputação de genótipos na progênie usando um painel de baixa densidade (0,5K SNPs) e abordagens de imputação baseadas na genealogia, que fornecerão uma estratégia custo-efetiva para a aplicação de estudos de associação genômica ampla e incorporação de seleção genômica em pacu. O resultado esperado do projeto é auxiliar na seleção de genótipos superiores para aumentar a produtividade, o que contribuirá diretamente para a segurança alimentar da América do Sul, fornecendo peixe de qualidade economicamente acessível para a população, juntamente com o desenvolvimento sustentável da atividade. Além disso, os resultados deste projeto contribuirão na redução do uso de antibióticos e na diminuição da ocorrência de surtos de A. hydrohila em pisciculturas, uma vez que é uma bactéria de especial preocupação para a saúde humana.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Diogo Teruo Hashimoto [Coordenador] | CAUNESP |
| Jose Manuel Yanez | Universidad de Chile/UCHILE |
| Rafael Vilhena Reis Neto | Campus Experimental de Registro/CERE/UNESP |
| Carolina Heloisa de Souza Borges | Centro de Aqüicultura da Unesp/CAUNESP/UNESP |
| John Fredy Gomez Agudelo | Centro de Aqüicultura da Unesp/CAUNESP/UNESP |
| Lieschen Valeria Guerra Lira | Centro de Aqüicultura da Unesp/CAUNESP/UNESP |
| Milena Vieira de Freitas | Centro de Aqüicultura da Unesp/CAUNESP/UNESP |
| Natália Jade Mendes | Centro de Aqüicultura da Unesp/CAUNESP/UNESP |
| Raquel Belini Ariede | Centro de Aqüicultura da Unesp/CAUNESP/UNESP |
| Vito Antonio Mastrochirico Filho | Centro de Aqüicultura da Unesp/CAUNESP/UNESP |
Descrição do Projeto
As esponjas marinhas realizam diversos serviços que contribuem para o funcionamento dos ecossistemas bentônicos. Elas também abrigam abundantes e diversas comunidades bacterianas com as quais estabelecem complexas interações e são capazes de auxiliar o hospedeiro no crescimento e desenvolvimento. As esponjas são desde a década de 1970 as principais fontes de produtos biotecnológicos e vários compostos bioativos isolados destes animais são, na verdade, sintetizados pelas comunidades microbianas associadas. Entretanto, a diversidade, estrutura e possíveis funções das comunidades microbianas associadas às esponjas marinhas no litoral de São Paulo são pouco conhecidas. Além do mais, as esponjas enfrentam inúmeras dificuldades devido principalmente aos efeitos das mudanças climáticas. As espécies Aplysina fulva, A. caissara (endêmica) e A. cauliformis, presentes no litoral do estado de São Paulo e conhecidas por ter alta capacidade de formar associações com microrganismos, serão investigadas neste projeto usando abordagens ecológicas, microbiológicas e biotecnológicas. Métodos dependentes e independentes de cultivo serão utilizados para investigar as comunidades procariótica e eucariótica associadas às esponjas. A diversidade taxonômica e estrutura da comunidade dos microrganismos serão acessadas através do sequenciamento em larga escala dos genes codificadores de 16S e 18S rRNA. As três espécies de esponjas serão coletadas juntamente com a água do mar e sedimento para verificar a especificidade das comunidades microbianas associadas. Experimentos em laboratório utilizando temperaturas previstas em cenários futuros de mudanças climáticas serão executados. Esses efeitos na comunidade procariótica e no hospedeiro serão investigados através das análises de metagenoma e metatranscriptoma. Além disso, o acompanhamento in situ permitirá avaliar a estabilidade temporal da comunidade procariótica associada às três espécies de Aplysina. Os potenciais biotecnológicos das bactérias isoladas das três espécies de Aplysina serão avaliados quanto a produção de substâncias antimicrobianas e anticâncer. A bioprospecção e o sequenciamento genômico das bactérias selecionadas com atividade antimicrobiana e anticâncer serão realizados por pesquisadores do laboratório do Prof. Dr. Wagner Vilegas (CLP-UNESP, São Vicente, SP). Os resultados obtidos neste projeto serão inovadores por investigar esponjas do Atlântico Sul e possibilitarão uma melhor compreensão das funções tanto dos hospedeiros quanto dos microrganimos simbiontes associados. Além disso, este projeto visa acessar o grande potencial biotecnológico das bactérias isoladas das esponjas marinhas antes que a mudança da temperatura da água possa alterar a biodiversidade destes animais. Assim, a pergunta deste projeto é acessar a biodiversidade e a funcionalidade do holobioma das esponjas marinhas do litoral paulista.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Cristiane Cassiolato Pires Hardoim [Coordenador] | UNESP-São Vicente |
| Wagner Vilegas | UNESP-São Vicente |
| Tânia Márcia Costa | UNESP-São Vicente |
| Márcio Reis Custódio | IB-USP |
| Gisele Lôbo-Hajdu | UERJ |
| Julia Peres Ramalho | UNESP-CLP/PPG-EvD-UFABC |
| Letícia Sanfilippo Rojas | UNESP-CLP/PPG-EvD-UFABC |
| Luiza Carminato | UNESP-CLP |
| Carolina Mendes Costa | UNESP-CLP |
| Gustavo Dias | UFABC |
| Massimiliano Cardinale | University of Salento (Itália) |
| Sussana López-Legentil | University of North Carolina Wilmington (EUA) |
| Detmer Sipkema | University of Wageningen (Holanda) |
Descrição do Projeto
O café é uma das bebidas mais consumidas no mundo. A complexidade do seu sabor é resultante de uma mistura de componentes voláteis e não-voláteis, e são liberados no processo de torra. Muitas dessas substâncias são resultantes de vias bioquímicas do metabolismo especializado, especialmente terpenos. Tais metabólitos regulam a interação planta-meio ambiente, mas muitos passos de suas vias de biossíntese ainda não são conhecidos. O gênero Coffea possui 124 espécies descritas. C. canephora é uma espécie diplóide (2n = 2x = 22 cromossomos) e C. arabica é uma espécie poliplóide (2n = 4x = 44 cromossomos). A espécie C. arabica resultou da associação por hibridização das espécies C. canephora e C. eugenioides (2n = 2x = 22 cromossomos). Por meio de estudos recentes de bioinformática em genomas vegetais, sabe-se que genes envolvidos na biossíntese de compostos do metabolismo especializado muitas vezes estão organizados em clusters. Com isso, há uma demanda de análise computacional de genomas, compreendendo a comparação dos clusters entre espécies de Coffea para identificar se há ocorrência de clusters espécie-específicos, além de avaliar padrões evolutivos de clusters compartilhados. O projeto poderá fornecer, dessa forma, um conhecimento abrangente da organização e regulação do metabolismo de Coffea em escala genômica. Sabe-se ainda que TEs - Transposable Elements - compreendem uma grande porção do genoma, podendo em alguns casos alcançar até 90% da sua composição. Abordagens para identificação destas sequências se dão por metodologias que utilizam grande capacidade computacional. Desde modo, para o sucesso do projeto é imprescindível supercomputadores que permitam, além de uma boa infraestrutura e redundância 24/7 de execução, uma boa capacidade de memória e processamento. Em quase todos os programas necessários há processamento concorrente e não são passíveis de pausas ou interferências. Estes TEs são organizados em Classe, Ordem e Superfamílias, e demandam o uso de várias ferramentas, o que torna-se um desafio na organização destes resultados. Quando se envolve mais de uma estratégia, geralmente, é necessário o uso de scripts para a padronização destes resultados. Ainda que uma metodologia garanta a identificação dos diversos tipos de TEs, a combinação de outras ferramentas garante robustez em seu mapeamento. Ferramentas utilizadas para este tipo de identificação são baseadas em similaridade, assinaturas ou as construções de sequência consenso utilizando técnicas de novo que requer massivos recursos computacionais para cobrir a anotação completa destes genomas. Diante dos resultados de clusterização gênica e uma anotação de TEs nos genomas alvo, permite-se a inferência e a construção de hipóteses evolutivas e/ou de interação destes dois tipos de sequências. Com isso, o presente trabalho visa a identificação e o mapeamento de Elementos Transponíveis em três genomas do gênero Coffea, bem como a caracterização de clusters metabólicos de genes envolvidos na produção de compostos do metabolismo especializado.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Douglas Silva Domingues [Coordenador] | UNESP/Rio Claro |
| Samara Mireza Correia de Lemos | UNESP |
| Ana Karla Moreira Lobo | UNESP |
| Suzana Tiemi Ivamoto | UNESP |
| Paula Oliveira Camargo | UNESP |
| Ilara Gabriela Frasson Budzinski | UNESP |
| Alexandre Rossi Paschoal | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Daniel Longhi Fernandes Pedro | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Alisson Lucas de Souza | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Emerson Alves da Silva | nstituto de Botânica de São Paulo |
| Romain Guyot | Institut de Recherche pour le Développement - França |
Descrição do Projeto
RNAs não codificadores (ncRNAs), tais como microRNAs (miRNAs), têm sido reportados como alterados em CCR e tem sido sugerido como potenciais biomarcadores diagnósticos, prognósticos e preditivos. Estudos recentes do transcritoma usando sequenciamento de alto desempenho (RNA-seq) sugerem a existência de ncRNAs previamente não identificados com perfis de expressão com alta especificidade tecidual, inclusive relacionados à tumorigênese nos tumores torácicos e no trato intestinal inferior. No entanto, existem poucos estudos buscando identificar novas sequências dessas moléculas em tumores torácicos e colorretais e as diferenças na expressão associadas ao local primário do tumor. Portanto, neste estudo, propomos, por meio de análise in silico, avaliar o perfil transcricional de ncRNAs, particularmente miRNAs e piwiRNAs, para identificar novas sequências dessas moléculas associadas a tumores torácicos e colorretais, que provavelmente estão envolvidos na carcinogênese. Para isso dados do transcritoma de tecidos normais e tumorais de diferentes localizações anatômicas obtidos por sequenciamento de alto desempenho serão coletados e analisados por ferramentas de bioinformática para identificação de novos ncRNAs associados com tumorigênese torácica e colorretal, esse dados encontram-se disponíveis no banco de dados The Human Cancer Genome (TCGA). Desta forma, a descoberta de novos ncRNAs pode revelar mecanismos regulatórios específicos de cada tecido, e que tenham relevância no câncer. Sendo assim, este estudo tem como objetivo identificar novos ncRNAs, especificamente ncRNAs pequenos, associados com a carcinogênese dos tumores torácicos e colorretais. Este estudo tem potencial para identificar novos RNAs pequenos não codificadores cujas vias de regulação estejam associadas tumores torácicos e gastrointestinais, com potencial aplicação como biomarcadores e/ou alvos terapêuticos potencialmente podem ser aplicados no diagnósticos e manejo de pacientes na prática clínica.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Patrícia P. dos Reis [Coordenador] | UNESP/Botucatu |
| Sandra Drigo Linde | UNESP/Botucatu |
| Iael Weissberg | UNESP/Botucatu |
| Ana Laura Seneda | UNESP/Botucatu |
| Mateus de Camargo Barros Filho | Fundação Antonio Prudente/AC Camargo Cancer Center |
Descrição do Projeto
O câncer de pulmão é uma das neoplasias malignas mais comuns e a principal causa de óbitos por câncer no mundo. Em 2018, foram registrados 2,1 milhões de novos casos de câncer de pulmão e 1,8 milhão de mortes associadas. No Brasil, é o segundo câncer mais comum, com 31.856 mortes registradas em 2018. Estima-se que até 2040 ocorram 3,6 milhões de casos de câncer de pulmão e 3,1 milhões de óbitos no mundo. As metástases cerebrais (MC) são particularmente comuns no câncer de pulmão. Aproximadamente 80% dos pacientes com câncer de pulmão de células não pequenas (CPNPC), o tipo histológico mais comum da doença, apresentam metástase localmente avançada ou distante no momento do diagnóstico. Em geral, 20 a 40% dos pacientes diagnosticados com câncer de pulmão desenvolvem MC à medida que a doença progride, sendo esta a complicação clínica mais letal e mal gerenciada. A sobrevida mediana de pacientes tratados é de 4,9 à 7 meses. Atualmente, não existem opções para profilaxia, melhores estratégias de tratamento da MC, marcadores prognósticos ou preditivos do câncer de pulmão metastático. Apesar dos recentes avanços na compreensão do processo metastático no câncer de pulmão, pouco se sabe sobre a biologia e mecanismos de metastatização cerebral. Neste contexto, o objetivo primordial deste projeto é caracterizar o transcritoma codificador de metástase cerebral de pacientes diagnosticados com cancer de pulmão usando metodologia de sequenciamento de alta performance, a qual é capaz de gerar dados em larga escala, com alta sensibilidade e especificidade. Para isso, dados de sequenciamento de RNA (RNA-seq) de plataformas de alto desempenho, de tecidos normais e tumorais serão coletados de bancos de dados e analisados por ferramentas bioinformáticas. Os resultados dessa pesquisa poderão ser utilizados em estudos futuros de caracterização de alvos terapêuticos moleculares no tratamento de pacientes com MC no carcinoma pulmonar.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Patrícia P. dos Reis [Coordenador] | UNESP/Botucatu |
| Vanessa das Graças Pereira de Souza | UNESP/Botucatu |
| Mariana Rodrigues Santesso | UNESP/Botucatu |
Descrição do Projeto
Nos últimos anos, o Brasil alcançou uma posição de destaque na produção de carne suína. Apesar de os métodos intensivos de criação conferirem alta produtividade, existem muitos desafios na suinocultura, entre os quais estão as doenças infecciosas. O Circovírus Suíno Tipo 2 (PCV2) é um patógeno viral que apresenta uma ampla distribuição mundial e está comprovadamente associado a uma série de manifestações clínicas em suínos domésticos. A síndrome que mais causa prejuízos na suinocultura é a síndrome multissistêmica do definhamento dos suínos desmamados (SMDSD), que foi inicialmente descrita em 1991 como uma doença esporádica caracterizada por perda de peso, icterícia, dispneia e diarreias. Os animais acometidos pela SDMSD apresentam ainda lesões características multissistêmicas, principalmente nos órgãos linfóides. As Importinas são proteínas responsáveis pelo transporte de outras proteínas para o núcleo celular, sendo classificadas em Importinas-Alpha (ImpAlpha) e Importinas-Beta (ImpBeta). Na via clássica de importação nuclear, para uma proteína ser transportada, ela precisa conter uma Sequência de Localização Nuclear (NLS), que interage com uma ImpAlpha. Experimentos de mutagênese sítio dirigida demonstraram que os 41 resíduos de aminoácidos N-terminais da proteína do capsídeo de PCV2 são essenciais para que ela seja importada para o núcleo, verificando a presença de uma NLS nessa sequência. Apesar disso, ainda não estão disponíveis estudos sobre a interação entre os resíduos dessa sequência e Importinas-Alpha. Assim, com o objetivo de caracterizar este possível complexo, propomos a realização de estudos estruturais computacionais baseados em inteligência artificial (deep learning), de forma a determinar a ocorrência de interação ou não entre a NLS do PCV2 e a isoforma Alpha2 da ImpAlpha de Mus musculus. No caso da confirmação da possibilidade de interação, pretendemos também classificar os complexos mais prováveis com base em parâmetros termodinâmicos e estruturais e identificar os contatos de interface mais importantes para a formação deste complexo. Os resultados deste projeto poderão contribuir no entendimento do modo como PCV2 interage com proteínas das células hospedeiras e apresentam o potencial de gerar conhecimento útil para a elaboração futura de drogas antivirais e/ou outros produtos de interesse biotecnológico.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Angelo José Magro [Coordenador] | UNESP/Botucatu |
| Eric Allison Philot | UFABC |
| Rafael Plana Simões | UNESP/Botucatu |
| Lucas Hecker Vasques | UNESP/Botucatu |
| Ramon Hernany Martins Gomes | UNESP/Botucatu |
Descrição do Projeto
A dispersão é um mecanismo crucial para os seres vivos, pois permite que eles alcancem novos recursos e que populações e espécies explorem novas condições ambientais. Contudo, descrever mecanismos de dispersão de algumas espécies que podem se deslocar por milhares de quilômetros pode ser muito
custoso ou mesmo inviável, como no caso dos propágulos de árvores mangue. A dispersão e distribuição dessas árvores tem sido estudada no mundo todo por meio de dados genéticos, e a influência das correntes oceânicas no deslocamento dos propágulos tem sido cada vez mais evidente. Entretanto, poucos
trabalhos relacionam diretamente os padrões de distribuição das populações com a dispersão por correntes oceânicas de modo integrado. Nesse projeto, nosso objetivo é avaliar o papel das correntes oceânicas na dispersão e na conectividade de Rhizophora mangle ao longo da costa brasileira. Testaremos a hipótese nula, com ausência de estruturação populacional, bem como hipóteses que consideram isolamento por distância ou por oceanografia considerando diferentes contribuições do movimento dos propágulos e do recrutamento. Descreveremos a estrutura genética e inferiremos taxas de fluxo gênico entre populações utilizando dados genômicos de plantas provenientes de dez localidades ao longo da costa brasileira através da simulação de dados genômicos sob modelos evolucionários complexos. Adicionalmente, simularemos o deslocamento de propágulos entre as populações através de modelos biofísicos de correntes oceânicas, respeitando a morfologia dos propágulos da espécie e a fenologia reprodutiva ao longo da costa. Avaliaremos os efeitos geográficos e oceanográficos nos padrões de variação genética neutra utilizando análise de redundância baseada em distância e análise de redes. Esses resultados serão relevantes para explicar a distribuição atual e futura dessas populações frente às mudanças climáticas, sendo relevantes, portanto, para guiar os esforços de conservação.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Gustavo Maruyama Mori [Coordenador] | UNESP/Campus do Litoral Paulista |
| André Guilherme Madeira | UNESP/Campus do Litoral Paulista |
| Tadashi Kajita | Univ. of the Ryukyus - Japão |
| Yoshiaki Tsuda | University of Tsukuba |
| Maria Imaculada Zucchi | Agência Paulista de Tecnologia do Agronegócio, Piracicaba |
Descrição do Projeto
Em todo o mundo e especialmente nos trópicos, as florestas primárias estão diminuindo rapidamente devido à conversão de florestas antropogênicas para a agricultura e outros tipos de uso da terra. Simultaneamente, a recuperação florestal tem levado ao aumento de florestas secundárias, que tem o potencial de mitigar a perda de biodiversidade e fornecer serviços ecossistêmicos importantes. Certas características da paisagem, como cobertura florestal nativa, provavelmente afetam a composição e o funcionamento dessas novas comunidades, alterando as condições ambientais, o influxo de animais frugívoros, sementes e genótipos originários de florestas vizinhas. Este projeto aborda as complexas interações entre plantas e animais que possibilitam a biodiversidade nos níveis genético, de espécies e funcional e o fornecimento de serviços ecossistêmicos. As informações genômicas de espécies representam um recurso fundamental para entender como as populações respondem e se adaptam sob essas novas condições. Tais informações são chave para projetar sistemas resilientes em paisagens antropogênicas amplamente dominadas por agropecuária e afetadas pelas dinâmicas urbanas. O objetivo geral deste projeto é quantificar como a composição e configuração da paisagem afeta a restauração florestal levando-se em conta as relações funcionais planta-frugívoros e seus efeitos em cascata no armazenamento de carbono, recrutamento de árvores ao nível populacional, diversidade genômica neutra e funcional e valor de conservação da biodiversidade em comunidades emergentes da região da Mata Atlântica. Para isso usaremos bancos de dados de atributos de plantas e animais, faremos censo de espécies da flora e fauna frugívora e desenvolveremos estudos genômicos de espécies alvo para entender os processos desde os níveis populacionais. Desenvolveremos o componente empírico do projeto em regiões da Mata Atlântica onde aplicaremos métodos de amostragem de biodiversidade: redes de neblina para captura de aves, armadilhas fotográficas para registro da fauna, parcelas para censo e monitoramento de espécies arbóreas, coleta de frutos e sementes para medição de atributos de dispersão e material genético, e amostragem de tecido vegetal (folha e caule) de plantas adultas para análises genéticas. Os dados genéticos serão obtidos mediante o isolamento de DNA genômico e geração de locos informativos em regiões neutras e funcionais do genoma usando sequenciamento de nova geração e bioinformática. Além disso, analisaremos camadas ambientais e da paisagem usando bancos de dados disponibilizados gratuitamente (e.g. MapBiomas) e extrairemos as métricas usando software de geotecnologias (e.g., QGis, ferramentas espaciais do R). Análises estatísticas dos dados ecológicos, genéticos e geoambientais serão conduzidos no software R.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Marina Corrêa Côrtes [Coordenador] | UNESP |
| Carolina da Silva Carvalho | Instituto Tecnológico da Vale |
| Cristina García | University of Liverpool, UK |
| Willian Simioni | UNESP |
| Carina Isabella Motta | UNESP |
| Marianne Azevedo | UNICAMP |
| Robert Timmers | Utrecht University |
Descrição do Projeto
As áreas agrícolas e urbanas têm se expandido e substituído áreas de vegetação nativa em um curto espaço de tempo, causando perda da biodiversidade e comprometendo a manutenção de serviços ecossistêmicos em todo o mundo. Além da diversidade biológica que abrigam, as áreas de vegetação nativa são responsáveis por prover um conjunto de serviços diretos e indiretos para a população. O sítio PELD proposto já foi foco de outro projeto relacionado a conservação da biodiversidade e, nesta Fase 2 do PELD CCM, coletaremos novos dados nessa área, daremos continuidade ao levantamento destes dados e elaboraremos uma base de dados temporal, padronizada e de alta qualidade para esta região que tem um papel fundamental na provisão de água para a região mais populosa do País. A partir do projeto proposto serão respondidas as seguintes perguntas: Pergunta 1: Como a perda e fragmentação da vegetação nativa influencia diferentes táxons, e quais são seus motivadores em diferentes escalas espaciais e temporais? Pergunta 2: Quais são os recursos complementares que diferentes tipos de uso e cobertura da terra (matrizes antrópicas) podem oferecer a diferentes organismos? Pergunta 3: Em quais períodos de tempo as condições oferecidas por diferentes ambientes são menos ou mais favoráveis a diferentes organismos e como isto pode influenciar componentes vitais da paisagem como a conectividade funcional? Pergunta 4: Qual é a relação entre os padrões da paisagem e a funcionalidade dos ecossistemas e como a provisão de serviços pode ser entendida com uma abordagem multitáxon em múltiplas escalas? Pergunta 5: Como a resiliência das funções dos ecossistemas variam ao longo do tempo e espaço? Pergunta 6: Como caracterizar o funcionamento e os serviços dos ecossistemas em uma abordagem espaço-temporal? Pergunta 7: Quais são as relações entre as diversidades taxonômicas alfa, beta e funcional em uma abordagem multitáxon e variáveis em diferentes escalas espaciais? O grupo de pesquisadores associados a este projeto compõe diversas áreas da ciência, característica que permite que as perguntas complexas e interdisciplinares propostas sejam respondidas.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| "Milton Cezar Ribeiro [Coordenador]":milton.c.ribeiro@unesp.br | UNESP/Rio Claro |
| Rosane Garcia Collevatti | UFG |
| Mauro Galetti Rodrigues | UNESP/MIAMI University |
| Marco Aurelio Pizzo | UNESP |
| Laurence Marianne Vincianne Culot | UNESP |
Descrição do Projeto
A emergência no final de 2019 de um novo coronavirus que causa síndrome respiratória aguda grave levou a uma pandemia responsável por mais de 3.9 milhões de mortes em todo mundo até julho de 2021. O agente causador, denominado SARS-CoV-2, é um vírus de RNA fita simples de polaridade positiva do gênero Betacoronavirus. Assim como os outros coronavirus altamente patogênicos, SARS-CoV e MERS-CoV, estudos indicam que este vírus teve origem em morcegos, passando por um hospedeiro intermediário ainda desconhecido até chegar aos seres humanos. Os coronavirus contam com atividade corretiva durante a replicação, característica rara dentre os vírus de RNA, que reduz a taxa de mutação desses vírus e torna viável a manutenção de um genoma de ~30Kb. Contudo, ainda assim mutações ocorrem aleatoriamente podendo ser eliminadas ou mantidas por processos de seleção natural e deriva genética. O acúmulo de mutações em um mesmo genoma de SARS-CoV-2 pode resultar no surgimento de uma nova linhagem. Centenas de linhagens foram identificadas desde o início da pandemia, mas algumas têm recebido especial atenção por apresentarem mutações adaptativas. Estas mutações estão relacionadas a um aumento da afinidade da proteína Spike com receptores celulares e a evasão da neutralização por anticorpos. As principais linhagens são classificadas em variantes de preocupação (VOC) e variantes de interesse (VOI). Dentre as VOCs estão as variantes Alfa (B.1.1.7), Beta (B.1.352), Gamma (P.1) e Delta (B.1.617.2). Assim, a vigilância genômica global se tornou fundamental para mapear a circulação das variantes já conhecidas e identificar o surgimento de novas VOCs. Este projeto tem por objetivo realizar vigilância genômica das variantes circulantes no interior de São Paulo e analisar as relações filogenéticas entre as variantes encontradas e sequencias de outras regiões do país e do mundo.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Paula Rahal[Coordenador] | UNESP - IBILCE |
| João Pessoa Araújo Jr. | UNESP - Botucatu |
| Maurício Lacerda Nogueira | FAMERP |
| Helena Lage Ferreira | USP - Pirassununga |
| Paulo Inácio Costa | UNESP - Araraquara |
| Cíntia Bittar Oliva | UNESP - IBILCE |
| Cecília Ártico Banho | FAMERP |
| Fabio Sossai Possebon | UNESP - Botucatu |
Descrição do Projeto
Em eucariotos modelo, pirofosfatos de inositol (PP-IPs) – principalmente os chamados IP7 e IP8 – estão envolvidos em uma ampla gama de processos celulares. No entanto, o mecanismo de ação dos PP-IPs nas vias relacionadas ao metabolismo do DNA (sobretudo na via de reparo por recombinação homóloga – HR) não é totalmente compreendido. IP7 e IP8 são sintetizados através de vias complementares que envolvem a participação das quinases IP6K e PP-IP5K. Tripanossomatídeos possuem um gene ortólogo para IP6K, mas aparentemente não possuem ortólogos para PP-IP5K, i.e., provavelmente não sintetizam IP8, o que os torna excelentes modelos para o estudo de IP7. Assim, este projeto tem por objetivo investigar o mecanismo de ação destes PP-IPs nas principais vias de metabolismo de DNA, utilizando tripanossomatídeos como modelo. Para isso, pretendemos realizar análises in silico comparando dados genômicos e proteômicos entre cinetoplastídeos parasitas (e.g., Leishmania e Trypanosoma spp.) e de vida livre (e.g., Bodo saltans). Também pretendemos realizar modelagem computacionais e dinâmica molecular para prever as interações entre as kinases mencionadas e seus ligantes. Além disso, linhagens mutantes de L. braziliensis e T. cruzi serão geradas utilizando o sistema CRISPR-Cas9. Após confirmada a ausência de IP7 e da atividade de telomerase nas linhagens correspondentes, estas serão desafiadas com diferentes agentes genotóxicos e a capacidade de reparo de DNA e dinâmica telomérica serão analisadas. Mais a fundo, utilizando uma abordagem audaciosa, moléculas de IP7 e PP-IP4 serão sintetizadas in vitro com a porção β-fosfato marcada. Estas moléculas serão utilizadas em reações de pirofosforilação, com o objetivo de rastrear os principais alvos dos pirofosfatos relacionados ao metabolismo de DNA utilizando pull-down e espectrometria de massas. Após a identificação desses alvos, será realizado um estudo aprofundado visando compreender melhor a função desempenhada pela pirofosforilação nesses componentes. Assim, este projeto permitirá, de maneira inédita, elucidar o mecanismo de ação dos PP-IPs nas principais vias de metabolismo de DNA, contribuindo significativamente para a compreensão desta ainda pouco conhecida e importante forma não-enzimática de modificação pós-traducional.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Marcelo Santos da Silva [Coordenador] | UNESP, Instituto de Biociências, Botucatu |
| Bryan Etindi Abuchery | UNESP, Botucatu |
| Simone Calderano | Instituto Butantan |
| Roberto Docampo | University of Georgia |
| Arthur de Oliveira Passos | UNESP, Botucatu |
| Antônio Mauro Rezende | FIOCRUZ, Recife |
| Aleff Ferreira Francisco | UNESP, Botucatu |
| Marcos Roberto de Mattos Fontes | UNESP, Botucatu |
Descrição do Projeto
As leishmanioses são doenças tropicais transmitidas por parasitos da família Trypanosomatidae, gênero Leishmania. Estas doenças se apresentam com diferentes formas clínicas que vão desde úlceras superficiais até doença disseminada não havendo programas adequados de controle ou combate as mesmas. O entendimento mais aprofundado sobre as maquinarias moleculares do parasito poderá ser de grande auxílio no reconhecimento de novos alvos terapêuticos contra Leishmania. Uma das maquinarias a serem consideradas, é a maquinaria telomérica, pois ela exerce papel fundamental na manutenção da estabilidade do genoma e na proliferação celular. Tanto a atividade enzimática quanto os genes que codificam para os dois componentes da telomerase de Leishmania spp. já foram identificados e caracterizados pelo nosso grupo. Entretanto, ainda não se conhece sua biogênese, como ocorrem as interações entre eles e se existe algum nível de regulação nessas interações. Neste contexto, é importante ressaltar que nosso grupo já descreveu vários componentes da cromatina telomérica do parasito onde destacamos as proteínas ligantes de DNA telomérico na forma de dupla fita e da simples fita rica em G, assim como do lncRNA TERRA. Neste trabalho pretendemos: i) caracterizar estruturalmente os domínios da TERT usando ensaios bioquímicos e biofísicos, ii) tentar obter a estrututa cristalográfica de domínios da TERT, iii) estudar como se dá a interação entre os domínios da TERT e o componente TER, iv) verificar a função dos componentes TERT e TER na manutenção dos telômeros e na sobrevida do parasito com diferentes backgrounds genéticos, v) comparar a constituição do complexo RNP telomerase em diferentes linhagens do parasito e vi) verificar as funções do lncRNA TERRA na maquinaria telomérica do parasito. O estudo da biogênese do complexo telomerase e suas interações com os telômeros, com a cromatina telomérica e com o TERRA, podem auxiliar no entendimento sobre a evolução desta maquinaria nos eucariotos e a perturbar a homeostase do parasito.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Maria Isabel Nogueira Cano [Coordenador] | UNESP, Instituto de Biociências, Botucatu |
| Debora Andrade-Silva | UNESP, Botucatu |
| Luiz H. C. Assis | UNESP, Botucatu |
| Elton J. Vasconcelos | Leeds University, UK |
| Stephany C. Paiva | UNESP, Botucatu |
| Beatriz C. D Oliveira | UNESP, Botucatu |
| Mark E. Shiburah | UNESP, Botucatu |
| Marcos Roberto de Mattos Fontes | UNESP, Botucatu |
| Hamine Cristina de Oliveira | UNESP, Botucatu |
| Carlos Alexandre Fernandes | Sorbonne Université, França |
Descrição do Projeto
A doença invasiva causada por Salmonella não tifóide (iNTS) é uma das doenças responsáveis por matar milhares de pessoas globalmente, existindo estimativas de quase 650.000 óbitos devido à capacidade das cepas de evadirem o TGI e atingir a corrente sanguínea. Esse estágio de sepse bacteriana costuma ocorrer em pacientes imunocomprometidos e crianças abaixo de 5 anos desnutridas, anêmicas ou com malária. Ao longo dos anos, novas linhagens de sorovares foram identificadas para Salmonella enterica subs. enterica que estão dentro do grupo das iNTSs. Um dos sorovares que tem ganhado destaque em pesquisas é o sorovar Typhimurium, com tipagem de sequenciamento ST313, possuindo 3 linhagens abordadas na literatura, a L1, L2 e a L3. As cepas de Salmonella Typhimurium ST313 são agrupadas devida a necessidade da diferenciação do perfil genético e fenotípico, pois na literatura, algumas linhagens apresentam um repertório distinto de genes de virulência, de bacteriofágos e de resistência a antimicrobianos específicos. Logo, o presente artigo tem como objetivo geral localizar geneticamente e filogeneticamente as cepas isoladas do hospital de Botucatu da Unesp dentro das linhagens de Salmonella Typhimurium ST313. Anualmente, milhares de pessoas são acometidas por infecções do trato urinário (ITU), aproximadamente 150 milhões de pessoas, sendo a Escherichia coli Uropatogênica (UPEC) responsável por mais de 80% dessas infecções, principalmente clones uropatogênicos ST131 pertencem a um tipo filogenético altamente virulento B2, sorotipo O25:H4 e abrigam plasmídeos IncFII multirresistentes, estando associados predominantemente a infecções resistentes a antibióticos adquiridas em hospitais e nas comunidades. Os objetivos mais específicos do projeto, através da utilização de ferramentas de bioinformática, são: comparar filogeneticamente as cepas de Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium tipagem de sequenciamento ST313 isoladas no hospital da Unesp de Botucatu com as cepas da mesma tipagem, porém de diferentes linhagens L1, L2, L3 ou isoladas do Reino Unido.; utilizar de bancos de dados online para a identificação de bacteriófagos para todas as cepas através de ferramentas apropriadas, inclusive as que são de referência para outras linhagens (A150, D23580, BKQZM9 e U2); também será utilizado bancos de dados específicos para a identificação de genes virulentos e genes responsáveis pela resistência antimicrobiana. Por último, serão feitas as comparações dos genomas entre estas cepas e a análise do pangenoma. De forma similar, cepas isoladas de UPEC ST131 isolados por colaboradores no estado de São Paulo via SUS.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Cristiano Gallina Moreira [Coordenador] | UNESP, Araraquara |
| João Vítor Félix de Lima | UNESP, Araraquara |
Descrição do Projeto
A região Neotropical é conhecida pela sua biodiversidade, em que a grande variação de ambientes proporcionou uma ampla diversificação da fauna e da flora. Muitos estudos buscam compreender os processos e mecanismos responsáveis por gerar e manter a biodiversidade, contudo existe uma escassez de estudos que consideram a evolução genômica na região Neotropical. Um excelente modelo para compreender a evolução de genomas nessa região é o grupo saltans de Drosophila, devido às espécies apresentarem diferentes graus de especiação. O objetivo principal deste projeto é produzir uma filogenia robusta e avaliar a evolução do genoma para o grupo saltans. Pela primeira vez, dados genômicos serão utilizados para descrever o padrão de uso de códons do grupo saltans, considerando que a literatura indica que este grupo não apresenta o padrão visto para subgênero Sophophora. Três forças principais que podem estar contribuindo para o viés de uso de códons serão investigadas, sendo elas, viés mutacional, pressão de seleção e deriva. Também será avaliado se o tamanho avantajado dos edeagos das espécies do subgrupo elliptica é um excepcionalidade na família Drosophilidae. A base genética da genitália masculina será avaliada por análise transcriptômica utilizando subestruturas da genitália masculina em desenvolvimento. Os resultados esperados do presente projeto são: gerar uma filogenia robusta do grupo saltans, verificar se a falta de viés de uso de códons é um padrão genômico das espécies neotropicais de Sophophora e quais os processos que contribuíram para o padrão observado. Verificar se o tamanho dos edeagos das espécies do subgrupo elliptica é raro e uma exceção dentro da família Drosophilidae. E finalmente obter uma lista de genes candidatos relacionados com a rápida evolução do edeago nas espécies do grupo saltans.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Lilian Madi-Ravazzi [Coordenador] | UNESP-IBILCE |
| "Carolina Prediger":lattes.cnpq.br/7634056822938977 | UNESP-IBILCE |
| "Bruna Emília Roman":lattes.cnpq.br/4038210156453501 | UNESP-IBILCE |
Descrição do Projeto
Os padrões evolutivos em Metazoa são muitas vezes muito difíceis de serem compreendidos. Em grande parte, as linhagens são influenciadas pelas diversas possibilidades de ciclo de vida e isso é especialmente relevante em organismos marinhos. Dentre esses, um dos principais grupos de interesse é Cnidaria em decorrência das múltiplas variações de ciclo de vida encontradas nas espécies. Ainda assim, neste filo a subclasse Ceriantharia se destaca com padrões bastante diferenciados e algumas alternativas que são exclusivas dentre o grupo sem águas-vivas, Anthozoa. A ausência de informações relacionadas com as possibilidades do ciclo de vida, variações moleculares e comportamentais das espécies do grupo acabam restringindo discussões evolutivas e conduzindo a problemas de taxonomia em diversas linhagens. Baseado no cenário acima, o presente projeto tem como enfoque abordar aspectos do ciclo de vida de diferentes espécies de Ceriantharia com a descrição dos estágios do desenvolvimento e suas variações morfológicas e moleculares via dados de transcriptomas. Além disso, descrever a microbiota associada aos diferentes estágios do ciclo de vida. Outro enfoque será a apresentação de dados genômicos de espécies de Ceriantharia com a utilização de sequenciamento de terceira geração. Outra abordagem será o estudo do comportamento alimentar via metagenômica do conteúdo estomacal e também filmagens para reconhecimento de padrões alimentares. Apoiado nos objetivos acima, o presente projeto deverá apresentar diversos resultados relacionados com a descrição de ciclos de vida de diferentes espécies, dados sobre variações no desenvolvimento larval, descrição e anotação de genomas e informações sobre atuação trófica de diferentes espécies. Desta maneira, os resultados desse projeto serão uma importante contribuição para amplas discussões sobre evolução marinha.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Sérgio Nascimento Stampar [Coordenador] | FC/BAURU |
| Celine Lopes da Silva Santos | FC/BAURU |
| Gabriel Giorge da Costa | FC/BAURU |
| Maximiliano Manuel Maronna | IB/USP |
Descrição do Projeto
A microbiota intestinal apresenta íntima relação com a homeostase do sistema imune e a alteração em sua composição está envolvida na gênese de diferentes doenças inflamatórias. O consumo de probióticos é uma estratégia que vem sendo utilizada para modificar de forma benéfica a microbiota de indivíduos portadores de doenças crônicas. Entretanto, tais abordagens apresentam limitações, como a resiliência intestinal, a aceitação do paciente e a discrepância de resultados. Considerando a especificidade da microbiota humana, o objetivo do presente estudo é obter um banco de células probióticas personalizado (individualizado) e avaliar o efeito dessa abordagem na prevenção e tratamento de doenças relacionadas à disbiose. O projeto será dividido em três subprojetos: A) Otimização da seleção de cepas potencialmente probióticas para terapia personalizada; B) Avaliação do efeito da terapia personalizada na prevenção da colite induzida por Dextran Sulfato de Sódio (DSS); C) Avaliação do efeito da terapia personalizada no tratamento da obesidade e suas conseqüências. No subprojeto A será realizado o isolamento e a caracterização das cepas para o tratamento personalizado nos subprojetos B e C. As cepas serão isoladas de material fecal de cada doador (n=5) por plaqueamento em meios seletivos e caracterizadas por RAPD-PCR, coloração de Gram, teste de resistência a antibióticos e sequenciamento do gene 16S rRNA (Illumina MiSeq). As cepas selecionadas serão armazenadas em um banco de microbiota individualizado. Nos subprojetos B e C serão utilizados camundongos Swiss (Unib: SW) (n=10), livres de patógenos específicos, que receberão inicialmente um coquetel de antibióticos para depletar a microbiota e, posteriormente, serão recolinizados com a microbiota dos voluntários do subprojeto A (um voluntário doará material fecal para colonizar dois animais de cada experimento). Após a indução da colite (DSS – 3%) e da obesidade (dieta hiperlipídica), os animais serão tratados com as cepas isoladas das amostras fecais utilizadas para recolonização da microbiota (tratamento personalizado). Os parâmetros a serem avaliados incluem: variação ponderal, composição da microbiota fecal (sequenciamento), perfil de citocinas (ELISA) e de outros marcadores inflamatórios, alterações histológicas (cólon e adipócitos) e perfil de ácidos graxos de cadeia curta. Com o desenvolvimento desse projeto pretende-se mostrar que a restauração da microbiota comensal é capaz de reduzir os sintomas e o desenvolvimento de doenças, cuja gênese inclui a disbiose e que a eficácia da terapia personalizada com probióticos apresenta efeitos superiores ao da abordagem tradicional.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Daniela Cardoso Umbelino Cavallini [Coordenador] | UNESP - Araraquara |
| Maria Jara Montibeller | UNESP |
| Jaqueline Galiardo | UNESP |
| Amanda Ascanio | UNESP |
| Eliane Vale da Silva | UNESP |
| Daniel Rodrigues Cardoso | USP |
| Luis Carlos Spolidorio | UNESP |
Descrição do Projeto
As aranhas Mygalomorphae estão atualmente divididas em 31 famílias, sendo que 15 delas ocorrem no território brasileiro. As aranhas migalomorfas apresentam grande uniformidade morfológica, o que ocasiona grande dificuldade no estabelecimento de caracteres e, consequentemente, nas homologias. Ademais, os métodos tradicionais de delimitação de espécies são baseados em morfologia e, em muitas situações, apenas um sistema de características é utilizado, estando restrito a pequenos detalhes, que muitas vezes, são difíceis de quantificar. As migalomorfas apresentam uma limitada capacidade de dispersão, são geralmente sedentárias e com grande fidelidade ao local de estabelecimento do refúgio. Todos esses ingredientes tornam o reconhecimento de espécies e estudos de relacionamento filogenético tarefas bastante desafiadoras, que exigem a integração de diferentes linhas de evidência. Além disso, a baixa capacidade de dispersão torna essas aranhas susceptíveis a divergência populacional e, em última instância, à especiação por vicariância ou divergência parapátrica, constituindo objetos para estudos biogeográficos. Estudos recentes com opiliões e anuros apontam a porção sul e sudeste da Mata Atlântica como um grande mosaico de áreas de endemismo. Buscamos compreender a significância de caracteres morfológicos e moleculares em estudos de sistemática para Mygalomorphae, versando sobre o limite entre as espécies e como se integram as duas linhas de evidência, além de contribuir para o conhecimento acerca da evolução da biota da Mata Atlântica da região em questão. Para tal, destaco alguns gêneros, que apresentam distribuições coincidentes na Mata Atlântica das regiões Sul e Sudeste do Brasil, e que serão explorados com o desenvolvimento da presente proposta: Vitalius Lucas, Silva e Bertani, Grammostola Simon, Rachias Simon, Homoeomma Ausserer, Prorachias Mello-Leitão e Pycnothele Chamberlin. Cada um dos gêneros incluídos no projeto será abordado sob os contextos morfométrico, molecular e biogeográfico. Dessa forma, a intenção é engajar alunos de graduação, pós-graduação e pesquisadores, para que cada um deles desenvolva seus estudos em temas específicos e contribuam com o grupo que será formado (estabelecimento do Laboratório de Sistemática de Aranhas - UNESP Rio Claro). Esperamos gerar dados para publicações acerca da sistemática dos grupos estudados, da delimitação de espécies nessas aranhas e do uso de caracteres contínuos e morfométricos nas migalomorfas, bem como criar os subsídeos para estudos de biogeografia e futuros estudo moleculares (coleção de tecidos).
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| José Paulo Leite Guadanucci [Coordenador] | Unesp/Rio Claro |
| Rafael da Fonseca Ferreira | Unesp |
| Millke Jasmini Arminini Molares | Unicamp |
| Arthur Galleti Lima | Unesp |
Descrição do Projeto
A dispersão endozoocórica de sementes mantem a estrutura e dinâmica de florestas, sendo um processo central na manutenção da biodiversidade de florestas tropicais. Neste cenário, primatas Neotropicais tem papel central ao dispersar sementes ao longo de suas áreas de vida. Entretanto, os altos níveis de degradação e fragmentação do hábitat destes primatas resultaram em fragmentos florestais de diferentes tamanhos e formas e com diferentes distribuições de recursos, levando à uma possível alteração do papel funcional dos mesmos como dispersores de sementes. Apesar do aumento do número de estudos sobre dispersão de sementes por primatas durante as últimas décadas, ainda é incerto como o serviço de dispersão de sementes será afetado por características locais dos fragmentos. Recentemente, no entanto, o desenvolvimento de modelos baseados em agente (IBM) capazes de predizer o movimento dos primatas e as sombras de sementes resultantes abriram novas perspectivas. O mico-leão-preto, (Leontopithecus chrysopygus ou BLT), é um efetivo dispersor de sementes endêmico da Mata Atlântica. Seu hábitat está entre os mais fragmentados entre as espécies de primatas Neotropicais. Neste estudo, propomos o uso de IBM para testar como o serviço de dispersão de nossa espécie modelo - o BLT -, é afetado pelo contexto ambiental local. Especificamente, propomos 1) validar um IBM já desenvolvido, capaz de simular a dispersão espacial das sementes (a sombra de sementes) gerada pelo BLT em três diferentes contextos ambientais (floresta contínua, fragmento compacto e mata ciliar); e 2) testar o efeito do tamanho, forma do fragmento e distribuição de recursos na sombra de sementes. Esperamos que a distância média de dispersão (SDD) aumente conforme (1) o tamanho do fragmento aumente como efeito indireto do aumento da área de vida e (2) os fragmentos se tornam mais lineares (como em matas ciliares), e (3) que a sombra de sementes diminua (menor área de dispersão, menor SDD) conforme aumente o grau de agrupamento de recursos.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Laurence Marianne Vincianne Culot [Coordenador] | Unesp/Rio Claro |
| Eduardo Miguel Zanette Correia | Unesp/Rio Claro |
| Ronald Bialozyt | Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt, Göttingen |
| Eckhard W. Heymann | Deutsches Primatenzentrum, Göttingen |
Descrição do Projeto
Araceae possui aproximadamente 3.400 espécies, distribuídas pelas Américas Tropical e do Norte. O gênero Anthurium Schott é o maior da família, pertencente à subfamília Pothoideae, com 950 espécies e no Brasil é representado por 155 espécies, das quais 123 são endêmicas. É monofilético e reúne 19 seções, porém com muitas discordâncias nessas classificações infragenéricas, pois são baseadas geralmente em caracteres morfológicos foliares. Apenas cinco destas seções ocorrem no Brasil, das quais Anthurium sect. Urospadix Engl. se destaca por reunir a grande maioria das espécies endêmicas para o Brasil. As espécies de Anthurium sect. Urospadix podem ser reconhecidas por possuírem entrenós curtos, catafilos e profilos na maioria das vezes decompostos e nervação broquidódroma. Este projeto propõe ampliar os estudos filogenéticos para 40 espécies desta seção de Anthurium, com a aplicação de uma metodologia inovadora de extração de DNA genômico, conhecida como sequenciamento de nova geração (NGS). O DNA já foi extraído no Missouri Botanical Garden, e com a chegada dos sequenciamentos se faz necessário o uso de um cluster, já que é gerado uma grande quantidade de dados, bem como as análises demandam de tempo e espaço de processador. Os resultados que serão obtidos com esse projeto, além das resoluções dentro do grupo, também potencializam a já estabelecida parceria com pesquisadores internacionais.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Julio Antonio Lombradi [Coordenador] | Unesp/Rio Claro |
| Janaine K. Hammes | Unesp/Unioeste |
| Monica Carlsen-Krause | Missouri Botanical Garden-St. Luis |
| Lívia Godinho Temponi | Unesp/Unioeste |
Descrição do Projeto
Informações atualmente disponíveis sobre a organização genômica das algas vermelhas continentais da ordem Batrachospermales são esparsas e a classificação no nível família de representantes desta ordem não está bem resolvido. O projeto propõe análise filogenômica e caracterização genômica de genomas de plastídios desse grupo de algas vermelhas. Os resultados gerados permitirão testar as seguintes hipóteses: 1) os genomas serão altamente conservados, de acordo com outros membros da Florideophyceae em geral e mais particularmente de Nemaliophycidae; outras características deverão ser encontradas, como genomas grandes, com um alto número de genes que codificam proteínas, ambos dentro o intervalo relatado para Florideophyceae e mais semelhante aos grupos mais próximos, como Nemaliales; 2) os dados atualmente disponíveis não permitem definir clados distintos dentro da ordem, razão pela qual apenas uma família é reconhecida no esquema atual; análises filogenômicas deverão revelar dois ou mais grupos bem suportados, que associados com características morfológicas vegetativas e reprodutivas, permitirão uma nova e melhor reorganização de gêneros e famílias; 3) a inclusão de maior número de táxons de Batrachospermales nas análises permitirá melhor entendimento da relações filogenéticas entre as ordens de algas exclusivamente continentais (Batrachospermales, Thoreales e Balbianiales) dentro da subclasse Nemaliophycidae. Para testar essas hipóteses, o os seguintes objetivos são propostos: (i) descrever as características dos genomas plastidiais de gêneros e espécies-chave na ordem e comparação com os genomas de outros grupos de algas vermelhas; ii) inferir as relações filogenéticas entre esses membros, a fim de esclarecer a classificação dentro da ordem; iii) aplicar os dados para levantar possíveis explicações para a transição de habitats marinhos para continentais. O estudo proposto contempla aspectos de grande relevância: a) é uma ampla investigação de filogenômica e caracterização genômica do grupo mais representativo de rodófitas continentais; 2) fornecerá valiosos subsídios para análises filogenômicas comparativas da ordem Batrachospermales com outros grupos de Rhodophyta, especialmente Nemaliophycidae; isso tornará possível refinar as relações filogenéticas dentro da subclasse; 3) fornecerá um conjunto bem amplo e representativo de dados para avaliação mais geral sobre a transição de ambientes marinhos para ambientes continentais em membros da ordem, bem como as possíveis relações com outras ordens exclusivamente continentais com genomas já sequenciados (Balbianiales e Thoreales).
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Orlando Necchi Júnior [Coordenador] | UNESP/IBILCE, S. José Rio Preto |
| Nadia Martins Lemes da Silva | Unesp |
| Yasmin Maria da Silva Lopes | Unesp |
| Monica Orlandi Paiano | Unesp |
Descrição do Projeto
A família Leguminosae é a terceira mais diversa do planeta e a maior em número de espécies do Brasil. Em Leguminosae, a subfamília Papilionoideae destaca-se por ser a mais importante economicamente, com diversas espécies com relevância nos campos da alimentação (ex. Soja, Feijão) e ornamentação (ex. Strongylodon, Mucuna, Tipuana). Ecologicamente, esta subfamília é extremamente importante pelo papel que cumpre na fixação do nitrogênio atmosférico através da associação com bactérias do gênero Rhyzobium. A grande diversidade de Papilionoideae na América do Sul possibilita a testagem de padrões biogeográficos e evolutivos a partir de análises moleculares aliadas a bancos de dados curados por especialistas. Neste projeto, objetivamos utilizar linhagens de Papilionoideae como modelo para compreender a evolução, adaptação e biogeografia de seres vivos dos diferentes biomas da América do Sul. Para tanto, o genoma de táxons da subfamília Papilionoideae será sequenciado, especialmente do clado Adesmia (tribo Dalbergieae) e de Eriosema (tribo Phaseoleae) por meio da estratégia de “captura de sequências direcionadas” (targeted capture) - NGS, e o sequenciamento das amostras será feito na plataforma Illumina HiSeq 2500. As sequências serão filtradas, avaliadas em relação à qualidade, e potenciais parálogos serão identificados. Sequências gênicas serão alinhadas, e árvores filogenéticas serão inferidas utilizando Máxima Verossimilhança. Um banco de dados será curado por especialistas, e comportará dados de distribuição geográfica das espécies assim como dados de morfologia externa, anatomia e ontogenia floral. Análises biogeográficas e macroevolutivas serão realizadas e os caracteres ancestrais e tempo de divergência serão inferidos por análises utilizando o pacote Phytools (R) e no BEAST v.2.5.2, respectivamente. Os dados serão utilizados para abordar questões biogeográficas e evolutivas, sistemáticas e taxonômicas, e em relação à biologia estrutural.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Ana Paula Fortuna Perez [Coordenador] | UNESP-IBB |
| Thiago Cobra e Monteiro | UNESP-IBB |
| Elisa Silva Cândido | Instituto de Pesquisa do Jardim Botânico do Rio de Janeiro |
| Annelise Frazão Nunes | UNESP-IBB |
| Carolina Moriani Siniscalchi | Mississippi State University |
| Rafaela Jorge Trad | Royal Botanic Garden of Edinburgh |
| Vidal de Freitas Mansano | Instituto de Pesquisa do Jardim Botânico do Rio de Janeiro |
Descrição do Projeto
A leishmaniose é uma doença endêmica, comum em regiões pobres de países em desenvolvimento. É a parasitose responsável pela segunda maior taxa de mortalidade, e em sua forma visceral, quando causada pelo protozoário Leishmania (Leishmania) infantum (syn. chagasi), pode ser fatal se não tratada. Sintomas comuns incluem febre, anorexia, perda de peso, distensão abdominal e fraqueza, além das clássicas manifestações clínicas de espleno e hepatomegalia. Aproximadamente 350 milhões de pessoas vivem em áreas de risco, sendo que entre os anos de 2001 e 2017, somente no estado de São Paulo, 3472 casos foram notificados. Dentre os hospedeiros vertebrados há uma grande variedade de mamíferos, sendo que a transmissão ocorre principalmente através da picada de vetores flebotomíneos do gênero Lutzomyia. A resposta imune inata é crucial na fase inicial da infecção, os neutrófilos são as primeiras células recrutadas, seguida pelos macrófagos. Os parasitas utilizam os neutrófilos como abrigo seguro e transitório, para posteriormente invadirem os macrófagos, onde são capazes de replicar. Após a apresentação dos antígenos aos linfócitos Th Cd4+ podem ser ativados dois tipos diferentes de resposta imune adaptativa, a ativação de Th1 com desenvolvimento da resposta celular ou ativação de Th2 com o desenvolvimento da resposta humoral favorecendo a sobrevivência do patógeno. Assim como ocorre nos processos fisiológicos, os processos patológicos são intensamente regulados por mecanismos epigenéticos, garantindo uma regulação tempo-tecidual da expressão gênica. As mudanças epigenéticas são dinâmicas, podendo agir concomitante ou separadamente, e desenvolvendo papel essencial em processos de modulação imune. A metilação do DNA interfere na expressão de genes através de dois mecanismos, no mecanismo direto, por intermédio de uma barreira física; e no indireto, age recrutando proteínas correpressoras e histonas desacetilases, que condensam o DNA, causando silenciamento do gene. Considerando a importância da metilação durante processos fisiológicos e patológicos e a altas taxas de mortalidade e morbidade da leishmaniose devido ao tratamento ineficaz, o presente estudo visa elucidar o diálogo hospedeiro/parasita durante a infecção por L. (L.) infantum (syn. chagasi), bem como associar possíveis alterações nos padrões epigenéticos com o controle da expressão gênica deste tipo celular em um modelo in vitro.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Flávia Lombardi Lopes [Coordenador] | FMVA/Unesp |
| Juliana de Souza Felix | FMVA/Unesp |
| Matheus Fujimura Soares | FMVA/Unesp |
| Amanda de Oliveira Furlan | FMVA/Unesp |
Descrição do Projeto
Escherichia coli patogênica é subdivida de acordo com o tipo de doença que causam em E. coli diarriogênica (ECD), associada a infecções intestinais, e E. coli extra intestinal (ExPEC), que causa várias infecções dentre as quais podemos destacar: infecção do trato urinário (ITU), sepse e meningite. Dentre os patotipos de ECD, destacam-se a E. coli enteropatogênica (EPEC) e E. coli enteroagregativa (EAEC) que são os mais frequentemente isolados de casos de infecções do trato gastrointestinal no Brasil. Entre os principais determinantes genéticos de isolados de EPEC estão a ilha de patogenidade cromossomal locus of enterocyte effacement (região LEE) e o operon bfp (bundle-orming pilus), utilizado para subdividir os isolados de EPEC em típicos (bfp + ) e atípicos (bfp - ). EAEC alberga o plasmídio de aderência agregativo (pAA), onde estão localizados diversos fatores de virulência, como os genes que modificam proteínas necessárias para a biogênese das fímbrias de aderência agregativa (AFF/I-AAF/IV). Recentemente, nosso laboratório relatou um surto de diarreia, ocorrido no Brasil, devido a um isolado híbrido de aEPEC/EAEC pertencente ao sorotipo O3:H2. Ao olharmos mais cuidadosamente para o sorotipo O3:H2, um estudo recente mostrou que o protótipo de EAEC 17-2 alberga marcadores genéticos de ExPEC e foi capaz de causar ITU em modelo experimental in vivo. Frente ao exposto, dividimos os objetivos desse estudo em dois ramos centrais: (1) comparar a similaridade genética entre os isolados envolvidos no surto de diarreia, aEPEC, EAEC e híbrido de aEPEC/EAEC, pertencente ao sorotipo O3:H2, e (2) analisar a similaridade genética dos isolados de E. coli do sorotipo O3:H2 circulantes no Brasil, obtidos de infecções intestinais (sintomáticas ou assintomáticas) e ITU, com os isolados envolvidos no surto de diarreia. Além disso, avaliaremos a influência de AAF/I do híbrido de aEPEC/EAEC nos fenótipos de EAEC. Após a classificação desses isolados nos distintos grupos patogênicos de E. coli, isolados representativos de cada grupo patogênico serão sequenciados e avaliados in silico, com foco na similaridade genética da região LEE entre os isolados de aEPEC e híbridos de aEPEC/EAEC, e, no operon que codifica AAF/I e seu regulador entre os isolados de EAEC e híbridos de aEPEC/EAEC. Para todos os isolados sequenciados serão realizadas análises classificatórias e filogenéticas, bem como será determinado o pan e o core genomas desses isolados. Tal abordagem nos permitirá melhor compreender a plasticidade genômica de isolados de E. coli do sorotipo O3:H2, bem como a influência desses perfis genéticos na sua patogenicidade.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Rodrigo Tavanelli Hernandes [Coordenador] | UNESP/Botucatu |
| Daiany Ribeiro Paz de Lira | UNESP |
| Enéas de Carvalho | Instituto Butantan |
| Iranildo do Amarante Fernandes | UNESP |
| Bruna Mendes Luiz | UNESP |
| Guilherme Frizzarin Ramalhães de Souza | UNESP |
| Beatrice Di Virgilio Lopes Souza | UNESP |
| Luísa Pereira | UNESP |
Descrição do Projeto
A existência de associações entre os caracteres citogenéticos, em especial a ploidia, e as características ecológicas, como a colonização de ambientes extremos e o hábito, foi inicialmente proposta a quase um século, mas ainda hoje são poucos os estudos que avaliam se tais associações representam tendências gerais em plantas ou são resultados de casos pontuais. As mudanças cromossômicas afetam o tamanho de genoma, outro caracter repetidamente associado com mudanças ecológicas e a diversificação dos táxons, porém aqui novamente esbarra-se no baixo suporte analítico. Em todos os casos, as análises integrando dados citogenéticos e ecológicos dependem obrigatoriamente de um background evolutivo que só pode ser oferecido por hipóteses filogenéticas robustas. Além disso, todas as análises dependem a escolha de um grupo vegetal com alta diversidade nos caracteres citogenéticos e ecológicos, como
Orchidaceae, uma família amplamente distribuída, com grande variabilidade de habitats e com ampla variação de número cromossômico e de tamanho de genoma. Desta forma, o presente projeto visa investigar o papel das mudanças cromossômicas e das sequências repetitivas na evolução de Orchidaceae realizando estudos em três frentes de trabalho: testar se há associação entre os caracteres citogenéticos e o ecológicos empregando a maior subfamília de Orchidaceae, Epidendroideae, testar o papel da variação do tamanho de genoma na diversificação de populações de E. denticulatum e, por fim, testar o potencial informativo do repetoma em Scuticaria. Tanto E. denticulatum como as espécies de Scuticaria apresentam diferenciação entre biomas e a diferenciação do repetoma entre biomas será foco destes subprojetos. Assim, a presente proposta pretende revisitar hipóteses tradicionais, porém com análise mais robustas e consistentes que permitam identificar padrões gerais que possam ser aplicados a plantas.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Ana Paula de Moraes [Coordenador] | UNESP/Botucatu |
| José Juliano Amorim Silva | UFABC |
| Ana Carolina Humberto | UFABC |
| Irene de Fátima Vieira de Moraes | UFABC |
| Roseane Rodrigues dos Santos | UFABC |
| Samara Evangelista da Silva | UFABC |
Descrição do Projeto
Quem trabalha em pesquisa e desenvolvimento na área biomédica se depara constantemente com a necessidade de buscar o marcador fluorescente adequado ao processo celular em estudo. Marcadores de via de sinalização celular, sondas para potencial de membrana em mitocôndria, nucleotídeos marcados, sondas para espécies reativas de oxigênio, são alguns exemplos de um universo crescente de sondas fluorescentes conjugadas ou não com anticorpos, plasmídeos etc., que podem ser buscadas em catálogos comerciais. Este projeto enquadra-se neste campo, pois propõe a síntese, elucidação de interações entre micro e macromoléculas e desenvolvimento de novas aplicações envolvendo moléculas fluorescentes. Especificamente: i) Síntese e estudos de aminoquinolinas. Usaremos esta classe de compostos para três propósitos, sendo eles: sonda para detectar a atividade enzimática da enzima mieloperoxidase, sonda para determinação de carga elétrica em micelas e sonda para DNA. ii) Síntese e estudo de azapentalenos fluorescentes para determinação da formação de agregados amilóides. iii) Aplicação de coumarinas fluorescentes para estudo de sítios de ligação em albumina por quenching via transferência eletrônica fotoinduzida (PET). iv) Estudos solvatocrômicos com a sonda de laser 4-(dicianodometileno) 2-metil-6(4-dimetilaminostiril)-4H-pirano DCM) para determinação de constante dielétrica no interior de proteína e detecção de agregados amiloides. v) Sondas sensíveis a dicroísmo circular induzido. Trata-se da indução de quiralidade em moléculas aquirais pela interação dessas com microambientes quirais (interior de proteínas por exemplo). Em específico, usaremos compostos bifenílicos como os corantes xantênicos. Em todos os subprojetos citados acima, os quais envolvem interações entre ligantes e macromoléculas, ferramentas computacionais serão utilizadas para elucidações dos mecanismos. Particularmente, técnicas de docagem molecular e dinâmica molecular serão aplicadas com estes objetivos.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Valdecir Farias Ximenes [Coordenador] | Unesp/Bauru |
| Ana Paula Povinelli | Unesp |
| Nathalia Mariana Pavan | Unesp |
| Gabriel Zazeri | Unesp |
Descrição do Projeto
A genômica estrutural tem como objetivo análises e anotaçōes dos genomas, enquanto que a genômica funcional tem como objetivo estudar o funcionamento das diversas sequencias do genoma. O grupo SBGL tem focado na área de genômica estrutural e funcional desde 2014 nos mais variados organismos, incluindo vírus, bactérias e eucariontes, tendo como finalidade o estudo da saúde humana e bioenergia. Atualmente, o grupo tem centrado seus estudos na saúde humana realizando análises OMICAs, integraçāo de dados e utilizando biologia de sistemas. Dentre os projetos realizados, estão incluído as análises de genomas e transcriptomas de pacientes pediátricos acometidos por infecções virais com a integração de dados de RNA-Seq, single cell RNA-Seq e redes biológicas, construção e anotação de genomas de bactérias multi-resistentes, os quais acometem pacientes em diversos hospitais pelo mundo e um projeto de montagem e anotação do genoma de Leischmania, os quais causam a leischmaniose. Os projetos mencionados necessitam de uma estrutura computacional que o grupo nāo possui.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Guilherme Targino Valente [Coordenador] | Unesp/Botucatu |
| Ana Beatriz Rodrigues | Unesp |
| Matheus Sauda | Unesp |
Descrição do Projeto
O Eucalyptus urophylla S. T. Blake é uma das espécies mais relevantes para o melhoramento florestal no Brasil. No entanto, até o momento, falta um entendimento aprofundado sobre a diversidade genética disponível no país, como resultado de processos histórico-evolutivos mais antigos ocorridos para a espécie. Assim, o objetivo desta pesquisa será analisar a diversidade genética, a estrutura populacional e o histórico evolutivo de materiais genéticos de E. urophylla introduzidos no Brasil. Serão utilizados métodos demográficos baseados na teoria da coalescência, utilizando-se uma amostra de 1549 indivíduos oriundos de 23 origens/procedências, localizadas em cinco das sete ilhas da Indonésia e no Brasil. Primeiramente, os indivíduos serão genotipados para aproximadamente 5 mil SNPs. Serão utilizados métodos demográficos coalescentes, considerando diferentes cenários evolutivos, baseados em abordagens aproximadas, tais como Approximate Bayesian Computation (ABC) e Site Frequency Spectrum (SFS). Tais abordagens possibilitarão o uso de todos os dados moleculares para as análises propostas neste projeto, algo que não seria possível com os métodos tradicionais de coalescência. Em geral, serão obtidas estimativas de mutação, tamanho efetivo populacional, fluxo gênico e seleção. O propósito será obter informações detalhadas sobre a diversidade genética dentro e entre as origens/procedências de E. urophylla e sobre sua história evolutiva, por meio da ocorrência de eventos evolutivos (mutação, fluxo gênico, deriva genética), buscando inferir sobre o potencial das populações para conservação e seleção/melhoramento genético. Estudos genômicos adicionais com essas origens/procedências também serão conduzidos.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Evandro Vagner Tambarussi [Coordenador] | Unesp/Botucatu |
| Dandara Yasmim Bonfim de Oliveira Silva | Unesp/Botucatu |
| Guilherme Ferreira Melchert | Unesp/Botucatu |
| Filipe Manoel Ferreira | Unesp/Botucatu |
| Helder Lucas do Nascimento Silva | Unesp/Botucatu |
Descrição do Projeto
Estimativas vigentes sobre o número de espécies de fungo existentes no planeta variam de 3 a 6 milhões de espécies, contudo, apenas cerca de 150.000 foram formalmente descritas. Esta enorme disparidade é uma lacuna no conhecimento sobre a diversidade e ecologia dos fungos, bem como do potencial destes para o bem-estar do homem. Contudo, a diversidade dos fungos é constantemente ameaçada. Devido aos impactos das mudanças climáticas, muitas espécies de fungos foram extintas sem mesmo a chance de poder descrevê-las. Em conjunto com as mudanças climáticas, o impacto do homem no uso e fragmentação de habitats naturais amplificam o problema da perda de espécies. Portanto, é imprescindível utilizar ferramentas que permitam os micologistas acessarem rapidamente a diversidade e papel dos fungos. Com auxílio de computadores potentes, os micologistas podem rapidamente inferir árvores filogenéticas para estudar a diversidade desses organismos. Ainda, é possível inferir árvores filogenômicas (com elevado suporte estatístico) utilizando conjuntos de dados massivos. Utilizando técnicas genômicas, é possível revelar o potencial de qualquer nova espécies e estimar o valor bioeconômico. Neste estudo pretendemos utilizar diferentes softwares para montagem de genomas para realizar filogenômica, bem como diversas outras análises para verificar a potencial função dos genomas. Para tanto, é necessário o uso do cluster da UNESP para tonrar essas análises viáveis, em termos computacionais. Para ganhar um melhor entendimento sobre ao papeis funcionais dos fungos, nós temos a intenção de explorar os metabólitos (metabolômica_ e genes ativamente expressos em diferentes situações (metatranscriptomas), por exemplo, quando os fungos estão associados com seus hospedeiros ou quando em cultura artificial. Em conjunto, estas ferramentas irão auxiliar no entendimento da evolução de espécies específicas ou de grupos taxonômicos mais amplos de fungos, bem como entender melhor a ecologia destes.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| André Rodrigues [Coordenador] | Unesp/Rio Claro |
| Pepijn Wilhelmus Kooij | Unesp/Rio Claro |
| Matheus Custodio Sarkis Cardozo | Unesp/Rio Claro |
| Stéfany Rodrigues | Unesp/Rio Claro |
Descrição do Projeto
Neste projeto utilizamos técnicas de simulação computacional pra investigar sistemas biológicos. Em três áreas distintas: dinâmica molecular, métodos de Monte Carlo aplicado á física medica e simulação e caracterização de redes biológicas. No primeiro subprojeto nós utilizamos simulações de dinâmica computacional e técnicas de docking molecular para investigar a estrutura, a dinâmica de proteínas de interesse e suas interações com compostos de baixo peso molecular.
O método de Monte Carlo é uma poderosa estratégia para simulações em física computacional. Na física médica, esta técnica tem sido extensivamente usada em especial para cálculo da dose depositada em materiais, possuindo aplicações em diagnóstico, tratamento e desenvolvimento de novas abordagens para o tratamento de câncer. O objetivo deste subprojeto é simular a produção e detecção de fótons de raios X na faixa de energia do radiodiagnóstico, para alvo de molibdênio utilizando o software Geant4. As simulações deverão explorar o paralelismo de um agregado de computadores disponível em nosso laboratório. desenvolvimento de técnicas de alta produção de dados está transformando a biologia em uma disciplina rica em dados.
No último subprojeto nós consideramos redes biológicas integradas que incluem interações gênicas envolvendo metabolismo regulação e interação proteína-proteína. Nós iremos desenvolver ferramentas de aprendizado de máquina que utilizarão informações topológicas integradas com dados de expressão, localização celular e organização dos genomas para extrair informações biológicas relevantes. Nós também iremos investigar a estrutura de comunidades e procurar por motivos topológicos visando compreender a organização topológica de larga escala das células biológicas.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Ney Lemke | Instituto de Biociências |
| Joel Mesa Hormaza | Instituto de Biociências |
| Marcos Roberto de Mattos Fontes | Instituto de Biociências |
| Ângelo José Magro | Instituto de Biociências |
| Marcio Luis Acencio | Instituto de Biociências |
| Agnes Alessandra Sekijima Takeda | Instituto de Biociências |
| Carlos Alexandre Henrique Fernandes | Instituto de Biociências |
Descrição do Projeto
O objetivo do presente plano consiste em calcular a energia livre de ligação proteína-ligante em moléculas de interesse biológico. Um sistema biológico interessante consiste naquele formado por moléculas presentes no processo de coagulação sanguínea, conhecido por sistema hemostático. O início da cascata de coagulação, que compreende uma rede de reações altamente controladas e correlacionadas, pode ser desencadeada por via extrínseca (fator tecidual) ou intrínseca (fator XI) ativando a trombina para gerar polímeros de fibrina reticulada, que, em última instância realizam a coagulação. O estudo de ligantes da trombina, que possam inibir sua ação, pode se mostrar interessante do ponto de vista biológico. Para isso é necessário empregar métodos que estimem a energia de ligação entre a proteína e o ligante. Um desses métodos consiste na dinâmica molecular.
Do ponto de visto computacional, a energia livre de ligação é calculada através do potencial de força média (PMF), obtido em função de uma determinada coordenada de reação, que pode ser, por exemplo, a distância d entre o sítio de ligação da proteína e o ligante. Porém, dois fatores são obstáculos sérios:
(1) o potencial expresso como função de uma única coordenada de reação implica tomar a média sobre todos os demais graus de liberdade;
(2) barreiras energéticas relativamente altas podem obstar o acesso à configurações, impedindo o cálculo mais preciso das probabilidades relativas, o que afeta o cálculo descrito em (1).
Daí a motivação de empregar métodos computacionais associados à dinâmica molecular, como “umbrella sampling” e “replica exchange” que aperfeiçoam a aquisição de dados oriundos das simulações.
O método “umbrella sampling” ajuda a estudar o sistema nas regiões em que a probabilidade de encontrar o sistema é baixa, e o método “replica Exchange” cria várias réplicas do sistema, em diferentes temperaturas, o que ajuda a fazer com que o sistema consiga ultrapassar barreiras energéticas relativamente altas. Com isso, consegue-se acessar melhor o espaço conformacional da molécula e do ligante e assim calcular a energia livre de ligação, que, na verdade, reflete a afinidade do ligante à proteína. A necessidade de alto desempenho computacional está ligada à necessidade de empregar várias réplicas do sistema (tipicamente de 20 a 100), uma em cada processador de um cluster. Daí a motivação de submeter o presente plano ao Grid-Unesp.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Jorge Chahine | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Luciane Sussuchi da Silva | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Raghuvir Krishnaswamy Arni | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
Descrição do Projeto
As consequências da atividade humana sobre o meio ambiente vêm se tornando preocupantes nas últimas décadas. Em especial, questões relacionadas à manutenção dos reservatórios mundiais de água potável já fazem parte da pauta de reuniões envolvendo líderes de praticamente todos os países do mundo. Nesse contexto se destaca a preocupação com a poluição de cursos d'água por metais pesados. Os calixarenos são moléculas macrocíclicas capazes de complexar, seletivamente, diferentes íons de metais pesados conforme sua composição química. Dessa forma, tais moléculas são potenciais candidatas a serem utilizadas no desenvolvimento de soluções destinadas à despoluição ambiental. Apesar do vasto material já publicado sobre o assunto, principalmente na área experimental, o entendimento detalhado dos processos físico-químicos envolvidos na complexação de íons de metais pesados por calixarenos ainda está longe de ser completamente alcançado.
A incidência de doenças alérgicas como asma, rinite, dermatite atópica e alergia alimentar vem aumentando drasticamente nas últimas décadas, principalmente na população pediátrica. As drogas ministradas atualmente apresentam ação antialérgica ineficiente ou provocam efeitos colaterais
indesejáveis, o que traz a necessidade de se desenvolver novas drogas destinadas a esse tipo de tratamento. Dentre os compostos naturais com comprovada ação antialérgica podemos destacar os flavonóides. Entretanto, essas substâncias apresentam baixa solubilidade e são sensíveis à foto-oxidação ou fotodegradação, o que diminui sua biodisponibilidade. Um aumento considerável na biodisponibilidade dessas drogas é conseguido através da formação de complexos de inclusão das mesmas com uma classe de moléculas carreadoras chamadas ciclodextrinas. Apesar de serem utilizados comercialmente em mais de 30 medicamentos em todo o mundo, a forma como os complexos de inclusão aumentam a biodisponibilidade de fármacos ainda não está totalmente esclarecida. Existem algumas hipóteses baseadas em observações experimentais indiretas, entretanto, o processo está longe de ser completamente entendido.
O uso de simulações computacionais para estudar esses tipos de sistemas pode ser bastante profícuo. Dentre as inúmeras técnicas de simulação computacional existentes, a Dinâmica Molecular (DM) é uma das mais difundidas atualmente, pois fornece resultados extremamente satisfatórios e confiáveis. A obtenção, a partir de cálculos de DM, de uma trajetória contendo a evolução temporal do sistema permite uma gama de possíveis análises, o que pode nos fornecer desde a conformação média do sistema em um intervalo de tempo até intrincadas correlações temporais de propriedades coletivas, ou médias termodinâmicas que podem ser correlacionadas com um comportamento macroscópico do sistema.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Alexandre Suman de Araujo | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Ernesto Raul Cafffarena | PROCC, Fundação Oswaldo Cruz |
| Luiz Fernando da Costa Zonetti | IBILCE/UNESP |
| Ingrid Bernardes Santana Martins | IBILCE/UNESP |
Descrição do Projeto
O emprego de métodos computacionais tanto clássicos quanto do tipo mecânicos-quânticos no estudo de sistemas moleculares vem crescendo de forma acentuada, permitindo que os estudos por meio de ferramentas computacionais de simulação de sistemas químicos e bioquímicos venham corroborar observações experimentais e vice-versa, ampliando sobremaneira o entendimento dos processos físico-químicos envolvendo estes sistemas. O foco do nosso grupo em especial é centrado no estudo de processos e eventos moleculares que ocorrem sobre interfaces semicondutoras ou metálicas (para o estudo de eventos biológicos que se façam por interação física ou química e também para o estudo fundamental dos processos energéticos associados a estes eventos e interface particular, em meio não-aquoso ou mesmo fisiológico, dependendo do interesse de estudo). Desta forma, o grupo mede e modela por funções de transferência, sobretudo funções de transferência eletroquímicas, de massa e ótica, sistemas moleculares tais como proteínas redox (incluindo enzimas), sistemas moleculares redox, proteínas do tipo lectínas e suas interações com células, utilizando-os, muitas vezes, como ferramentas para diagnóstico clínico, i.e. como biosssensores, simplex ou multiplex, etc.. No último exemplo, devido ao desenvolvimento de um sistema simplex e multiplex de funções de imitância do tipo plug and play o grupo (tecnologia patenteada), em cooperação com pesquisadores da Universidade de Oxford (Prof. Dr. Jason Davis), o pesquisador responsável deste projeto recebeu o prêmio Brian Mercer Feasiability da Royal Society em Londres, dezembro de 2012. O grupo também idealizou um método de espectroscopia de capacitância capaz de calcular a condutividade e a capacitância redox associados aos eventos de transferência eletrônica e cinética em sistemas bioquímicos e moleculares. Isso permitiu o desenvolvimento de biossensores que operam com sinais de transdução completamente inéditos e de altíssimo limite de detecção (da ordem de picomolar). Este sinal de transdução possui componentes quânticas que o grupo deseja aprofundar estudo, incluindo a utilização do conceito para o entendimento de sistemas como motores moleculares.
Aliado ao que foi relatado acima, o grupo atualmente conta com especialistas que operam com hamiltoniano híbrido clássico/quântico. A operação da componente clássica é realizada utilizando-se métodos de dinâmica molecular baseada em campos de força enquanto que a parte quântica pela teoria do funcional de densidade (DFT). A ideia central do projeto aqui apresentado é empregar essas ferramentas para estudar de forma mais profunda os mecanismos e processos experimentalmente evidenciados com as ferramentas de funções de transferência e espectroscopia de capacitância anteriormente apresentadas.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| "Prof. Dr. Paulo Roberto Bueno (Coordenador)": http://lattes.cnpq.br/0477045906733254 | IQ-UNESP |
| Prof. Dr. Eduardo Maffud | IQ-UNESP |
| Profa. Dra. Maria del Pilar Sotomayor | IQ-UNESP |
| "Prof. Dr. Jason Davis" | University of Oxford |
Descrição do Projeto
O desenvolvimento ou aprimoramento de ferramentas computacionais tem possibilitado um melhor entendimento de processos biológicos. Neste projeto, empregamos modelos teóricos simplificados para avaliar o enovelamento de proteínas, mecanismos envolvendo motores moleculares, interação proteína-ligante, proteína-proteína e padrões de hidrólise por meio da avaliação de mudanças conformacionais e variações de carga.
As abordagens utilizadas empregam uma interface teórico/experimental em colaboração com grupos experimentais internos e externos à Unesp. O foco principal é combinar dinâmica molecular ou simulações de Monte Carlo com informações obtidas experimentalmente, direcionando nossos potenciais e facilitando a caracterização de macromoléculas.
Dentre as técnicas experimentais estão: eletroforese capilar, dicroísmo circular, espalhamento de raios-X a baixo ângulo, transferência ressonante de energia por fluorescência, ressonância nuclear magnética, além dos tradicionais dados de cristalografia. Essas técnicas podem ser facilmente combinadas com: “docking”, termodinâmica de enovelamento de proteínas obtidos por simulação, caracterização estrutural por modelos flexíveis, dentre outras técnicas computacionais.
Ainda, essa combinação deve ser suficiente para suportar uma correta calibração de modelos, favorecendo em um passo seguinte a avaliação e seleção de sistemas ou elementos de interesse pré-experimentação.
As metodologias e programas a serem desenvolvidas devem favorecer todo público acadêmico que tem como o foco o estudo de proteínas, possibilitando investigações mais detalhadas, assim como a confirmação de especulações de cunho científico para a interpretação de resultados.
Grupo de Pesquisa
| Leandro Cristante de Oliveira | UNESP-IBILCE |
| Sidney Jurado de Carvalho | UNESP-IBILCE |
| Mateus Henrique Platinetti Nanzer | UNESP-IBILCE |
| Ernesto Tavares Neto | UNESP-IBILCE |
Descrição do Projeto
Uma das áreas de estudo que se desenvolveu no contexto das ciências ômicas é a toxicogenômica, que combina a toxicologia com as tecnologias das ciências ômicas para obter e analisar informações referentes a efeitos adversos em células ou tecidos de várias espécies de organismos expostos a um determido composto. Existe na internet uma grande quantidade de dados de diversas naturezas (genômicos, trancriptômicos, proteômicos, metabolômicos, etc…) estudando o contexto toxicogenômico em organismos modelo, o desenvolvimente de metodologias para melhor análise desses dados é de grande interesse acâdemico e privado devido a possibilidade de melhor aproveitamento de dados já gerados. Isso pode resultar em melhor compreenção de diversos aspectos do composto (exposição, toxicidade, variabilidade, mecânismos de ação, dose-resposta), determinação de biomarcadores e por fim, redução de custos no desenvolvimento de novos fármacos. As análises de mecânismos de ação tipicamente envolvem o uso de dados de expressão gênica para determinação de genes diferencialmente expressos (DEGs) seguido da determinação das ontologias mais significantes ligados a esses, processo que recebe o nome de enriquecimento funcional de genes diferencialmente expressos (EFDEGs). Uma limitação desse método é que não se considera os genes que não se mostrem diferencialmente expressos, e esses genes podem ter uma contribuição não desprezível para os efeitos observados no sistema biológico. Procurando contornar esse problema, propomos aqui a utilização de dois outros métodos de determinação de vias biológicas alteradas, utilizando como input dados de expressão gênica da base de dados online OPEN TG-GATES para estudar os mecanismos de ação de antineoplásicos e anti-inflamatórios não esteróides (AINES) em estudos in vitro e in vivo no Rattus norvegicus e estudos in vitro no Homo sapiens. O primeiro é chamado de análise de grupos de genes funcionalmente associados (AGFAGs) que envolve o uso de clusters de genes segundo o gene ontology (GO) para determinação da significância estatísca da alteração da atividade e da entropia desses grupos entre caso e controle utilizando uma abordagem estatística de reamostragem com reposição (Bootstraping). O segundo se chama transcriptograma (TCPGM) e envolve a projeção de dados de expressão gênica sobre redes de interação proteína-proteína ordenadas de maneira a agrupar as proteinas com maior número de interações perto umas das outras utilizando um método de Monte Carlo, de maneira a relacionar as ontologias com genes, proteínas e o seu nivel de interação na rede em questão. No final pretende-se realizar uma comparação dessas duas metodologias com o EFDEGS para avaliação de informações adicionais que estas duas metodolgias podem fornecer.
Grupo de Pesquisa
| José Luiz Rybarczyk Filho | UNESP-Botucatu |
| Giordano Bruno Sanches Seco | UNESP-Botucatu |
| André Luiz Molan | UNESP-Botucatu |
| José Rafael Pilan | UNESP-Botucatu |
Descrição do Projeto
As leishmanioses correspondem a um grupo de doenças causada por protozoários do gênero Leishmania. Estas, entre outras doenças parasitárias, representam grande problema de saúde pública, principalmente considerando o número crescente de pacientes em risco para essas infecções, incluindo imunocomprometidos e aqueles vivendo em situação de pobreza, em regiões com pouco investimento em saneamento básico. O tratamento das leishmanioses é fundamental, principalmente considerando a elevada incidência de mortes associadas ao não tratamento (20-30 mil óbitos/ ano) em todo o mundo; no entanto, há poucas opções terapêuticas disponíveis, as quais são pouco eficazes e tóxicas. Desta forma, a busca por novas opções terapêuticas é importante. Dentro deste cenário, um de nossos objetivos é avaliar a atividade leishmanicida de peptídeos antimicrobianos das classes temporinas e histatinas, funcionalizados aos antileishmaniais anfotericina B ou CP2, este último, previamente caracterizado em nosso grupo de pesquisa. Adicionalmente, sabendo que a sinalização por cálcio em tripanossomatídeos é importante para a sobrevivência destes no hospedeiro mamífero e que o influxo deste cátion na mitocôndria, importante para a sua homeostase, é controlado por um complexo uniporter mitocondrial (MCU), realizar-se-á a avaliação in silico do MCU de Leishmania através de estudos de docking molecular, a fim de desenhar peptídeos capazes de inibir o influxo de Ca2+ para esta organela, além de poder contribuir com o entendimento da regulação destas proteínas.
Grupo de Pesquisa
| Márcia Aparecida Silva Graminha | UNESP-Araraquara |
| Eduardo Maffud Cilli | UNESP |
| Nailton Monteiro do Nascimento Júnior | UNESP |
| Natália Caroline Silva Costa | UNESP |
| Victor de Sousa Batista | UNESP |
Descrição do Projeto
Sistemas biológicos complexos são compostos de muitas entidades que interagem entre si e com o ambiente de uma maneira intrincada e altamente não linear. Como um resultado dessas interações, sistemas complexos frequentemente se auto-organizam em padrões espaço-temporais. Esses padrões têm atraído bastante atenção nos últimos anos, inicialmente devido à sua inquestionável beleza, e posteriormente devido às importantes informações que eles contêm sobre o estado do sistema no qual eles se formam. Supõem-se, por exemplo, que padrões espaciais são capazes de informar sobre a robustez do ecossistema no qual eles se formam sendo, por tanto uma importante ferramenta para prevenir perda de biodiversidade. A modelagem matemática tem sido uma ferramenta muito poderosa para explorar a origem desses padrões e também para especular sobre suas possíveis consequências no nível do (eco)sistema, já que na natureza uma escala de tempo muito longa é necessária para que esses padrões apareçam. No entanto, modelos de formação de padrões focam na reprodução da forma observada e frequentemente evitam uma descrição detalhada das interações que estão por trás delas. Essa aproximação tem levantado questões importantes, já que padrões que parecem idênticos podem surgir em contextos muito diferentes em processos de causas distintas, que muitas vezes levam a consequências no nível do sistema que são contraditórias. Portanto, para explorar padrões biológicos e extrair conclusões significativas sobre as implicações potenciais, é necessário desenvolver uma nova abordagem teórica que foca não somente na recuperação das estruturas observadas, mas também considera o conjunto correto de interações no nível individual. Proponho que uma nova aproximação para formação de padrões, no qual padrões auto-organizados e suas consequências ecológicas e evolucionárias surjam naturalmente de uma descrição detalhada de interações específicas do sistema em um nível individual. Dessa forma, padrões representam uma ponte natural entre comportamento, ecologia e evolução e, desse modo, fornecem uma forma
poderosa de integrar processos que ocorrem em diferentes escalas em sistemas complexos biológicos.
Grupo de Pesquisa
| Ricardo Martinez Garcia | ICTP-SAIFR/UNESP |
| Gabriel Andreguetto Maciel | ICTP-SAIFR/UNESP |
| Jairo M. Rojas Huamani | IFT/UNESP |
| Benjamin Garcia de Figueiredo | IFT/UNESP |
Descrição do Projeto
Os aneurismas intracranianos (AIs) são dilatações nas artérias cerebrais que podem ocasionar grande perigo caso elas rompam causando hemorragia intracraniana e possivelmente levando à morte do paciente — AIs apresentam uma taxa de mortalidade de até 50%. A ruptura, porém, é difícil de prever e, atualmente, os tratamentos cirúrgicos também apresentam riscos para o paciente. Existem duas opções de tratamento: endovascular, no qual o AI é preenchido com pequenas molas, ou via clipagem, na qual o AI é literalmente clipado no seu pescoço, interrompendo assim o escoamento de sangue para o interior do aneurisma. Simulações numéricas do escoamento sanguíneo dentro dos AIs através da técnica de Dinâmica dos Fluidos Computacional, ou CFD, da sigla em Inglês Computational Fluid Dynamics como é mais conhecida, têm sido amplamente utilizadas para estudá-los devido à relação, bem documentada, entre hemodinâmica e
o início, crescimento e ruptura de AIs. Mais especificamente, é amplamente reconhecido que a tensão de cisalhamento na parede dos vasos devido ao escoamento está intimamente relacionado a um funcionamento saudável das artérias do sistema vascular humano. Neste contexto, a flexibilidade de técnicas numéricas permite a possibilidade de investigar diferentes questões em aberto relacionadas com a doença, sua ruptura e sua modelagem física. Assim, este projeto visa utilizar simulações numéricas de CFD, utilizando o software OpenFOAM® e solids4foam, para estudar diferentes aspectos dessa lesão cardiovascular utilizando geometrias reais de AIs. Numa primeira fase, é importante avaliar o efeito de diferentes escolhas de modelos físicos na tensão de cisalhamento da parede, devido à escassez de dados experimentais à respeito deste tipo de escoamento. Dois aspectos de modelagem importantes são a
transição para turbulência no escoamento dentro dos aneurismas e as condições de contorno a serem utilizadas na simulações e estes dois aspectos serão explorados separadamente, usando CFD, para determinar a influência desses modelos nos valores da tensão de cisalhamento da parede dos aneurismas. Em seguida, a influência da curvatura da parede na hemodinâmica local e na estrutura mecânica da parede será investigado e, no caso de AIs tratados, o efeito da clipagem de aneurismas na hemodinâmica e na resposta mecânica do movimento da parede será analisado usando o software solids4foam, uma extensão do OpenFOAM®. Os resultados e conclusões deste projeto podem levar a melhores modelos para serem utilizados nas simulações de escoamento em AIs e, assim, têm potencial para adicionar mais informações sobre a hemodinâmica, de modo a ajudar os médicos na decisão de tratar ou não um aneurisma. Adicionalmente, com um modelo realista, é importante confirmar se parâmetros morfológicos, como a curvatura da parede, são relevantes para predizer a hemodinâmica, pois eles podem ser adicionados como novas features em modelos estatísticos para construir ferramentas de predição de ruptura. Portanto, as conclusões deste projeto podem potencializar o uso de simulações numéricas no tratamento de IAs.
Grupo de Pesquisa
| Iago Lessa de Oliveira | Unesp/Bauru |
| José Luiz Gasche | Unesp/Ilha Solteira |
Descrição do Projeto
Este projeto visa identificar e avaliar se os metabolitos secundários de plantas da flora brasileira com atividade anti-inflamatória (não-esteroidais), usados como fitoterápicos, podem interagir com enzimas essenciais ao metabolismo dos fosfolipídeos de membrana. O entendimento dessa interação é crucial para determinar possíveis efeitos inflamatórios no fígado e rins decorrentes do uso prolongado destes compostos. O projeto será executado em quatro fases: 1. Análise in silico: Avaliar através do programa DataWarrior, combinado com o programa GOLD uma triagem de metabólitos secundários de plantas com potencial fitoterápico, focado na atividade anti-inflamatória sobre enzimas envolvidas no metabolismo de fosfolipídeos e ciclo de Lands (cPLA2, LPCAT, PAF AH, Acil-CoA-graxo-sintase e PRDX-6) 2. Análise de ligação: Investigação das inteirações composto-enzima via simulações de docking e dinâmica molecular, para posterior validação experimental. 3.Experimentos in vivo: Estudos em camundongos e tilápias para observar os efeitos fisiológicos dos compostos selecionados e que serão administrados sub-cronicamente. Ao final do experimento, analisaremos perfis como: hematócrito, marcadores bioquímicos hepáticos, renais, interleucinas IL-6 e TNFa, concentração plasmática de Malondialdeído (MDA), de PAF (Fator de ativação de plaquetas) e proteína C reativa. 4.Ensaios enzimáticos: Avaliação pós-expositiva das implicações dos compostos na atividade enzimática das macromoléculas-alvo (cPLA2, LPCAT, PAF AH, Acil-CoA-graxo-sintase) a partir de amostras hepáticas de animais tratados em relação ao controle. O projeto busca fornecer insights sobre como metabólitos secundários de plantas usados como fitoterápicos e anti-inflamatórios podem afetar as enzimas envolvidas no processo de reparo e manutenção da fluidez da membrana plasmática.
Grupo de Pesquisa
| Marcos Hikari Toyama | Unesp/Litoral Paulista |
| Marcos Antonio de Oliveira | Unesp/Litoral Paulista |
| Mariana Novo Belchor | Unip/Santos |
| Caroline Ramos da Cruz Costa | Unesp/Santos |
| Sergio Filipe Sousa | Universidade do Porto, Portugal |
| Adeilso Bispo dos Santos Silva | UFABC |
| Airam Roggero dos Santos Silva | Unesp/Litoral Paulista |
| Gustavo Antonio Fernandes | Unesp/Litoral Paulista |
| Isabelly Annunciato | Unesp/Litoral Paulista |
| Igor Nicodemo de Oliveira | Unesp/Litoral Paulista |
Descrição do Projeto
Robótica de serviço utilizando robôs bípedes tem ganhado crescente atenção devido a possibilidade de sua aplicação em ambientes desenvolvidos para humanos. No entanto, locomoção bípede tem se mostrado um desafio teórico e prático devido a alta dimensionalidade do problema e a necessidade de controle preciso em tempo real de múltiplos atuadores e sensores combinado com sistemas dinâmicos complexos. Por outro lado, aprendizado por reforço (RL) e sua versão com redes neurais profundas (DRL) estão se tornando abordagens pertinentes para tratar problemas de controle desafiadores devido a sua capacidade de trabalhar em processos contínuos e livres de modelo. Neste contexto, nosso objetivo neste projeto é aplicar DRL ao aprendizado de uma caminhada bípede estável para um robô humanoide em simulação e sua versão real enquanto avaliamos sua efetividade em tarefas de locomoção robótica e, em particular, locomoção bípede.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| ALEXANDRE DA SILVA SIMÕES | Unesp |
| Esther Luna Colombini | Unicamp |
| Eric Rhomer | Unicamp |
Descrição do Projeto
Este projeto apresenta a proposta de desenvolvimento e consolidação de um sistema de detecção e correlação de eventos relacionados à segurança de redes de computadores. O sistema, já prototipado por nossa equipe e em produção, possui como estrutura de base a utilização do protocolo IPFIX (IP Flow Information Export) como exportador de informações sumarizadas de uma rede de computadores. O projeto prevê quatro núcleos principais: 1.) O desenvolvimento de um protocolo baseado no processo de !NetFlow (formalizado pela IETF - Internet Engineering Task Force como sendo o protocolo IPFIX no RFC-5101) e que acrescente melhorias na sumarização das informações prestadas, consumindo menor espaço de armazenamento; 2.) A implementação de um modelo de armazenamento do novo protocolo em um banco de dados distribuído; 3.) A utilização de prospecção de dados, tais como técnicas de mineração de dados associativas, classificatórias, previsivas ou de agrupamento para detecção, correlação, classificação; e 4.) Previsão de eventos de segurança em redes de computadores. A arquitetura do sistema é baseada em clusters que visam paralelizar tarefas tanto para o armazenamento dos dados quanto para sua prospecção, objetivando maximizar o desempenho computacional. Este modelo de sistema mostra-se pioneiro na análise através da mineração de fluxos de dados, empreendendo características importantes aos sistemas de segurança computacional, tais como a escalabilidade no monitoramento de infra-estruturas de redes de alta velocidade, detecção rápida de tentativas de atividades ilícitas (tais como a propagação de worms ou estabelecimento de botnets), detecção ou previsão de ataques de negativa de serviço (!DoS), entre outros considerados as maiores ameaças atuais na Internet. Como subproduto é importante citar que este sistema pode ser usado para fornecer proteção à própria estrutura do !GridUNESP, uma vez que sensores podem ser implantados em elementos estratégicos da grade, de tal forma a coletar e analisar os seus dados de fluxos, permitindo a detecção rápida de eventos e a adoção de contramedidas.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Adriano Mauro Cansian | IBILCE |
| Adriano César Ribeiro | IBILCE |
| André Proto | IBILCE |
| Luiz Heitor Waiteman | IBILCE |
| Isabela Liane de Oliveira | IBILCE |
| Jorge Luiz Corrêa | IBILCE |
| Leandro Arabi Alexandre | IBILCE |
| Maira Lambort Batista | IBILCE |
Descrição do Projeto
A solução de problemas genômicos propostos pelos biólogos, tornou-se inviável sem o uso de ferramentas computacionais, o que desenvolveu, de maneira intensa, o campo da Bioinformática, aproximando cientistas da computação e biólogos. Inicialmente, era possível resolver os problemas de Bioinformática através do uso de máquinas sequenciais, pois apenas uma pequena parcela dos problemas genômicos era tratada, conhecida e explorada pelos biológos. A evolução da complexidade desses problemas fez com que o uso de computação sequencial não fosse mais suficiente para resolvê-los, criando um uso massivo da computação paralela na criação das novas ferramentas e algoritmos em Bioinformática. A partir disso, adotou-se a idéia da resolução de grandes problemas, através de sua execução em máquinas paralelas de vários portes. No entanto, isso possui duas vertentes, uma delas compromete a execução caso a máquina paralela não seja suficientemente poderosa para tratar o problema. Por outro lado, quando a máquina é poderosa o suficiente, em geral, está acessível para uma pequena parcela de pesquisadores e o custo para a sua construção é elevado. Assim, o presente projeto propõe a idéia de implementação de algoritmos de alinhamento múltiplo de biossequências em “Grids”, para aumentar significativamente a capacidade de processamento e armazenamento na resolução desses problemas, explorando custo financeiro menor do “Grid”, visto que ele pode ser composto de equipamentos heterogêneos e distribuído por uma rede de comunicação utilizada mundialmente, que é a internet.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| José Márcio Machado | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Geraldo Francisco Donegá Zafalon | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Liria Matsumoto Sato | Poli - USP |
| Angelo Passaro | IEAv - CTA |
| Mario Luiz Tronco | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
Descrição do Projeto
Mecânica computacional é a disciplina relacionada com o uso de métodos computacionais para estudar fenômenos governados pelos princípios da mecânica.
A mecânica computacional (CM – computational mechanics) é interdisciplinar. Seus três pilares são: matemática, ciência computacional e mecânica. Dinâmica de fluidos computacional, termodinâmica computacional, eletromagnetismo computacional e mecânica dos sólidos computacional são algumas das muitas especializações existentes.
A matemática leva à modelagem de fenômenos físicos dos processos encontrados na mecânica, em termos de equações, geralmente, diferenciais parciais, muitas vezes, não lineares. Na ciência computacional, códigos computacionais são desenvolvidos para resolver as equações diferenciais parciais por alguma técnica computacional: analítica e/ou numérica. Na maioria dos casos, devido às complexidades das equações e das geometrias, técnicas numéricas tais como método de diferenças finitas e métodos de elementos finitos são empregadas para se obter simulações dos processos a serem estudados.
O uso de técnicas numéricas, em geral, permite transformar sistemas de equações diferencias parciais em grandes sistemas algébricos, os quais requerem para rápida solução o uso de recursos computacionais de elevada capacidade de processamento. Isto remete ao uso de processamento paralelo para redução dos tempos computacionais.
Neste projeto, estão envolvidos pesquisadores das áreas de Engenharia Mecânica, Engenharia Civil, Física e Matemática. Os problemas envolvem simulações de processos fluido-térmicos, problemas em mecânica dos sólidos, ciências dos materiais e matemática aplicada. Os problemas não requerem tanta capacidade de armazenamento como na física de altas energias, mas requerem, por exemplo, como no caso de simulações em dinâmica dos fluidos computacional para escoamentos turbulentos, grande capacidade de processamento. Problemas de interação fluido estrutura, que podem existir tanto em engenharia mecânica ou civil, são também casos que requerem alta capacidade de processamento.
Até o presente momento, o grupo tem usado recursos computacionais limitados, obviamente, limitando o tamanho e complexidade dos problemas que poderiam ser analisados. Desta forma, o uso dos recursos computacionais do GridUnesp possibilitará abordar problemas muito maiores do que os que têm sido estudados e obter respostas dentro de tempos inferiores aos atualmente praticados. Isto possibilitará avanços nas pesquisas que vem sendo realizadas as quais estavam limitadas pelos recursos computacionais de que se dispunham.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Aluísio Viais Pantaleão [Coordenador] | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |
| João Batista Aparecido | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |
| Amarildo Tabone Paschoalini | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |
| André Luiz Seixlack | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |
| Cassio Roberto Macedo Maia | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |
| Emanuel Rocha Woiski | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |
| João Antonio Pereira | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |
| João Batista Campos Silva | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |
| José Luiz Gasche | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |
| Ricardo Alan Verdú Ramos | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |
| Leandro Oliveira Salviano | Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira |
Descrição do Projeto
O progressivo aumento do volume de dados em formato digital tem se tornado um desafio tecnológico de grande interesse na área de ciência da computação. Isso porquê, com a contínua disseminação dos computadores pessoais e das redes a nível mundial, a geração de conteúdo encontra proporções maiores e formatos significativamente mais complexos do que normalmente se observa em sistemas de informação. Extrair conhecimento relevante dessas massas de dados complexas e com grande volume é particularmente interessante e envolve a correlação de tecnologias em diferentes áreas, dentre elas: armazenamento, preparação, mineração, visualização e análise de dados. Contudo, metodologias utilizadas para dados convencionais não tem se mostrado adequadas nas diversas etapas envolvidas na extração de conhecimento a partir desses novos conjuntos, aos quais foi atribuído o termo Big Data. Em termos de armazenamento, há a necessidade por escalibilidade e tolerância a falhas para garantir que mesmo frente a falhas de hardware em grande escala os dados sejam preservados. Por outro lado, as técnicas de mineração devem inferir relações complexas entre os dados e medir quantitativamente os valores e qualidade dos dados, a fim de produzir conhecimento em um tempo reduzido. Adicionalmente, os analistas frequentemente necessitam explorar os dados visualmente ou numericamente a fim de obter conhecimento, e inovações tecnológicas são necessárias nesse sentido. Esse projeto propõe o estudo e desenvolvimento de tecnologias nos diversos setores envolvidos na extração de conhecimento, com foco em conjuntos Big Data. Ao explorar as capacidades de
processamento e armazenamento de um ambiente de Grid, espera-se criar mecanismos aprimorados que permitam solucionar os problemas relacionados a esses conjuntos e, em última instância, fornecer sub-produtos significativos aos diversos setores da sociedade que poderiam usufruir dos resultados dessa pesquisa.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Carlos Roberto Valêncio [Coordenador] | UNESP/IBILCE |
| André Francisco Morielo Caetano | UNESP/IBILCE |
| William Tenório | UNESP/IBILCE |
| Victor Hugo Penhalves Martins | UNESP/IBILCE |
| José Carlos de Freitas | UNESP/IBILCE |
| Paulo Henrique Paim dos Santos | UNESP/IBILCE |
| Henrique Gracioli Neves | UNESP/IBILCE |
Descrição do Projeto
Elementos Transponíveis (TEs) são trechos de DNA que podem se “mover” de um local para outro dentro de um genoma. Eles podem ser, basicamente, divididos em duas classes (com suas subdivisões: superfamílias, famílias e subfamílias): os Retrotransposons e os DNA Transposons, de acordo com o modo como eles se “movem”. O interesse específico dentro deste projeto está nos Retrotransposons. A maneira tradicional de identificar Retrotransposons em um genoma é através do processo de Homologia, que consiste em comparar a sequência genômica de interesse (a sequência que se quer analisar) com um conjunto de sequências representativas de Retrotransposons conhecidos, verificando-se o grau de similaridade entre as sequências
comparadas. Uma forma alternativa de encontrar TEs é através da identificação dos chamados Domínios Conservados de Proteínas, o que permite identificar e caracterizar o suposto TE. Modelos Ocultos de Markov (HMMs) são modelos probabilísticos que estão sendo utilizados na solução de alguns problemas da Biologia Molecular (dentre outras áreas). A técnica HMMs permite criar os chamados “perfis probabilísticos” como, por exemplo, de classes de proteínas ou, o que é o caso aqui, de classes/superfamílias de TEs. Este projeto visa utilizar as 3 formas citadas acima para a identificação e classificação de
Retrotransposons em sequências genômicas. Para isso serão utilizadas ferramentas computacionais já existentes, a saber, os programas HMMER, RPS-Blast e RepeatMasker. Formas alternativas de criação de HMMs serão testadas (testadas usando o HMMER) e os resultados gerados serão comparados com os da forma tradicional de HMMs e com os resultados produzidos pelas outras duas ferramentas computacionais citadas.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Carlos Norberto Fischer[Coordenador] | UNESP/Rio Claro |
| Fabricio Aparecido Breve | UNESP/Rio Claro |
| Romain Guyot | Universidade de Montpellier, França |
Descrição do Projeto
Computação inspirada pela natureza é o nome dado ao conjunto de técnicas para solução de problemas computacionais, cujo desenvolvimento utiliza a natureza como fonte de inspiração. Modelos computacionais inspirados pela natureza frequentemente são utilizados em tarefas de aprendizado de máquina, campo de pesquisa científica ligado ao projeto e desenvolvimento de algoritmos que permitem aos computadores evoluir comportamentos baseados em dados empíricos. Recentemente, alguns trabalhos utilizando partículas inteligentes, que caminham em redes demarcando território através de mecanismos de competição e cooperação, foram utilizados em algumas tarefas de aprendizado de máquina, incluindo o aprendizado semi-supervisionado O objetivo principal deste projeto é criar e/ou adaptar modelos inspirados pela natureza, incluindo modelos de movimentação de partículas, para resolver alguns problemas específicos do aprendizado de máquina, incluindo o problema de aprendizado com dados imperfeitos, onde alguns itens de dados têm rótulos errados; o problema de detecção de comunidades sobrepostas, onde diversos elementos podem pertencer simultaneamente a mais de uma comunidade com diferentes graus de pertinência; o aprendizado ativo, onde um especialista pode ser consultado e fornecer rótulos durante a execução do algoritmo; o aprendizado com mudanças de conceitos, onde as características das classes mudam ao longo do tempo; e a segmentação interativa de imagens, que se utiliza marcações feitas pelo usuário para auxiliar no processo de separação de objetos ou outros
elementos em uma determinada imagem. Pretende-se também estender tais modelos para outras áreas da computação e de outras disciplinas. Outro objetivo deste projeto de pesquisa é implementar estes modelos inspirados pela natureza para execução paralela em CPU e GPU (Graphics Processing Unit). Por fim, também pretende-se estudar o uso deste modelo em diversas aplicações de classificação de dados.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Fabricio Aparecido Breve[Coordenador] | UNESP/Rio Claro |
| Emílio Bergamin Júnior | UNESP |
| Guilherme Marino Toso | UNESP |
| Vitor Diungaro | UNESP |
Descrição do Projeto
A epilepsia é uma patologia cerebral caracterizada pela presença de crises epilépticas que afeta em torno de 1% de toda a população mundial. As crises epilépticas podem ocasionar perda de consciência gerando grande impacto na vida das pessoas que sofrem da doença. Atualmente, a técnica de EletroEncefaloGrafia (EEG) é um dos testes mais importantes para o diagnóstico da epilepsia. A identificação das crises epilépticas é feita por um neurofisiologista treinado através de uma inspeção visual. No entanto, exames prolongados são exaustivos e a presença de artefatos nos sinais de EEG podem levar a interpretações errôneas. Neste sentido, técnicas automáticas para a identificação das crises epilépticas podem ser mais rápidas e menos sensíveis à falhas. Nas últimas décadas, a teoria de redes complexas ganhou grande destaque e importância, uma vez que diversos sistemas biológicos, físicos, sociais, entre outros, podem ser representados de maneira discreta por uma rede. Foram propostos métodos, tais como, o mapeamento proposto por Campanharo et al. e o algoritmo de visibilidade para o mapeamento de uma série temporal em uma rede complexa sem grande perdas de informações. Através de caracterizadores topológicos é possível extrair informações sobre a rede complexa gerada, e sendo assim, é possível analisar e caracterizar a dinâmica da série temporal. Neste sentido, o objetivo deste trabalho consiste na implementação computacional do mapeamento proposto por Campanharo et al., utilizando o conceito de bins, e do algoritmo de visibilidade para a detecção automática das crises epilépticas em sinais de EEG de pacientes com epilepsia. Além disso, para análise e caracterização da topologia das redes serão implementados caracterizadores topológicos, tais como, o índice estrada, a bipartividade, o salto médio, o coeficiente de agrupamento médio e o menor caminho médio.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Andriana Susana Lopes de Oliveira Campanharo [Coordenador] | UNESP/Botucatu |
| Gustavo Henrique Tomanik | UNESP |
Descrição do Projeto
A inspeção visual de processos e produtos para o controle da qualidade geralmente é uma tarefa repetitiva e subjetiva. Por esses motivos, sistemas computacionais têm sido empregados nos mais diversos setores da indústria. Muitos desses sistemas são parametrizados e possuem regras previamente definidas pelos seus usuários e desenvolvedores e mesmo pequenas alterações, como não-uniformidades na matéria-prima, pode necessitar que que o sistema seja ajustado. Esses fatores contribuiram para que técnicas de Aprendizado de Máquina (AM) fossem cada vez mais utilizadas para a inspeção visual automática da qualidade, pois estas não necessitam de parametrização manual. Ao contrário, é possível utilizar um conjunto de imagens para induzir um modelo, que posteriormente pode ser usado para classificar produtos de acordo com a sua qualidade. Entretanto, o desempenho preditivo das técnicas de AM para esse problema também é influenciado por diversos fatores. Diferentes extratores de características podem ser usados para obter informações das imagens. Dependendo do problema, diferentes características podem ser relevantes para a indução dos modelos. Adicionalmente, as técnicas de AM possuem hiperparâmetros, cujos valores devem ser definidos pelo usuário e são dependentes do problema sob análise. Outro fator é a escolha do próprio algoritmo de AM empregado para o problema. Portanto, o objetivo geral desse projeto de pesquisa é investigar e melhorar o desempenho preditivo de técnicas de AM aplicadas à inspeção visual automática da qualidade de processos e produtos. Para isso, os seguintes objetivos específicos são propostos:
• Avaliar diferentes métodos de extração de características de imagens. Para que uma imagem seja processada pelas técnicas de AM, em geral são usadas funções que extraem características relevantes dessas imagens. Quando mais descritivas forem essas características, melhor pode ser o desempenho preditivo na tarefa de reconhecimento de padrões.
• Investigar o ajuste dos hiperparâmetros de técnicas de AM e a seleção de atributos. Como as técnicas de AM são sensíveis à escolha dos valores de seus hiperparâmetros, o ajuste desses valores pode resultar em maior desempenho preditivo.
• Investigar e comparar técnicas de AM para a inspeção de superfícies de matérias-primas e produtos. Devido às diferentes áreas de aplicação e às mudanças que os dados podem apresentar ao longo do tempo, a melhor técnica de AM para um problema pode mudar ao longo do tempo.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| André Luis Debiaso Rossi [Coordenador] | UNESP/Itapeva |
| Mateus Roder | UNESP/Bauru |
| Gustavo das Neves Ubeda | UNESP/Itapeva |
| Natália Fernandes Soares | UNESP/Itapeva |
| Alberto Atilio Sbrana Júnior | UFSCar/Sorocaba |
| Rafael Gomes Mantovani | UTFPr/Apucarana |
| Carlos de Oliveira Affonso | UNESP/Itapeva |
| Fábio Henrique Antunes Vieira | Fatec/Capão Bonito |
| Guilherme Pompeu Ramos Galvão | UNESP/Itapeva |
Descrição do Projeto
No presente projeto propõe-se a verificação de soluções numéricas de equações diferenciais que modelam o fenômeno da difusão de calor. Com isso pretende-se realizar análises por meio de estudos de erros ao aplicar um método sem malha conhecido como "Hidrodinâmica das Partículas Suavizadas" (em inglês, Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH). Com este estudo tem-se o objetivo de apontar técnicas que representam melhorias no método SPH original, gerando-se aproximações consistentes para obter alta ordem de acurácia com a multiextrapolação de Richardson (em inglês, Repeated Richardson Extrapolation, RRE) em precisão quádrupla e utilizando códigos implementados em linguagem Fortran. Estas técnicas não implicam em maiores esforços computacionais, como nos casos em que adota-se métodos de alta ordem de acurácia. Com as análises de consistência pretende-se identificar características fundamentais nas aproximações por partículas, assim como nas aproximações pelos núcleos. As verificações das soluções numéricas são realizadas para as equações da difusão de calor permanente e transiente. Deve-se discretizar o domínio computacional [0,1] utilizando-se uma variação de N=8,16,32,...,32.768 partículas nos casos 1D e 2D. Nos problemas bidimensionais, escolhe-se também geometrias em formato de L para comparar com resultados conhecidos. Destacam-se suavizadores com melhor desempenho para solucionar os sistemas lineares de equações algébricas, e ainda a aplicação de um método multigrid algébrico que realiza a interação entre as partículas para acelerar a convergência. O método multigrid exige grande disponibilização de memória RAM para a alocação das matrizes e vetores associados aos sistemas lineares gerados, o que torna indispensável a utilização de um cluster. Além disso, ao utilizar o método SPH, tem-se a vantagem de paralelizar os códigos, de modo que contribua com a diminuição do tempo computacional para obter as soluções numéricas. Por fim, pretende-se contribuir com soluções numéricas de rápida convergência, consistentes e com alta ordem de acurácia, gerando-se técnicas que possam ser futuramente reproduzidas em geometrias mais complexas.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Messias Meneguette Junior [Coordenador] | UNESP/Presidente Prudente |
| Luciano Pereira da Silva | UFPR |
| Carlos Henrique Marchi | UFPR |
Descrição do Projeto
Mineração de padrões frequentes e regras de associação são um dos principais campos de pesquisa em Mineração de Dados, que apresenta o objetivo de determinar relações consistentes entre elementos. Algoritmos existentes neste campo de estudo se baseiam principalmente na informação de ocorrência dos elementos.
Entretanto, considerar a ausência de elementos para a geração de regras pode resultar em associações de grande interesse para algumas aplicações, que poderá fornecer conhecimento até então desconhecido para o cientista de dados ou analista. Este tipo de associação é denominada regra de associação negativa,
e a sua principal característica é a explosão da quantidade de regras geradas, que demanda uma capacidade computacional adequada para seu processamento. Por meio de um processo de revisão sistemática da literatura, observou-se uma escassez de trabalhos neste tema que possuem foco em uso de recursos computacionais durante o processo de mineração. Isto motivou a proposição deste projeto de dissertação de mestrado, que consiste em estudar abordagens e plataformas paralelas para o desenvolvimento de um método adequado à este caso específico de mineração de regras de associação. O processo de mineração de regras de associação possui duas principais etapas: identificação de conjuntos frequentes e geração de regras de associação. Para a primeira destas etapas foi desenvolvido um método denominado Apriori-Roaring-Parallel, o qual é baseado no clássico algoritmo Apriori com o emprego de representações bitmap comprimidas. Este método possui como objetivo principal demandar um uso de memória baixo durante a sua execução, de forma que conjuntos de dados maiores possam ser minerados em um sistema computacional que contemple paralelismo em memória compartilhada. Resultados preliminares indicaram que o método se destaca no uso de memória frente a diversas outras abordagens como Apriori, Eclat, FP-Growth e Apriori utilizando representações bitmap simples.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Roberta Spolon [Coordenador] | UNESP/Bauru |
| Aleardo Manacero Junior | UNESP/IBILCE |
| Marcos Antônio Cavenaghi | Humber Institute of Technology and Advanced Learning |
| Alexandre Colombo | UNESP/FC |
Descrição do Projeto
Fluxos de dados são caracterizados por gerar dados continuamente, em grandes quantidades e com intervalo de tempo entre cada dado gerado altamente variado. São uma sequência ordenada de instâncias e podem ser potencialmente de tamanho ilimitado. Fluxos de dados podem apresentar mudanças nos padrões dos dados, de modo que uma possível alteração pode fazer com que os modelos preditivos fiquem desatualizados e imprecisos. que requerem atualizações constantes e adaptativas em seu modelo para que a taxa de acerto se mantenha estável, em virtude de alterações nas distribuições das classes e dos atributos ao longo do tempo. A presente pesquisa pretende estudar e desenvolver
métodos de classificação em fluxo de dados, explorando situações de mudança de conceitos. A quantificação é uma tarefa que consiste em estimar a frequência relativa (prevalência) das classes de interesse em um conjunto não rotulado, dado um conjunto de treinamento de itens rotulados de acordo com as mesmas classes. Possui aplicação natural em contextos em que os dados de treinamento podem não exibir o mesmo padrão de prevalência de classe que os dados de teste. Modelos de quantificação são também foco de investigação para lidar com mudanças na distribuição de classes.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Adriane Beatriz de Souza Serapião [Coordenador] | UNESP/Rio Claro |
| Zahra Donyavi | UNSW |
| Gustavo Enrique de Almeida Prado Alves Batista | UNSW |
Descrição do Projeto
O estudo do comportamento dinâmico de redes de vórtices em supercondutores do tipo II tem sido objeto de estudo tanto do ponto de vista teórico como experimental. Quando a rede é colocada em movimento pela aplicação de uma corrente de transporte numa amostra com centros de pinning que podem aprisionar os vórtices, o movimento fica complexo e uma solução analítica do problema não é possível. A corrente máxima que um supercondutor pode suportar antes de termos dissipação, é chamada de densidade de corrente crítica. Um dos objetivos em supercondutores de alta temperatura crítica (HTSC) é aumentar essa corrente crítica, para que o uso em aplicações praticas seja viável. O pinning de vórtices é o mecanismo usualmente utilizado para aumentar a corrente crítica. Tem havido consideráveis esforços para melhorar os mecanismos de pinning em HTSC. Isso pode ser feito criando defeitos estruturais através de diversos tratamentos das amostras, especialmente usando radiações energéticas. Usando litografia é possível criar arranjos periódicos nanoestruturados e bem definidos de centros de pinning, nos quais parâmetros tais como tamanho, profundidade, periodicidade e densidade, podem ser precisamente controlados. O aumento da corrente crítica em HTSC, usando arranjos periódicos tem sido estudada recentemente teórica e experimentalmente. O estudo dos mecanismos de pinning são importantes para a elaboração de supercondutores mais eficientes. Quando J excede o valor crítico Jc os vórtices entram em movimento, dissipam energia e diversos tipos de movimento podem acontecer, dependendo do arranjo particular de pinnings. No presente trabalho, usando a técnica de Dinâmica Molecular, caracterizamos as diversas fases dinâmicas e analizamos a resistência diferencial para vários arranjos periódicos de pinning, incluindo redes quadradas, hexagonais e outras configurações obtidas a partir da remoção simétrica e aleatória de centros de pinning. Os cálculos serão realizados para filmes de supercondutores do tipo II, usando um campo magnético aplicado menor ou igual que o primeiro campo de encendido e para correntes de transporte transversais e longitudinais. Serão caracterizadas as diversas fases para as redes pinnings propostas e usando os resultados da resistência diferencial, poderemos determinar com precissão as correntes de encendido para cada transição dinâmica.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Pablo Venegas | Faculdade de Ciências de Bauru |
Descrição do Projeto
A estrutura eletrônica de materiais é uma área de investigação teórica onde se aplica a Mecânica Quântica para descrever a distribuição espacial e os níveis de energia dos elétrons que compõem o sistema em estudo, que pode variar em tamanho desde a mais simples molécula diatômica até sólidos extensos com mais de 1023 átomos. Os resultados dos cálculos de estrutura eletrônica podem ser aplicados para a previsão e explanação dos mais diversos tipos de dados experimentais de natureza quântica que possam ser colhidos dos materiais. Assim, por exemplo, a absorção e emissão de luz, podem ser previstas pela teoria; ou então, em sistemas extensos, a estrutura eletrônica determina as propriedades de condução elétrica do material: se este é um isolante, semicondutor ou condutor de eletricidade. Deste modo, a área de estrutura eletrônica fornece ferramentas adicionais importantes para a melhor compreensão de materiais existentes ou em desenvolvimento. Dada a sua natureza complexa, a área de estrutura eletrônica é quase totalmente desenvolvida com o uso de computadores e isto de certa forma delimita os sistemas que podem ser estudados e estimula a busca e utilização do método de cálculo mais conveniente. A tecnologia de grid com certeza vai permitir que se estude uma gama bem maior de situações e materiais. Existe uma grande variedade de métodos de cálculo. A maioria deles adota a abordagem de orbitais moleculares ou cristalinos, desde aproximações semi-empíricas muito simples até sofisticados métodos de primeiros princípios (ab initio). Os sistemas de interesse para este projeto são complexos supramoleculares de precursores de materiais óxidos avançados, semicondutores inorgânicos, polímeros condutores, biopolímeros e moléculas de interesse biológico. Através de cálculos no nível de teoria ab initio procuraremos determinar desde a estrutura mais estável para os compostos em estudo, até a simulação de espectros experimentais, que permitam uma comparação com os dados existentes.
Grupo de Pesquisa
| Francisco Carlos Lavarda | Faculdade de Ciências de Bauru |
| Augusto Batagin Neto | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais |
| Rodrigo Marques Ferreira | Faculdade de Ciências de Bauru |
| Leonardo De Conti Dias Aguiar | Faculdade de Ciências de Bauru |
Descrição do Projeto
Os polímeros orgânicos conjugados têm sido amplamente utilizados em diversos campos tecnológicos devido às suas características semicondutoras e ópticas. Recentemente foi relatada a possibilidade de sua utilização na área de dosimetria. O polímero orgânico poli [2-metóxi,5-(2’etil-hexiloxi)-p-fenilenovinileno] (MEH-PPV), quando diluído em solventes que contenham halogênios, tem apresentado características bastante promissoras nesta área.
Há evidências de que o polímero é alterado pela substituição de átomos de halogênios, provavelmente advindos da fotodissociação das moléculas do solvente, contudo os mecanismos envolvidos ainda não são bem conhecidos.
A compreensão dos processos de dissociação, tanto das moléculas do solvente, como de fragmentos do polímero, bem como a identificação dos sítios de maior reatividade na cadeia polimérica, são fatores de fundamental importância para o entendimento do mecanismo básico de ação que permite este material ser muito promissor na confecção de dosímetros de radiação.
No presente projeto pretende-se realizar cálculos de estrutura eletrônica visando à elucidação dos processos fotoquímicos observados em soluções do MEH-PPV sob radiação ionizante, bem como promover uma melhor compreensão dos mecanismos de ataque de radicais e de alteração estrutural sofrida pela cadeia polimérica em diferentes solventes.
Este projeto visa o aprofundamento de trabalhos anteriores, procurando analisar se a incorporação de radicais sobre a cadeia polimérica é a responsável principal pela alteração cromática do sistema e como estas reações ocorrem. Para tanto pretende-se analisar os processos de fotodissociação das moléculas de solvente, os caminhos de reação que permitem uma possível incorporação de radicais em fragmentos do polímero, e a localização de sítios de maior reatividade sobre a cadeia.
Os cálculos de estrutura eletrônica serão realizados a partir de métodos bem estabelecidos: semiempíricos, ab initio e/ou híbridos mecânicos-quânticos a partir dos quais serão obtidos os resultados teóricos.
Grupo de Pesquisa
| Carlos Frederico de Oliveira Graeff | Faculdade de Ciências de Bauru |
| Erika Soares Bronze-Uhle | Faculdade de Ciências de Bauru |
Descrição do Projeto
Na pesquisa em física o estudo de modelos eletrônicos e de spins na rede é uma frente ampla e fecunda. Com modelos relativamente simples é possível capturar as principais características de diversos fenômenos, e muitas áreas de pesquisa se beneficiam dessa abordagem. Neste projeto estamos interessados em modelos de elétrons fortemente correlacionados em redes de baixa dimensionalidade. Um exemplo emblemático é o modelo de Hubbard1, que acredita-se contenha os ingredientes básicos para descrever as propriedades eletrônicas do supercondutores cerâmicos de alta temperatura crítica[2,3]. A característica distintiva dessa categoria de modelos é que as fortes correlações (interações) entre os elétrons tornam tratamentos tipo campo médio (e.g., Hartree-Fock) ou perturbativos ineficazes, exigindo métodos alternativos. Embora vários desses modelos admitam solução analítica, muitos casos de interesse permanecem insolúveis pelos métodos analíticos atualmente disponíveis. Uma alternativa é o uso de computadores. Dentre as várias técnicas computacionais disponíveis queremos destacar aqui a chamada diagonalização numérica. Esse enfoque vem ganhando espaço na literatura devido ao rápido aumento na capacidade de processamento dos computadores e ao surgimento de novas técnicas numéricas assim como o aperfeiçoamento das tradicionais. Nesse tipo de abordagem o espectro de energias e as funções de correlação do modelo são obtidos através da resolução numérica exata da equação de Schrödinger independente do tempo para um sólido contendo tipicamente algumas dezenas de átomos numa rede de baixa dimensionalidade (uma ou duas dimensões espaciais). Como as propriedades físicas de interesse derivam dessas quantidades, uma vez calculadas elas permitem estabelecer o comportamento do modelo, o qual é então analisado no contexto da particular fenomenologia que o motivou. Em seguida, essas informações são expressas na forma de diagramas de fases, permitindo uma visão unificada dos resultados.
Do ponto de vista puramente operacional resolver a equação de Schrödinger significa resolver um problema de auto-valores e auto-vetores para uma matriz (a Hamiltoniana do modelo) cuja dimensão cresce exponencialmente com o número de graus de liberdade (número de átomos na rede) envolvidos. Para que resultados significativos sejam obtidos o número de átomos que precisa ser utilizado torna o problema extremamente difícil de ser resolvido. Isso justifica o uso de técnicas específicas tais como o método de Lanczos4 e os algoritmos do grupo de renormalização da matriz densidade (DMRG)[5]. Essa técnicas fornecem o espectro de energias as funções de onda do modelo, sendo que essas últimas permitem o cálculo das diversas funções de correlação.
Grupo de Pesquisa
| André Luiz Malvezzi | Faculdade de Ciências |
| Márcio José Martins | UFSCar |
| Raimundo Rocha dos Santos | UFRJ |
| Thereza Cristina de Lacerda Paiva | UFRJ |
| Edson Sardella | Faculdade de Ciências |
Descrição do Projeto
Os anti-inflamatórios estão entre os medicamentos mais prescritos e utilizados do mundo, contudo, seu uso contínuo pode causar complicações ao trato gastrointestinal. Os metalofármacos, apesar de serem pouco comercializados apresentam um potencial no desenvolvimento de novos medicamentos. Este projeto se propõe a sintetizar e caracterizar os complexos do fármaco anti-inflamatório não esteroide sulindaco com os íons lantanídeos La3+, Ce3+, Pr3+, Nd3+, Gd3+, Tb3+ e Ho3+ no estado sólido empregando a Termogravimetria - Calorimetria Exploratória Diferencial simultânea acoplada ao espectrômetro de FTIR (TG-DSC/FTIR), titulação complexométrica com EDTA e análise elementar, além de utilização de difração de raios X de monocristal e espectroscopia vibracional de refletância na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e cálculos teóricos para determinar o modo de ligação entre fármaco-metal. Os métodos termoanalíticos são utilizados para verificar a estequiometria dos compostos, decomposição térmica, estabilidade térmica, polimorfismo, reações no estado sólido, formulações das drogas, pureza, entre outras propriedades. Serão realizados ensaios de citotoxicidade além de estudo atividade inflamatória dos complexos sintetizados. A atividade antitumoral será avaliada em camundongos suíços portadores de Tumor Sólido de Ehrlich para complexos que apresentem melhoras significativas na atividade anti-inflamatória.
Grupo de Pesquisa
| Gilbert Bannach | Faculdade de Ciências de Bauru |
| Alexandre de Oliveira Legendre | Faculdade de Ciências de Bauru |
| Renan Barrach Guerra | Faculdade de Ciências de Bauru |
| Diogo Alves Gálico | Faculdade de Ciências de Bauru |
Descrição do Projeto
A formação de um filme fino de hidroxiapatita sobre a superfície de titânio tem sido pesquisada nos últimos anos na tentativa de induzir a formação de células osteoblásticas para reparo de tecido ósseo. Neste sentido, este projeto identificará os mecanismos de ligação química entre a superfície do titânio e a hidroxiapatita sintética. Para isso, a simulação das ligações entre os átomos das diferentes estruturas cristalinas será feita através da teoria de densidade funcional descrita por Grubova, I. 2017, J. Phys. Chem. C 2017, 121, 15687−15695.
Grupo de Pesquisa
| William de Melo Silva | Unesp/Botucatu |
| Enzo Claudino | Unesp/Botucatu |
Descrição do Projeto
Nos últimos anos, com a realização experimental de materiais supercondutores onde a supercondutividade depende de mais de uma banda de energia, o tópico dos supercondutores de múltiplas bandas tem ganhado muita atenção na literatura, tanto experimental, quanto teoricamente. Apesar disto, detalhes sobre parâmetros microscópicos e o comportamento magnético destes materiais ainda são motivos de controvérsias. Uma maneira de iluminar tais problemas é o estudo do estado de vórtices destes materiais. Através desse modo, já foi mostrado que a presença de várias bandas e, consequentemente, de mais de um parâmetro de ordem para o sistema, leva ao surgimento de uma série de interessantes novas propriedades, como a existência de uma interação não-monotônica entre os vórtices, levando a uma
distribuição não uniforme de vórtices no estado misto; ao surgimento de vórtices fracionários; skyrmions, sólitons de fase, entre outros fenômenos. Uma classe em especial de supercondutores de múltiplas bandas, a de supercondutores nanoestruturados e atomicamente finos, onde a estrutura de múltiplas bandas surge do confinamento do sistema em uma direção, ganhou recentemente enorme importância devido ao seu potencial de aplicações em uma nova geração de dispositivos eletrônicos, como SQUID’s e detectores de fótons isolados, muito mais sensíveis e energeticamente menos caros que os atuais. Poucos trabalhos teóricos sobre o comportamento magnético, o estado resistivo e outras características destes materiais foram realizados até o momento. O presente projeto tem como objetivo ampliar os estudos existentes na literatura sobre os supercondutores de múltiplas bandas mesoscópicos, bem como contribuir para o início da caracterização das propriedades magnéticas e eletrônicas de supercondutores atomicamente finos através da teoria de Ginzburg-Landau. Para tal, as amostras supercondutoras serão
caracterizadas através de simulações numéricas com base nas equações de Ginzburg-Landau dependentes do tempo, adaptadas para o caso de múltiplas bandas e também para supercondutores nano estruturados.
Grupo de Pesquisa
| Edson Sardella [Coordenador] | Unesp/Bauru |
| Leonardo Rodrigues Cadorim | Unesp/Bauru |
| Lucas Veneziani de Toledo | Unesp/Bauru |
Descrição do Projeto
A funcionalização de óxidos metálicos para modificação da molhabilidade de materiais poliméricos tem se mostrado uma ferramenta bastante útil na obtenção de materiais superhidrofóbicos [15]. As substâncias usadas para funcionalização, em geral, são materiais que alteram a rugosidade e/ou reduzem a energia superficial dos óxidos. Compostos baseados em silano são os compostos mais utilizados para essa finalidade; no entanto, devido ao alto custo e toxicidade seu uso possui limitações. Neste trabalho, temos interesse em utilizar compostos orgânicos sintéticos e naturais não pertencentes à família do silano (álcool octilico, acido nonanoico, oleagenosas brasileiras) para funcionalização de nanoestruturas de −α-Sb2O4. Este óxido foi escolhido,em particular, devido seu caráter levemente hidrofóbico, não-toxicidade, baixo custo e alta transparência óptica na faixa do visível. Os funcionalizantes escolhidos são reagentes de baixo custo e de fácil manejo com relação aos silanos e podem proporcionar os mesmos efeitos superficiais à nanoestrutura. As nanoestruturas de α-−Sb2O4 funcionalizadas com estes reagentes serão utilizadas para confeccionar nanocompósitos poliméricos e revestimentos superhidrofóbicos. A molhabilidade dos compósitos em função das diferentes morfologias de α-−Sb2O4, do tipo e quantidade de funcionalizante empregado e do tipo de processamento serão avaliadas por uma combinação de técnicas experimentais (Microscopia Óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura, Difração de Raios X, Espectroscopia Raman, FTIR, UV-Vis e WCA) e computacionais. Dada a amplitude de variáveis, simulações computacionais serão utilizadas tanto para definir as combinações mais viáveis de funcionalizante e nanoestrutura a partir da análise da energia superficial destes quanto para avaliar a estabilidade e integridade dos nanocompósitos e revestimentos obtidos. O objetivo principal do objeto é obter um novo nanocompósito superhidrofóbico não-tóxico para aplicação na indústria naval, dentre outras áreas.
Grupo de Pesquisa
| Olivia Maria Berengue [Coordenador] | Unesp/Guaratinguetá |
| Aleksey E. Kuznetsov | Universidad Técnica Federico Santa Maria |
| Rosana Alves Gonçalves | Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano - Campus Xique-Xique |
| Ronaldo Spezia Nunes | Unesp/FEG |
Descrição do Projeto
Existe um potencial benefício para a indústria e o ambiente a ser derivado da remoção de H2S, mercaptanos leves (R-SH, R = C1 - C4), óxidos de nitrogênio (NO x = NO + NO2 ), CO e CO 2 . Este projeto foca-se na remoção de H2S e R-SH do gás natural (GN), bem como na remoção de CO e NO x gás resultante da queima incompleta do combustível veiculares, desenvolvendo novos materiais que capturam esses poluentes. Um desenho in-silico será proposto com cálculos ONIOM-DFT de novos compósitos tipo-[M]-MOR combinando mordenite (H-MOR e Na-MOR) com líquidos iônicos à base de imidazólio (IL, [M]Cl]) e clusters de prata. Devido às dimensões da célula unitária do H-MOR, neste trabalho serão utilizados modelos de clusters grandes (> 600 átomos) em combinação com algumas metodologias ONIOM de duas camadas (ONIOM2). As metodologias ONION2 a serem usadas combinam cálculos DFT pesados com cálculos semi-empíricos mais rápidos para o modelo de alto e baixo nível, respectivamente. É claro que para desenvolver o projeto precisamos executar o programa GAUSSIAN2016 (G2016) ou GAUSSIAN2009 (G2009) nos computadores com as características do Núcleo de Computação Científica (NCC, projeto GridUnesp).
Grupo de Pesquisa
| Rafael Zadorosny [Coordenador] | Unesp/Ilha Solteira |
| Rodolfo Izquierdo | Unesp/Ilha Solteira |
| Gustavo Chacón | UFRGS |
| Christian W. Lopes | UFRGS |
| Hubert Stassen | UFRGS |
| Nestor Cubillan | UA-Colômbia |
Descrição do Projeto
O estudo dos materiais tem sido um pilar fundamental para a rápida otimização e evolução de dispositivos tecnológicos ao longo dos anos. Através de estudos experimentais e teóricos observa-se o aperfeiçoamento de materiais já existentes, bem como o desenvolvimento de novos. A combinação de diferentes materiais (heteroestrutura) produz uma interface entre eles, que influencia, por exemplo, no transporte de carga, no transporte térmico e na difusão de
átomos. Devido a este comportamento, para garantir um bom funcionamento destes dispositivos tecnológicos, além de se estudar as propriedades dos materiais individualmente, também é necessário avaliar o seu comportamento na presença de outros materiais dissimilares. A modelagem e simulação computacional de materiais (MSCM), por meio de métodos de cálculos quânticos e clássicos, é uma aliada em potencial na pesquisa relacionada à busca e
desenvolvimento de novos materiais para aplicações tecnológicas, Com ela é possível fazer proposições de novos materiais (orgânicos e inorgânicos), bem como realizar sua caracterização teórica (eletrônica, mecânica e térmica). Além disto, com a evolução das técnicas de MSCM, estudar propriedades pouco exploradas, como às relacionadas a interface entre materiais dissimilares, tem se tornado possível. Por meio da MSCM, o presente projeto de pesquisa tem
por objetivo estudar e compreender os fenômenos físicos e químicos interfaciais entre materiais orgânicos e/ou inorgânicos para aplicações tecnológicas. De acordo com a necessidade atual da otimização de tecnologias emergentes, pretende-se focar inicialmente nos seguintes temas temas: (i) estudo da interface entre diamante e nitreto de boro para aplicações em transistores de efeito de campo e (ii) efeitos de diferentes funcionalizações na superfície do diamante e seu papel na interação interfacial com materiais orgânicos/inorgânicos.
Grupo de Pesquisa
| Eliezer Fernando de Oliveira [Coordenador] | Faculdade de Ciências/UNESP Bauru |
| Augusto Batagin Neto | CEI/UNESP/ITAPEVA |
| Pedro Altero Parra | FC/UNESP/BAURU |
| Felippe Folegatti | FC/UNESP/BAURU |
Descrição do Projeto
O foco deste projeto de pesquisa é o estudo e controle das propriedades estruturais e eletrônicas de materiais semicondutores devido a incidência de laser e feixe de elétrons. Perturbações externas podem alterar a forma de crescimento e controlar a densidade de defeitos das nanoestruturas semicondutoras, abrindo um campo amplo de investigações da estrutura eletrônica do material irradiado, como o surgimento do magnetismo em estruturas não-magnéticas. O controle da excitação eletrônica e o aquecimento da rede através do laser e feixe de elétrons permite modular o band-gap do semicondutor alterando o centro de luminescência do material de acordo com o interesse de estudos e aplicação industrial, em que os canais de relaxação tendem a levar a nanoestrutura ao estado fundamental. Após um certo período de tempo de irradiação, a formação e a difusão de nanoclusters pelo material é observada, os quais se movimentam em direção à superfície do material irradiado para a sua posterior adsorção. A relação ordem-desordem é observada para baixos limites de radiação, enquanto que a maior desordem é determinada para altos valores de radiação. A modelagem computacional em escala atomística baseada na teoria do funcional da densidade permite elucidar, prever e projetar novos efeitos no estudo da incidência de campos externos em materiais semicondutores. Devido a menor massa dos elétrons em relação aos núcleos, a rápida resposta dos elétrons e buracos em relação aos núcleos pode ser simulada através da teoria do funcional da densidade de temperatura finita, enquanto que o aquecimento da rede é investigado através da dinâmica molecular ab inito. O alto custo computacional para a simulação e compreensão dos efeitos da incidência do laser e feixe de elétrons em semicondutores torna-se uma barreira a ser vencida. O sucesso anteriormente obtido com essas simulações nos permite continuar apostando nesse modelo, em que primeiramente serão estudados os compostos semicondutores baseados em prata devido as suas
aplicações em nanociência e nanomedicina.
Grupo de Pesquisa
| Luís Antônio Cabral [Coordenador] | Unesp/Bauru |
| Júlio Ricardo Sambrano | Unesp/Bauru |
| Edison Zacarias da Silva | Unicamp/Campinas |
| Von Braun Nascimento | UFMG/Belo Horizonte |
Descrição do Projeto
O projeto visa estudar os mecanismos de instabilidade que tem uma papel importante no entendimento do processo laminar para turbulento de um escoamento, seja ele incompressível ou compressível.
O estudo será realizado dentro do escopo da teoria de estabilidade hidrodinâmica. O escoamento será decomposto em escoamento base e perturbação, no qual, as equações de Navier-Stokes são linearizadas.
O escoamento base será obtido através de simulações numéricas diretas (DNS), utilizando um código in house de alta ordem.
O espaço tridimensional será descrito como um domínio não homogêneo bidimensional e estendido periodicamente na terceira direção espacial. A periodicidade dos modos é caracterizada pelo comprimento de onda nesta direção z. Perturbações no plano Oxy são totalmente resolvidas, de forma que os modos são funções tridimensionais do espaço: não homogêneas na direção x e y e periódica na direção z, ou seja, a formulação global do problema de instabilidade permite a existência de uma distribuição arbitrária do escoamento ao longo das direções longitudinal e normal.
Esse processo de linearização das equações de Navier-Stokes e a introdução dos modos normais leva a um sistema de equações diferenciais parciais em termos das variáveis de perturbação e portanto um problema de autovalor.
As matrizes resultantes do problema discretizado serão tratadas como esparsas, característica que pode ser utilizada para aumentar o desempenho computacional. Um método de redução de ordem que utiliza projeções no subespaço de Krylov serão empregados através do algoritmo de Arnoldi.
O projeto pode gerar um conhecimento profundo em métodos numéricos associados aos algoritmos que se baseiam em “matrix forming”, bem como time-stepping” para soluções de problemas de autovalor. E do ponto de vista físico, a identificação das instabilidades pode proporcionar ideias na concepção teórica de metodologias de controle de escoamentos turbulentos. O estudo é motivado pelas aplicações encontradas nas áreas: aeronáutica, automobilística, marítima, petróleo e meteorologia.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Elmer Mateus Gennaro | UNESP-SJBV |
Descrição do Projeto
O objetivo deste projeto é o estudo do comportamento dinâmico de sistemas mecânicos e eletromecânicos, com foco no modelamento matemático, simulação numérica e também estudos experimentais, além de desenvolvimento de estratégias de controle de vibrações e de metodologias de
projeto destes sistemas com características não-lineares. Os tópicos abrangidos incluem aspectos analíticos, numéricos e experimentais de dinâmica aplicados a Engenharia. Dentre os sistemas estudados estão estruturas flexíveis, cujas características não-lineares geométricas e de material influenciam as regiões de instabilidade estrutural estática e dinâmica, e portanto devem ser consideradas nos métodos de projeto mecânico. Também são considerados aspectos de teoria de máquinas não-ideais, que tem por objetivo principal o estudo de modelos matemáticos de poucos graus de liberdade para o estudo de vibrações não-lineares excitadas por fonte não-ideal de energia. Características não-lineares de amortecimento, incluindo efeitos de saturação, não-suavidade e descontinuidade, são também de extrema relevância na análise da performance dos sistemas dinâmicos, e serão modeladas neste projeto a partir de técnicas experimentais. Também serão estudados sistemas de convecção com foco em escoamentos complexos e regimes de instabilidade e turbulência, e a influência destes regimes em diferentes escalas relacionados a sistemas de coletores solares, trocadores de calor de larga capacidade, dentre outros.
Ferramentas usuais para análise numérica de sistemas dinâmicos não-lineares que apresentam características de multi-estabilidade e comportamento caótico, como a construção de diagramas de bifurcação, a construção e visualização de bacias de atração, e construção de mapas de estabilidade, são
essenciais para uma compreensão aprofundada de fenômenos relevantes. Técnicas de elementos finitos, elementos espectrais, cellular automata e dinâmica molecular também serão utilizadas nas simulações.
Em vista da necessidade de encontrar formas relativamente mais rápidas para análise de sistemas dinâmicos não-lineares, utilizando plenamente a capacidade computacional disponível, serão desenvolvidos neste projeto algoritmos para as ferramentas de simulação e análise utilizando técnicas de
computação paralela, de forma que o tempo de processamento seja aceitável para realização de análise e projeto de sistemas mecânicos.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição | ||||||||||||
| Marcos Silveira [Cordenador] | FEB - UNESP | ||||||||||||
| José Manoel Balthazar | FEB - UNESP | ||||||||||||
| Bento Rodrigues de Pontes Jr | FEB - UNESP | |
Paulo José Paupitz Gonçalves | FEB - UNESP | |
Pankaj Wahi | IIT Kanpur | |
Vicente Luiz Scalon | FEB - UNESP | |
Cesar Renato Foschini | FEB - UNESP |
Descrição do Projeto
A rápida evolução de micro sistemas nos últimos anos gerou uma necessidade de obter uma fonte de energia compacta, capaz de se recarregar instantaneamente, com elevada capacidade energética e de longa duração. No entanto, no presente momento, este tipo de sistemas dependem fortemente de baterias, contudo a sua limitação em termos de densidade energética e do número de ciclos de recarga originou como alternativa o desenvolvimento de micro geradores elétricos, envolvendo micro-combustão. Por essa razão, nesta última década tem havido uma pesquisa dedicada a este tema com o objetivo de compreender melhor a micro-combustão e projetar novos micro sistemas com melhor eficiência. Outro aspecto essencial da micro-combustão é a propulsão de micro satélites e micro veículos aéreos para reconhecimento e vigilância, onde é essencial ter eficientes e compactos geradores de energia para propulsão e geração de energia elétrica. Recentemente com os avanços no desenvolvimento da fabricação de sistemas micro eletromecânicos (MEMS), foram realizados progressos para combinar a microeletrônica com a micromecânica em um único chip, permitindo assim uma elevada aplicabilidade destes sistemas em diversas áreas, no entanto, estes dependem de uma energia externa. Nesse contexto surgiu a necessidade de juntar também um micro gerador de energia, eliminando a dependência de energia externa como por exemplo a utilização baterias. Este projeto de pesquisa propõe o estudo numérico em OpenFoam (Open Field Operation and Manipulation) de micro-combustão, no qual se pretendem analisar os modelos matemáticos e desenvolvimento de novos modelos, assim como estudar aspectos geométricos e condições de operação de forma a otimizar o rendimento energético com baixos valores de NOx, com reações homogêneas e heterogêneas. O estudo consiste em analisar detalhadamente e com precisão os problemas tipicamente envolvidos na micro-combustão com ênfase no NOx, como por exemplo a curvatura da chama, congelamento da chama devido à perda de calor pelas paredes da câmara de combustão, originando a extinção da chama, Daou et al. (2001, 2002) e Ju et al. (2006). Pretende-se no final do projeto compreender melhor a física da micro-combustão, como por exemplo, a iteração da chama com a parede onde ocorre um novo regime de chama designado regime da chama fraca, que origina uma grande perda de calor a partir desta, Ju et al. (2002, 2005), Maruta et al. (2005, 2009) e Leach et al. (2005).
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Pedro Miguel Rebelo Resende | UNESP - ICTS |
| "Carlos Manuel Coutinho Tavares de Pinho" | FEUP - Portugal |
| "Alexandre Miguel Prior Afonso" | FEUP - Portugal |
| "Alberto Cuoci" | Politecnico di Milano - Itália |
Descrição do Projeto
Sensores de gás são dispositivos de grande importância em diversas aplicações como na prevenção de explosões por gases, aplicações médicas, monitoramento de gases de efeito estufa, etc. Óxidos semicondutores são amplamente utilizados na fabricação desses dispositivos e, com o advento da nanotecnologia, dispositivos semicondutores nanométricos têm atraído a atenção de pesquisadores dadas suas propriedades de detecção melhoradas se comparados à dispositivos em maior escala. Nesse
contexto, óxidos de estanho semicondutores apresentam grande aplicabilidade, sendo o SnO 2 um dos materiais mais utilizados em sensores de gás. Recentemente, óxidos intermediários do sistema Sn-O têm demonstrado propriedades sensoras de interesse, como o SnO e Sn 3 O 4 . Entretanto, apesar dos relativos avanços atingidos, muitas de suas propriedades sensoras e/ou estruturais, ainda não são bem compreendidas. Portanto, propomos aqui uma abordagem teórica empregando métodos de primeiros
princípios baseados na teoria do funcional da densidade para investigar, em nível atômico, sistemas de óxidos de estanho em relação às suas propriedades energéticas, estruturais e eletrônicas. Pretendemos ainda avaliar, teoricamente, a estabilidade estrutural e termodinâmica de superfícies desses óxidos, bem como sua interação com moléculas de interesse, como NO 2 , H 2 , CH 4 , O 2 , buscando um profundo entendimento de suas propriedades sensoras. Além disso, sabendo-se da influência de dopantes, em muitos metais de transição, podemos avaliar seu papel sobre a propriedades de superfícies sob a forma de adátomos ou pequenos clusters, bem como sobre as propriedades de adsorção de gases analito. Por fim, destacamos a interação direta com pesquisas experimentais no grupo, dando possibilidades de comparar ou corroborar nossos resultados teóricos, elevando em muito a qualidade do trabalho executado por ambas as partes. Assim, esperamos não apenas contribuir para os avanços na literatura atual, mas também nortear possíveis desenvolvimentos de novos dispositivos sensores de gás de alto desempenho.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Marcelo Ornaghi Orlandi | UNESP - Araraquara |
| Rafael Luiz Heleno Freire | UNESP - Araraquara |
Descrição do Projeto
Este projeto trata do estudo da dinâmica de pequenos corpos no Sistema Solar visando aplicações em projetos de missões a asteroides. Em particular, estamos interessados na obtenção de soluções invariantes em sistemas de equações diferenciais associadas regiões de estabilidade efetiva, determinadas pela disposição de variedades invariantes hiperbólicas. Em geral, regiões de estabilidade possuem fronteiras abruptas e bem definidas que atuam como barreiras entre soluções que permanecem confinadas no espaço de fase por tempos longos e soluções não-confinadas.
Através de uma abordagem analítico-numérica e usando ferramentas de Sistemas Dinâmicos, inicialmente, objetiva-se explorar o papel das variedades invariantes do Problema Restrito de Três Corpos para calcular trajetórias preliminares para missões a asteroides. Especificamente, objetiva-se investigar a aplicabilidade de estruturas invariantes associadas às regiões de estabilidade efetiva em torno dos pontos de equilíbrio triangulares visando missões de aproximação, captura e transporte de asteroides.
A seguir, estamos interessados em transpor soluções preliminares para modelos mais realistas que levam em conta a interação gravitacional e as perturbações associadas à dinâmica de muitos corpos, exigindo a implementação de métodos de tiro múltiplo e da resolução numérica simultânea de diversas subpartes do problema principal. Assim, neste projeto, realizaremos a transposição de e adaptação de códigos para tratamento de dados de forma paralelizada (MPI) para atender a necessidade de computação extensiva.
O projeto em questão consiste em um projeto multidisciplinar e está vinculado às atividades de pesquisa do Grupo de Estudos em Sistemas Dinâmicos e Astrodinâmica da UNESP, Câmpus de São João da Boa vista. As atividades relacionadas visam fomentar uma nova área de pesquisa na instituição, ampliando as possibilidades de agregar novos estudantes e pesquisadores.
Espera-se desenvolver um conceito de missão para asteroides utilizando estruturas invariantes de PRTC, produzir trajetórias preliminares de captura e transporte para missões a asteroides no PRTC e trajetórias refinadas em modelos de muitos corpos.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Priscilla Andressa de Sousa Silva [coordenadora] | UNESP - SJBV |
| Luiz Alberto de Paula | USP - IAG |
| Frank Gustavson Filho | UNESP - SJBV |
| Henrique Figueiredo Cherulli | UNESP - SJBV |
Descrição do Projeto
O ultrassom é uma das principais ferramentas para diagnóstico médico e para ensaios não-destrutivos de materiais por meio de imagens. Essas imagens podem ser obtidas a partir de conjuntos de transdutores piezelétricos chamados arrays. Em sistemas modernos de imagem por ultrassom, os transdutores podem ser excitados de maneira simultânea e com diferentes atrasos na transmissão e na recepção, permitindo a deflexão do feixe acústico e focalização em determinados pontos da imagem, sem a necessidade de movimentação dos transdutores. Uma dificuldade reside no número de canais eletrônicos de transmissão e recepção necessários para realizar essa operação. Por exemplo, para um array linear com 64 elementos, são necessários 64 canais em transmissão e 64 em recepção. Em técnicas de abertura sintética, se utiliza um canal em transmissão e um em recepção, e fazendo-se multiplexação. Posteriormente, são aplicados algoritmos de formação de imagens. No entanto, o número de sinais a serem processados continua sendo elevado, igual a N^2, sendo N o número de elementos do array. A fim de contornar esse desafio, array esparsos podem ser utilizados, na qual elementos do array são removidos para diminuir a quantidade de sinais a serem processados. No entanto, isso leva a mudanças nos diagramas de radiação do array, podendo prejudicar a formação e análise da imagem. A proposta do trabalho é pesquisar novas técnicas para projeto de arrays esparsos eficientes, tanto lineares como bidimensionais. A maioria das soluções propostas na literatura se orientam a realizar buscas a partir da otimização de uma função custo criada a partir de parâmetros clássicos de desempenho do array, que são a PSF (Point Spread Function) ou o diagrama de radiação. Isto leva a uma solução que não é ótima num sentido mais amplo, pois, por exemplo, a PSF é a imagem gerada pelo array, considerando um ponto refletor posicionado em
determinada coordenada no espaço e utilizando determinada estratégia de formação da imagem ( beamforming ). Aspectos como variação de frequência, largura de banda e posição do refletor em relação ao array, podem não ser avaliados de forma mais completa devido à especificidade da geometria e
condições de operação. Um dos principais objetivos da proposta é encontrar uma nova função custo, que garanta que a solução, ou seja, o array esparso projetado, tenha um melhor desempenho frente a situações mais próximas da prática, sem particularizar demasiadamente a solução. Para atingir esses objetivos, devem ser desenvolvidas e aplicadas ferramentas de análise espacial que meçam a distância entre os elementos do array, e que avaliem o grau de redundância dos elementos que o compõem. Essas buscas envolvem algoritmos de otimização que demandam um tempo computacional elevado. Por isso, a utilização do Grid Unesp será importante para o desenvolvimento deste trabalho.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Ricardo Tokio Higuti [coordenadora] | UNESP/FEIS/DEE |
| Júlio Cesar Eduardo de Souza | UNESP/FEIS/DEE |
| Óscar Martínez-Graullera | CSIC-Espanha |
| Vander Teixeira Prado | UTFPR/Cornélio Procópio |
Descrição do Projeto
Estima-se que o Brasil tenha um potencial de geração de energia eólica de 500GW. O uso eficiente desse potencial é fundamental para diversificarmos nossa matriz energética e nos tornarmos menos vulneráveis a intempéries climáticas, como as secas. O projeto de turbinas mais eficientes e confiáveis, com longa vida útil, depende de métodos mais precisos de previsão dos carregamentos aerodinâmicos sobre suas pás. O custo dos modelos baseados em dinâmica dos fluidos computacional, que são capazes de modelar com boa precisão os fenômenos complexos do escoamento, ainda são proibitivos para o projeto e análise aeroelástica de turbinas. Portanto, projetistas e pesquisadoras(es) ainda dependem de métodos de engenharia para esses cálculos. Esses métodos de engenharia são particularmente imprecisos em condições de estol ou próximas ao estol. A principal razão é o limitado entendimento sobre o efeito da rotação sobre o escoamento separado. A presente proposta tem o objetivo de investigar, utilizando dinâmica dos fluidos computacional (CFD), características do campo de escoamento relacionado a dois efeitos relevantes em escoamento separados sobre pás de turbinas eólicas: o estol dinâmico e o aumento da sustentação observado em seções de asas rotativas em comparação com dados 2D. Para a realização das simulações, será utilizada a biblioteca de fonte aberta baseada no método dos volumes finitos OpenFOAM. Como resultado da pesquisa, espera-se que seja gerado conhecimento com potencial para orientar melhorias dos modelos utilizados na previsão dos carregamentos aerodinâmicos sobre turbinas eólicas.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Daniel Sampaio Souza [coordenadora] | UNESP – São João da Boa Vista |
| Ricardo Garcia Pina | UNESP |
| Rafael de Araujo Magnusson | UNESP |
| Pedro Trombini Rodrigues | UNESP |
| João Pedro Capovilla Gasparini | UNESP |
Descrição do Projeto
A propagação de ondas geradas por vento em reservatórios de barragens de grande dimensão pode pôr em risco a geração de energia, segurança da navegação interior, bem como contribuir para a ocorrência de fenômenos erosivos junto às margens desses lagos. O lago da barragem da UHE de Ilha Solteira é exemplo típico desse potencial econômico, no entanto, cenário de preocupações e de riscos que devem ser objeto de estudo de caráter multidisciplinar. Dentro dessa perspectiva e privilegiando medidas não-estruturais como soluções de engenharia (bioengenharia) no processo de erosão de margens do entorno do reservatório, esta proposta visa quantificar, com apoio da simulação numérica, a energia de ondas geradas por ventos, e calibrar e validar o modelo para o caso de Ilha Solteira. Neste estudo, o modelo a ser utilizado é o SWAN 41.31 em modo estacionário e não-estacionário na previsão de alturas de onda significativas e sua energia, com base nos valores medidos em campo (mês de janeiro de 2011), dados medidos de minuto a minuto, assim como determinar as taxas dissipação em águas intermediárias e rasas. Ademais, serão verificadas a convergência de malhas pelo efeito de refinamento (250, 150 e 100 m de resolução) no modelo pelo método GCI, e a quantificação de incertezas, sensibilidade de parâmetros físicos pelos Índices de Sobol (Nikishova et al., 2017).
Este trabalho visa preencher lacuna de trabalhos anteriores do grupo de pesquisa ONDAFEIS, onde o modelo SWAN foi empregado somente em modo estacionário com calibração deficitária, e da literatura escassa sobre ondas geradas por ventos no reservatório da barragem. Espera-se que os resultados advindos dessa pesquisa, p.e., força/energia da onda e taxas de dissipação, possam ser utilizados em cálculos estruturais de sistemas de acostagem e de proteção de margens, verificação de zonas mais ou menos energéticas, melhor localidade para implantação de tanques-rede (pisicultura) ou usinas fotovoltaicas flutuantes, assim como na composição de matriz de fragilidade do entorno do reservatório, entre outros. O sucesso deste trabalho pode contribuir, além do supracitado, para navegação com maior segurança no trecho da hidrovia Tietê-Paraná, que é uma rota de navegação de extrema importância ligando as regiões produtoras do Cerrado brasileiro (estados de Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Goiás e parte de Rondônia, Tocantins e Minas Gerais) e o sistema ferroviário que leva ao Porto de Santos.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Geraldo de Freitas Maciel | FEIS |
Descrição do Projeto
A adsorção de proteínas em superfícies carregadas confinantes tem atraído grande interesse devido a sua grande aplicabilidade nas áreas biotecnológicas/biomédicas e importância para o entendimento de aspectos fundamentais do comportamento de sistemas de interesse da física biológica. O confinamento traz uma proteção contra condições desnaturantes e degradação biológica, promovendo maior estabilidade química e térmica às macromoléculas e aumentando, assim, sua atividade. A despeito disso, as interações dominantes que estabilizam a adsorção e as condições em que a proteína é adsorvida e mantém suas características e função biológica, ainda não são totalmente compreendidas. Em particular, os efeitos do potencial elétrico gerado pela superfície no grau de protonação dos resíduos (regulação de carga) e sua contribuição para a adsorção não são normalmente considerados na interpretação de resultados experimentais. Um dos fatores limitantes para a inclusão dos mecanismos de regulação de carga na interpretação de resultados experimentais é o desconhecimento da distribuição de carga da proteína e de sua correlação com a orientação em relação a superfície. Portanto, o desenvolvimento de modelos teóricos que possam fornecer estas informações de maneira suficientemente precisa se torna fundamental para o completo entendimento da interação de proteínas com superfícies carregadas confinantes, uma vez que a curvatura da superfície pode acomodar a macromolécula em seu interior de forma que o efeito de regulação de carga seja mais efetivo do que para superfícies planas ou convexas. Propõe-se então neste projeto o estudo por simulação computacional do comportamento de proteínas confinadas em superfícies carregadas de diferentes geometrias. Adotando um modelo simplificado com potenciais intramoleculares baseados na estrutura nativa e interações eletrostáticas consideradas de acordo com a teoria de Debye-Huckel, pretende-se fornecer um panorama geral de como as diferentes contribuições da interação eletrostática (carga-carga, carga-dipolo e regulação de carga) afetam a adsorção e a manutenção da estrutura nativa.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Sidney Jurado de Carvalho | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Daniel Lucas Zago Caetano | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Alexandre Nogueira da Silva | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
| Luan Celso Marques | Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas |
Descrição do Projeto
O projeto atualmente visa estudar transições de fase em sistemas dinâmicos, particularmente considerando a transição de crescimento limitado para ilimitado de energia. Os modelos considerados são chamados bilhares dependentes do tempo. Consistem em um ensemble de partículas clássicas não interagentes que movem-se livremente ao interior de um domínio fechado. As fronteiras desse domínio movem-se no tempo. Assim, dependendo da fase do movimento da fronteira e da velocidade da partícula, esta pode perder ou ganhar energia. Um dos focos é caracterizar as condições que levem ao crescimento ilimitado de energia. Uma vez produzido tal fenômeno, o grupo tem concentrado em obter condições que suprimam tal fenômeno, como choques inelásticos e dissipação de uma forma geral.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Edson Denis Leonel | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |
| Mário Roberto da Silva | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |
| Jafferson Kamphorst Leal da Silva | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Denis Gouvêa Ladeira | Universidade Federal de São João del Rey |
| Juliano Antônio de Oliveira | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |
| Alexander Loskutov | Moscow State University |
| Stanislav Soskin | Ukrainian Academy of Science |
| Leonid Bunimovich | Georgia Institute of Tecnhology |
| Raimundo Nogueira Costa Filho | Universidade Federal do Ceará e University of Western Ontario |
Descrição do Projeto
A Física de Altas Energias tem por objetivo investigar a natureza dos constituintes elementares da matéria e as interações fundamentais. Os aceleradores de partículas têm desempenhado um papel fundamental nestas investigações, sendo o Tevatron do Fermilab e o Large Hadron Collider do CERN os mais potentes já construídos.
Reconhecendo a importância da participação de pesquisadores do Estado de São Paulo nos experimentos que são realizados nestes aceleradores, foi criado em 2003, com o apoio da FAPESP, o Centro Regional de Análise de São Paulo (São Paulo Regional Analysis Center – SPRACE), o qual congrega os pesquisadores de instituições paulistas atuando nas colaborações DZero do Fermilab e Compact Muon Solenoid (CMS) do CERN.
Para dar suporte aos pesquisadores e contribuir para o processamento, armazenamento e análise dos dados produzidos nesses experimentos, foi implantado um centro de computação que conta atualmente com mais de um Teraflop de poder de processamento. O SPRACE iniciou suas operações de processamento de dados para o DZero em março de 2004, associado ao Distributed Organization for Scientific Analysis and Research (DOSAR). Integrou-se em seguida ao SAMGrid, o sistema de processamento distribuído do experimento DZero e, em 2005, tornou-se parte do Open Science Grid (OSG), consórcio americano de universidades, laboratórios nacionais e centros de computação, formando com estes um grande grid computacional de mútiplos propósitos. Através da infra-estrutura de middleware do OSG, o SPRACE vem participando ativamente das atividades de processamento de dados do experimento DZero e atuando como uma Tier-2 da estrutura computacional hierárquica do experimento CMS, em preparação para a entrada em operação do LHC em 2008.
Os membros do SPRACE participam da análise física dos dados produzidos pelo DZero associados ao grupo de “Novos Fenômenos” da colaboração, o qual procura por sinais de Física Além do Modelo Padrão. Em particular, estamos investigando a possibilidade de existência de novas dimensões espaciais através do estudo da produção de três léptons isolados. Estamos também nos preparando para a análise de dados do CMS, onde iniciamos investigação neste mesmo tema.
O ensino e a divulgação científica tem sido uma preocupação constante do SPRACE. Vimos elaborando um conjunto de cursos de formação na área e disponibilizando o material didático na web, permitindo o acompanhamento dos cursos à distância. O projeto “Estrutura Elementar da Matéria: Um Cartaz em Cada Escola” permitiu que se levasse a todas as escolas do segundo grau do País informação sobre os constituintes da matéria e suas interações, provendo também um Fórum de Discussão onde estudantes e professores de todo o país possam trocar conhecimentos.
O SPRACE tem interagido e gerado competência nas áreas com as quais se relaciona. Temos desempenhado um importante papel na formação de recursos humanos não apenas em Física de Altas Energias, mas também em redes ópticas de alta velocidade, processamento de alto desempenho e, acima de tudo, na arquitetura Grid de computação distribuída.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Sérgio Ferraz Novaes | Instituto de Física Teórica |
| Sandra dos Santos Padula | Instituto de Física Teórica |
| Eduardo de Moraes Gregores | UFABC |
| Pedro Galli Mercadante | UFABC |
| Marco André Ferreira Dias | UFRN |
| Franciole da Cunha Marinho | Instituto de Física Teórica |
| Thiago Rafael Fernandez Perez Tomei | Instituto de Física Teórica |
| Angelo de Souza Santos | Instituto de Física Teórica |
| Flavia de Almeida Dias | Instituto de Física Teórica |
| César Augusto Bernardes | UFABC |
| Tiago dos Anjos Costa | UFABC |
| Caio Laganá Fernandes | USP |
| Matheus Ichimaru Bedendo | USP |
Descrição do Projeto
A área de "aprendizado de máquina" (machine learning - ML) é a ciência de fazer com que um computador execute uma tarefa sem ser explicitamente programado para aquela tarefa. A área de machine learning é extremamente ubíqua - algoritmos de machine learning são utilizados em diversas áreas da indústria, como avaliação de crédito, alocação de investimentos, logística de serviços de entrega e, mais recentemente, veículos autônomos. Os grandes players da área de tecnologia - Google, Microsoft, Amazon - tem investido de maneira pesada na pesquisa e desenvolvimento de machine learning, em geral fornecendo ferramentas que são integradas às suas plataformas de cloud computing. Existem também diversas ferramentas de software livre, como o scikit-learn, Caffe, Torch e Keras, para citar apenas alguns exemplos. A área de física de altas energias tem em seu núcleo a aquisição, filtragem e análise de grandes quantidades de dados, especialmente na era do Large Hadron Collider (LHC). Este projeto busca estudar possibilidades de aplicação de algoritmos de machine learning em problemas reais de física do LHC, como a medida de propriedades (massa, spin, acoplamentos) de partículas conhecidas e a busca por física além do modelo padrão. Esses problemas são naturalmente mapeados nas duas categorias que são passíveis de tratamento através de algoritmos de machine learning - algoritmos de regressão e de classificação.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Thiago Rafael Fernandez Perez Tomei | UNESP |
| Alexandre Alves | UNIFESP |
| Marco Dias | UNIFESP |
| André Cascadan | UNESP |
| Artur Baruchi | UNESP |
| Cesar Bernardes | UNESP |
| Jose Ruiz | UNESP |
| Raphael Cobe | UNESP |
| Rogério Iope | UNESP |
| Vitor Finotti | UNESP |
| Guilherme Amadio | CERN |
Descrição do Projeto
Integrais sem massa do tipo propagador aparecem em diversos cálculos perturbativos em todas as teorias quânticas de campo. Os desenvolvimentos recentes tanto na parte teórica como na experimental levaram a que se puxe a complexidade dos processos físicos que se estudam. Uma das teorias que tem levado ao desenvolvimento mais acelerado é N=4 SYM. Muito recentemente, foi descoberto que tanto as funções de correlação de 2,3 e 4 pontos podem ser descritas por modelos integraveis. Actualmente, o recorde mundial de cálculos perturbativos está em 4 loops no que respeita a integrais do tipo propagador sem massa. Este tipo de integrais entraram no cálculo do OPE coefficient de dois operadores protegidos e o operador Konishi na teoria N=4 SYM. Eu fiz esse cálculo em Julho deste ano e pude confirmá-lo com um cálculo alternativo que usa integrabilidade. Há interesse, do ponto de vista do cálculo usando metodos de integrabilidade que se chegue à aproximação seguinte, i.e., 5 loops. O projecto que estou a liderar tem precisamente esse objectivo. Nele, iremos calcular todos os integrais que aparecem no OPE coefficient a 5 loops dos operadores mencionados acima. No processo, iremos calcular a maior parte dos integrais mestre que existem a 5 loops. Isto permite não só obter o que pretendemos calcular mas também fornece os dados para necessários para calcular qualquer integral desta familia a 5 loops.
Os resultados obtido vão depois ser comparados com o que vem do cálculo de integrabilidade.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Vasco David Fonseca Gonçalves | ICTP-SAIFR |
Descrição do Projeto
Nos últimos anos filmes finos nanoestruturados a base de moléculas orgânicas têm sido intensivamente estudados visando aplicações tecnológicas como complemento ou alternativa às moléculas inorgânicas. Além disso, resultados promissores têm sido obtidos quando estas moléculas são aplicadas na forma de filmes finos em sensores, células solares, diodos orgânicos emissões de luz, etc. Para que se obtenham êxitos nestas aplicações tecnológicas, é imprescindível o controle das propriedades estruturais dos filmes fabricados, garantindo principalmente a integridade química da molécula precursora durante o processo de fabricação. Também imprescindível é a determinação das organizações estruturais destas moléculas após a fabricação dos filmes, pois, por exemplo, podem induzir diferenças nos processos de condução por portadores de carga dependendo da localização dos contatos elétricos (eletrodos). Para garantir a integridade química das moléculas e determinar a sua organização molecular, as técnicas de espectroscopia absorção UV-Vis, de espectroscopia de espalhamento Raman e de espectroscopia infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) são intensivamente usadas por suas potencialidades na análise das propriedades óticas e estruturais dos filmes fabricados. A determinação dos modos vibracionais destas é de essencial importância para uma análise precisa dos espectros Raman e FTIR coletados para essas moléculas.
Esta proposta tem por objetivo a determinação dos modos vibracionais através de espectros teóricos das moléculas orgânicas estudadas pelo nosso grupo de pesquisa usando o programa Gaussian disponível GridUNESP. Há alguns anos o grupo vem trabalhando na fabricação e caracterização de filmes finos de moléculas orgânicas como os derivados do perileno, metaloftalocianinas, ligninas e mais recentemente xantênicos e fosfolipídios biológicos. Além do domínio das técnicas de fabricação de filmes finos Langmuir-Blodgett, Layer-by-Layer e evaporação térmica a vácuo, o uso do espectrógrafo Raman, FTIR e espectrofotômetro UV-Vis fazem parte da rotina do nosso grupo. Também compõem os trabalhos desenvolvidos pelo grupo a determinação das organizações moleculares assumidas nos filmes finos de materiais puros e as análises das interações moleculares em filmes compostos por mais de um material e suas organizações. Como estas moléculas podem possuir de algumas dezenas até uma centena de átomos, o custo computacional para a determinação dos espectros teóricos por microcomputadores convencionais é muito alto. Portanto, este projeto visa contemplar o uso do programa Gaussian disponível no GridUNESP para agilização dos cálculos teóricos de tais moléculas orgânicas. O intenso uso das técnicas FTIR, espalhamento Raman e absorção UV-Vis pelos participantes deste projeto podem ser verificados pelas publicações em periódicos específicos da área na base de dados da web of science em www.webosscience.com ou no currículo Lattes destes.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Carlos José Leopoldo Constantino | Faculdade De Ciências e Tecnologia - UNESP |
| Diogo Volpati | DFQB/FCT/UNESP |
| Priscila Aléssio | DFQB/FCT/UNESP |
| Pedro Henrique Benites Aoki | DFQB/FCT/UNESP |
Descrição do Projeto
Quarks e glúons, os blocos básicos da matéria hadrônica descrito por cromodinâmica quântica (QCD) não são observados isoladamente, como conseqüência da propriedade confinamento QCD. No entanto, a densidades muito mais elevadas do que a densidade núcleos normais tornam-se fracamente ligados, como uma consequência da liberdade assintótica. Colisões de Íons pesados de alta energia (IH) são considerados o ambiente ideal para a produção de tais sistemas com grandes quantidades de energia concentrada num pequeno volume. Várias sondas da QGP têm sido sugeridos, antes do início das experiências conduzidas no Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), em BNL, onde foi descoberto que o sistema quente e denso produzido em colisões de alta energia HI consiste fortemente em interação em matéria partonic, evoluindo como um fluido quase perfeito. Uma das sondas da presente sistema elusivo são correlações de partículas idênticas, historicamente conhecidos como Hanbury-Brown e efeito Twiss (HBT). Atualmente ele também é chamado femtoscopy, uma vez que ele investiga a dimensão das fontes de emissão produzidas em colisões HI em escalas femtoscopic. Ela tem sido extensivamente estudada no RHIC / BNL, na última década. No LHC, este efeito foi medido tanto por Alice e pela colaboração CMS. No CMS, foi medido em colisões pp e está sendo estendido para colisões PbPb. Outras correlações também estão sendo investigados, como o de longo alcance ("ridge-like") dihadron correlação em pseudorapidity entre pares de partículas com ângulos azimutais similares. No CMS foram descobertos a existir também em colisões de alta multiplicidade pp. Medições Femtoscopic com tais eventos irão ajudar a clarificar esta observação intrigante, no qual aparece o proton a comportar-se como um pequeno núcleo. Outras correlações sob investigação são as correlações hadrônicas espremido, teoricamente demonstrado existir pares entre partícula-antipartícula, quando suas massas são modificados no meio quente e denso formado colisões de íons pesados em altíssima energia. Cálculos hidrodinâmicos, tais como as exercidas pelo SPheRIO, código desenvolvido por uma colaboração brasileira, será usado para quantificar melhor tais estimativas e para orientar as buscas experimentais para a hadrônica espreme estados.
Em todas as partes da pesquisa planeja esboçado acima, a infra-estrutura GridUNESP terá um papel importante, permitindo a computação rápida, tanto na análise experimental e em cálculos fenomenológicas. Articular teoria e experimento, também está sob investigação a incorporação da SPheRIO código no sistema de simulação da física de íons pesados CMS. Refere-se a substituir as parametrizações hidrodinâmica no código HydJet, atualmente utilizados em CMS, por cálculos reais hidrodinâmicos realizados por SPheRIO. Além dos desafios técnicos representados por tal fusão, há o tempo computacional envolvido na realização de um cálculo real em uma base caso-a-evento, para o qual a infra-estrutura disponível computacional de GridUNESP será especialmente útil.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição | |||||||||
| Sandra dos Santos Padula | UNESP-IFT | |||||||||
| Gastão Krein | UNESP - IFT | |||||||||
| Yogiro Hama | Univ. de São Paulo - Instituto de Física | |
Takeshi Kodama | Univ. Federal do Rio de Janeiro | |
Otávio Socolowski Jr. | Univ. Federal de Rio Grande | |
Wei-Liang Qiang | Univ. Federal de Outro Preto |
Descrição do Projeto
Tem sido muito intensa, nas últimas décadas, a busca por materiais que tenham características interessantes do ponto de vista tecnológico, especialmente características que facilitem a criação de dispositivos eletrônicos de tamanho reduzido, na escala nanométrica. Este interesse estimulou a realização de uma quantidade enorme de trabalhos experimentais e teóricos a respeito de nanoestruturas. Avanços nas técnicas experimentais de microscopia (high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), scanning tunneling microscopy (STM), e atomic force microscopy (AFM)) revelaram novos fenômenos em nanoescala.
A proposta é realizar um estudo da interação entre átomos e moléculas e destes sistemas com superfícies metálicas. O estudo desta interação da superfície metálica com moléculas grandes é bastante complexo, em parte devido ao grande número de configurações possíveis para a geometria das moléculas consideradas. Contudo, importantes avanços nessa área foram conseguidos recentemente inclusive com a descoberta de novos e inesperados fenômenos, como a reconstrução com chiralidade específica de superfícies metálicas induzidas por moléculas orgânicas, o efeito chave-fechadura não biológico ou a formação de padrões complexos sobre as superfícies com bases de DNA.
Também serão estudadas as propriedades eletrônicas e estruturais destes sistemas. Como método de abordagem, será utilizada a Teoria do Funcional Densidade e métodos de Dinâmica Molecular. A influência do exchange e das correlações eletrônicas sobre estes processos será avaliada. Simulações com potenciais reativos como o REAXFF serão úteis para entender a dinâmica dos processos de formação de padrões e de auto-organização sobre as superfícies.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Ricardo Paupitz Barbosa dos Santos | Dep. de Física/IGCE/UNESP |
| Douglas Soares Galvão | IFGW/UNICAMP |
| Pedro A. S. Autreto | IFGW/UNICAMP |
| Gustavo Brunetto |
Descrição do Projeto
A descoberta de novos materiais e novas rotas de síntese constitui um processo laborioso. Recentemente, uma nova ferramenta veio somar-se aos recursos disponíveis para o design de materiais: a simulação computacional. Este novo tipo de "experimentação", provê informações que podem auxiliar na interpretação de experimentos reais, além de permitir estudar o comportamento da matéria em condições difíceis de realizar experimentalmente, explorar possíveis rotas de síntese de compostos conhecidos ou de novos materiais, bem como estimar suas propriedades físicas. De fato, a sinergia entre experimentos reais e computacionais é um ingrediente fundamental no desenvolvimento da Ciência dos Materiais.
O projeto de pesquisa proposto se caracteriza pelo estudo computacional de materiais avançados, em distintas frentes de atuação. O primeiro tema de pesquisa desse projeto consiste no utilização de cálculos de primeiros princípios para a obtenção das propriedas físicas das fases α e g-ZrW2O8. O Tungstato de Zircônia (ZrW2O8) é um composto que exibe uma expansão térmica negativa (ETN), isotrópica, em um amplo intervalo de temperatura (0,3 a 1050K). Essa propriedade confere a este composto grande interesse quando se pensa em potenciais aplicações tecnológicas envolvendo ETN.
Como mostramos em trabalhos anteriores, o tungstato de zircônio exibe amorfização induzida por altas pressões. De acordo com o mecanismo proposto por nós, ambos os fenômenos (expansão térmica negativa e amorfização induzida por altas pressões) têm origem nos modos de unidades rígidas de baixa energia exibidos pelo tungstato de zircônio. No entanto, detalhes do mecanismo responsável pela ETN deste composto ainda são motivo de controvérsia na literatura. O mesmo se pode dizer a respeito do mecanismo responsável pela amorfização induzida por altas pressões. O experimento decisivo consiste em calcular o espectro de dispersão de fônons da fase g-ZrW2O8 e sua dependência com a pressão, de modo a verificar se todo um ramo do espectro de fônons amacia simultaneamente, em pressões compatíveis com aquela em que se observa experimentalmente a amorfização induzida por altas pressões. Este experimento computacional constitui um dos objetivos fundamentais deste projeto.
O segundo tema de pesquisa consiste no estudo computacional sobre influência de altas pressões sobre a estrutura e propriedades de compostos termoelétricos com estrutura de escuterudita. Neste estudo, pretende-se evidenciar o papel desempenhado pela espécie hóspede sobre a equação de estado e as eventuais transições de fase da estrutura hospedeira, tendo em vista que a pressão tende a favorecer estruturas com menor volume molar. Já temos evidências da formação de novas fases em compostos termoelétricos com estrutura de escuterudita, submetidos a altas pressões. Assim, um dos objetivos deste projeto é estudar computacionalmente as propriedades destas novas fases produzidas em alta pressão.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Ney Lemke | UNESP |
| Cláudio Antônio Perottoni | UCS |
| André Luis Martinotto | UCS |
Descrição do Projeto
São quatro as interações fundamentais presentemente conhecidas: gravitacional, eletromagnética, forte e fraca. Enquanto as duas primeiras se manifestam de maneira tangível em nossas vidas, as duas últimas são de natureza mais sutil e atuam no mundo sub-atômico. O presente projeto se refere à força forte. Historicamente, as partículas sensíveis a essa força foram denominadas de hadrons, sendo o próton, o nêutron e o meson pi os mais conhecidos exemplos de hadrons. Essa força é responsável pela existência de quase que a totalidade da massa visível do universo, sendo em particular responsável pela existência do núcleo dos átomos. A teoria que descreve a força forte é a cromodinâmica quântica (QCD), nome derivado da eletrodinâmica quântica, a qual descreve as interações entre as cargas elétricas através de fótons. Na QCD, as cargas são denominadas “cores” e as partículas fundamentais que possuem essas cargas são os quarks, que interagem através de gluons, que também possuem carga de cor. Uma das mais fantásticas propriedades da QCD, pouco entendida no momento, é o confinamento da cor, que significa que um quark ou um gluon não são observados isoladamente – tecnicamente, diz-se que somente estados de cor zero (singletos) são observados. Os estados observados são os hadrons, eles são estados ligados de quarks e gluons.
A QCD sendo a teoria das interações fortes, ela deve descrever a partir de seus graus de liberdade fundamentais, os quarks e gluons, uma grande variedade de propriedades e fenômenos hadrônicos, como a massas e os tamanhos dos hadrons, as interações hadrônicas, a formação dos núcleos atômicos, a matéria formada em colisões de íons pesados a altas energias (plasma de quarks e gluons) e a matéria encontrada no interior de objetos estelares superdensos (estrelas de nêutrons). Todos esses problemas têm em comum o fato que a força entre as partículas não pode ser tratada pelos tradicionais métodos da teoria de perturbação baseados numa expansão em série de potências na constante de acoplamento. No momento, os únicos métodos de primeiros princípios para tratar esses problemas são os baseados em simulações numéricas de grande escala, realizadas em supercomputadores – o nome dado a esse campo é “QCD na rede”. A QCD na rede consiste em simular numericamente as equações da QCD numa rede discreta do espaço-tempo, através do emprego de métodos Monte Carlo e de equações de Langevin.
Apesar do campo ter origem há mais de 30 anos, no Brasil ele é relativamente recente. Historicamente, uma das principais dificuldades para implementar projetos de QCD na rede no Brasil tem sido a ausência de recursos computacionais adequados, devido aos seus altos custos no passado. Presentemente, recursos computacionais adequados começam a ser disponibilizados através de projetos como a GridUNESP. Desde sua criação, a QCD na rede tem produzido várias revoluções, tanto sob o ponto de vista puramente intelectual, no que se refere à compreensão das interações fortes, como também no desenvolvimento de técnicas de simulações numéricas, como o desenvolvimento de novos algoritmos, que se mostraram úteis em vários outros campos do conhecimento, como Ciências dos Materiais, Meteorologia e Matemática Aplicada. A QCD na rede foi propulsora de inovações tecnológicas no campo da informática, incluindo principalmente computação de alto desempenho e tecnologia da informação.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Gastão Inácio Krein | Instituto de Física Teórica |
| Gabriel Santos Menezes | Instituto de Física Teórica |
| Sergio Marcolino Antunes | Instituto de Física Teórica |
| Carlos Eduardo da Silva Fontoura | Instituto de Física Teórica |
| Nadiane Cristina Cassol Seewald | Instituto de Física Teórica |
| Daniel Fernando Reyes Castillo | Instituto de Física Teórica |
| Rafael Reis Leme | Instituto de Física Teórica |
| Marcio Woitek Junior | Instituto de Física Teórica |
| Felipe Attanasio | Instituto de Física Teórica |
Descrição do Projeto
Nosso conhecimento acerca do Universo tem crescido e nos surpreendido nos últimos anos. Talvez a maior surpresa tenha ocorrido em 1998, quando começaram a aparecer as primeiras evidências observacionais de que o Universo está em expansão acelerada. A explicação mais aceita da expansão acelerada do Universo postula que aproximadamente 75% do seu conteúdo esteja na forma de algo que denominamos “energia escura”, que possui propriedades de antigravidade. Encontrar as características da energia escura passou a ser um dos grandes objetivos da Cosmologia moderna.
A Cosmologia está entrando nos anos recentes em uma era de medidas de grande precisão. Uma enorme quantidade de dados observacionais obtida por satélites, como o Cosmic Background Explorer (COBE) e o Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), e telescópios, como o Sloan Digital Sky Survey (SDDS) foi e em alguns casos continua a ser gerada com os sucessivos “data releases”. Nosso Projeto será baseado na análise de dados da colaboração internacional denominada “Dark Energy Survey” (DES), que conta com a forte participação de um grupo brasileiro, representado pelo consórcio DES-Brazil.
O DES usará 4 tipos de observações para obter informações sobre a natureza da energia escura: supernovas do tipo Ia, lenteamento gravitacional, abundância de aglomerados de galáxias e oscilações acústicas de bárions. A partir dessas observáveis é necessário estimar os parâmetros do modelo cosmológico favorecido.
Nosso Projeto junto ao GridUNESP visa a realizar simulações de possíveis observáveis no DES, como por exemplo na detecção de lentes gravitacionais fortes, na análise dos dados que virão a partir de 2011 e na estimativa de parâmetros cosmológicos a partir do conjunto de dados medidos.
O número de parâmetros que determinam um modelo cosmológico pode chegar a 10, o que torna a sua estimativa extremamente complexa. Nessa etapa o uso do “Markov Chain Monte Carlo” (MCMC) é essencial. As cadeias de Markov geradas por Monte Carlo são usadas para obter amostras independentes da distribuição de probabilidade dos parâmetros do modelo para um determinado conjunto de dados em uma análise bayesiana. Essa distribuição é usada para obter regiões com níveis de confiança dos parâmetros do modelo. A grande vantagem do método de MCMC é que seu custo computacional escala de maneira aproximadamente linear com o número de parâmetros a serem estimados e a estrutura de grid é ideal para o seu uso.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Rogerio Rosenfeld | Instituto de Física Teórica |
| Luiz Alberto Nicolaci da Costa | Observatório Nacional |
| Martin Makler | Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas |
| Marcio Antonio Geimba Maia | Observatório Nacional |
| Paulo Pellegrini | Observatório Nacional |
| Fernando Simoni | Observatório Nacional |
| Ricardo Ogando | Observatório Nacional |
Descrição do Projeto
Resolução de equações de autovalores e observáveis de espalhamento, em sistemas de 3 e 4 corpos em Física Nuclear e Atômica, considerando a técnica de Lanczos. Sistemas atômicos ultrafrios e condensados de Bose-Einstein em redes ópticas, considerando transições de fase de superfluído para Mott-Insulator, utilizando técnicas numéricas de Monte-Carlo no modelo de Bose-Hubard.
Análise da Interação de estado final de três-corpos no decaimento B->K Pi Pi, para estudo da assimetria de matéria anti-matéria no universo. Para isso serão desenvolvidos formas analíticas e algoritmos para a simulação numérica do fundo não-ressonante de três corpos, inspirados na solução numérica da equação de Bethe Salpeter, em aproximação de escada.
Cálculos de reações de fragmentação e de pré-equilíbrio, que objetiva fazer simulação de reações nucleares através de cálculos de Monte Carlo.
Nessa colaboração, que tem a coordenação de Lauro Tomio (IFT/UNESP, São Paulo), recebendo apoio da FAPESP através de projeto temático, temos pesquisadores do IFT/UNESP (São Paulo), ITA (São José dos Campos), IF-USP (São Paulo), UFF (Niterói), UNICAMP (Limeira), CBPF (Rio de Janeiro) e UFRJ (Rio de Janeiro) e IF-UFRGS (Porto Alegre), além de colaborações com pesquisadores do exterior.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Lauro Tomio | Instituto de Física Teórica |
| Marcelo T. Yamashita | Instituto de Física Teórica |
| Mohammadreza Hadizadeh | Instituto de Física Teórica |
| Arnaldo Gammal | IF-USP |
| Tobias Frederico | ITA |
| Brett Vern Carlson | ITA |
| Varese Salvador Timoteo | UNICAMP |
| Antonio Delfino | UFF |
| Ignácio Bediaga | UFF |
| Alberto Reis | UFF |
| Sérgio Souza | UFF |
| Raul Donangelo | UFF |
| Aksel Jensen | Aarhus University |
| Mario Salerno | University of Salerno |
| Yasuyuki Suzuki | University of Tokyo |
Descrição do Projeto
O projeto visa o estudo sistemático de sinais advindos de espalhamentos envolvendo modelos não usuais em física de altas energias. Em particular, em uma primeira etapa, estudaremos espalhamentos envolvendo espinores Elko.
Os espinores Elko são autoespinores do operador de conjugação de carga que carregam ambas as representações de Weyl (ambas helicidades). Os campos quânticos cujos coeficientes da expansão sejam os espinores Elko apresentam duas propriedades instigantes, a saber: primeiramente tais espinores obedecem a equação de Klein-Gordon (não Dirac) somente. Além disso, apresentam dimensão de massa 1 (e não 3/2) mesmo sendo espinores genuínos.
A razão para tal comportamento pode ser estabelecida da seguinte maneira: sendo um autoespinor do operador de conjugação de carga, o Elko possui um novo dual (diferente do dual de Dirac) obtido de modo a preservar a invariância do bilinear construído com o espinor Elko por transformações de Lorentz geral. Uma vez dotado de um novo dual, o Elko também apresenta novas somas de spin e, consequentemente, a estrutura local do campo quântico associado e modificada. Em outras palavras, o espinor Elko quebra a invariância de Lorentz de um modo bastante sutil, apresentando um eixo preferencial (de fato, os espinores Elko não pertencem a classificação padrão de Wigner). Tal característica, entretanto, parece ser vantajosa para candidatos a matéria escura.
Em um trabalho prévio (Phys. Lett. B706:352-359,2012) analisamos a assinatura tipica de um espalhamento gerando Elkos com momentos aproximadamente nulos, de modo a investigar a dependência do sinal de saída com a existência do eixo preferencial.
Propomos em uma nova fase do projeto a analise do espalhamento em questão levando em conta, porem, a existência de momentos não nulos dos Elkos produzidos na reação. Cálculos preliminares indicam que nesse caso a estrutura não-local do Elko, ou equivalentemente, seu eixo preferencial poderá ser melhor explorado.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Fernando Luiz de Campos Carvalho | Unesp-Guaratinguetá |
| Julio Marny Hoff da Silva | Unesp-Guaratinguetá |
| Marco André Ferreira Dias | Unifesp-Diadema |
Descrição do Projeto
Dispositivos eletrônicos moleculares representam a última fronteira em termos de miniaturização, onde um dispositivo completo é formado por alguns átomos. Além das potenciais aplicações tecnológicas, interessantes fenômenos físicos tornam-se dominantes na escala nanoscópica. Nestas escalas torna-se necessário levar em consideração a posição específica dos átomos formando o material bem como as interações entre todos os elétrons. Isto invariavelmente implica considerar, de maneira precisa, um grande número de partículas interagentes.
Neste projeto os sistemas moleculares de interesse são: oligômeros orgânicos, nanotubos de carbono e grafeno. Os compostos serão conectados a eletrodos metálicos e as características do transporte eletrônico analisadas. Efeitos de grande interesse – e ainda pouco estudados nesta escala - podem surgir em alguns dos materiais, como o Efeito Kondo, que ocorre quando há a presença de uma forte correlação entre os elétrons. Também serão estudados os efeitos da interações elétron fônon e spin-órbita nas propriedades de transporte eletrônico de diferentes materiais nanoscópicos.
As principais ferramentas teóricas utilizadas no estudo são: a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e o formalismo de Funções de Green fora do equilíbrio (NEGF). A primeira metodologia permite a obtenção da estrutura eletrônica com precisão e a segunda – principalmente quando combinada com a DFT - permite o cálculo do transporte eletrônico através de dispositivos sob o efeito de um potencial externo. A DFT possui o melhor balanço entre custo computacional e precisão numérica em cálculos de estrutura eletrônica, sendo amplamente utilizada por diversos grupos de pesquisa. O projeto combina a utilização de códigos já existentes e distribuidos gratuitamente na comunidade científica, bem como outros desenvolvidos “in house” totalmente paralelizados. Além disso serão desenvolvidas novas ferramentas computacionais sempre visando ambientes de computação de alta performance.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Alexandre Reily Rocha | UNESP/IFT |
| Jeconias Rocha Guimarães | UNESP |
| Pedro Brandimarte Mendonça | USP |
| Ekaterina Alexandrovna Filatova | UFABC |
| Rodrigo Garcia Amorim | UFABC |
| Cláudio Padilha | UFABC |
| Wudmir Verastegui Rojas | UFABC |
Descrição do Projeto
The signals from inspiralling binary systems that include black holes and/or neutron stars are the most promising candidates for a first direct detection of gravitational waves that are expected to be made in the next 4-5 years by the LIGO and Virgo observatories. Such signals are well modeled within General Relativity in terms of the parameter of the sources, however an interesting question to ask is: given that the parameters intrinsic to the sources are unknown, can the fundamental parameter of General Relativity also be tested with gravitational wave detections?
The answer turns out to be "yes" and a data analysis pipeline named TIGER and described in PRD85 082003 has been setup in order to assess the quantitative level at which such test can performed. In order to estimate the signal parameters, (so far simulated) data are correlated with waveforms generated out of parameters drawn by a Monte Carlo from the entire parameter space. In order to perform the above mentioned test on General Relativity, the background has to be computed to assess the detection statistics. In the case of TIGER, it is necessary to collect a background of Bayesian odds ratio between the two different hypotheses: General Relativity vs. non-General Relativity.
Odds ratios quantify the relative probability of competing hypotheses, telling which of the two is favored by data. Several parallel Monte Carlos will be run on the cluster to determine the background value distribution of the odds ratio as a function of the number of detected sources and their signal-to-noise ratio. This will allow to determine what is is the minimal deviation from General Relativity that it is possible to detect.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Riccardo Sturani | UNESP/IFT |
Descrição do Projeto
Compostos orgânicos são atualmente considerados materiais de grande interesse na confecção de dispositivos eletrônicos flexíveis de fácil processamento e baixo custo relativo. Aliada às interessantes propriedades óptico-eletrônicas que os tornam materiais de grande relevância tecnológica, compostos orgânicos apresentam uma física extremamente rica, com processos diferenciados de recombinação, dissociação e transporte de carga que têm incentivado a sua pesquisa mesmo em ciência básica.
De fato nota-se na literatura a publicação de um número crescente de trabalhos experimentais e teóricos acerca de propriedades opto-eletrônicas de materiais orgânicos em diferentes áreas de aplicação. Contudo, devido à desordem estrutural típica associada a estes materiais, estudos de suas propriedades eletrônicas e estruturais são ainda grandes desafios. Em especial, a grande flexibilidade estrutural e profunda influência desta nas propriedades de interesse destes compostos torna a modelagem e simulação uma tarefa de apreciável complexidade nestes materiais.
A simulação e estudos teóricos relacionados à estes materiais (e técnicas específicas a eles associados) são de grande relevância, pois além de possibilitarem uma maior compreensão dos fenômenos básicos envolvidos, permitem avaliar características relevantes para a obtenção de dispositivos (e/ou materiais) mais eficientes, podendo ainda sugerir alternativas que permitam reduzir o número de experimentos a serem realizados e assim o custo total de produção de dispositivos.
No presente projeto sugerimos uma série de estudos teóricos acerca de três temas que vêm sendo desenvolvidos em nosso laboratório: i) alteração cromática induzida por raios gama em soluções de polímeros orgânicos para aplicações dosimétricas; ii) simulação do espectro de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) através de parâmetros do hamiltoniano de spin obtidos de cálculos ab-initio e iii) simulação e modelagem de processos de transporte de carga em compostos orgânicos. Consideramos que estudos teóricos relacionados à estes temas são de grande relevância, uma vez que, além de possibilitar uma maior compreensão dos fenômenos básicos envolvidos, permitem avaliar características que permitam a obtenção de materiais/dispositivos mais eficientes ou mesmo sugerir caminhos a fim de reduzir número de experimentos necessários.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Carlos Frederico de Oliveira Graeff | UNESP/FC |
| Augusto Batagin Neto | UNESP/FC |
| Erika Soares Bronze Uhle | UNESP/FC |
Descrição do Projeto
Sabendo que materiais em escala nanoscópica apresentam propriedades físicas especiais, um dos desafios atuais em Nanociência e Nanotecnologia é desenvolver materiais nanoestruturados que apresentem o máximo das propriedades especiais das nanoestruturas individuais que os compõem. Dentro deste contexto, este projeto consiste do estudo por meio de simulações atomísticas de dinâmica molecular, de sistemas formados ou que contém nanoestruturas como, por exemplo, materiais nanoestrurados formados pela combinação de nanofitas de grafeno e nanotubos de carbono, fios e folhas de nanotubos de carbono, nanocompósitos formados pela mistura de nanotubos ou nanofitas de grafeno em matrizes poliméricas, nanofios, nanomolas e outros.
Em vista do tamanho dessas estruturas, ferramentas de simulações atomísticas por dinâmica molecular serão utilizados. Dependendo do tipo de nanoestrutura que forma o material nanoestruturado, suas propriedades individuais serão estudadas de modo isolado com o objetivo de descobrir como elas determinam o comportamento dos materiais nanoestruturados. Apesar de pretendermos usar modelos em escala contínua para a descrição das propriedades gerais de materiais nanoestruturados macroscópicos, como compósitos ou fios e folhas de nanotubos, partes pequenas mas estruturalmente importantes desses materiais serão definidas e investigadas por meio de simulações por dinâmica molecular. Essas partes serão definidas de acordo com imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura de fios e folhas de nanotubos de carbono.
Pretendemos estudar propriedades mecânicas, térmicas e estruturais desses sistemas. Para obter as propriedades mecânicas, realizaremos séries de simulações para obter a energia de equilíbrio do sistema em função da deformação aplicada. As propriedades térmicas serão obtidas através de simulações a temperaturas diversas. As previsões teóricas serão comparadas com resultados experimentais.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Alexandre Fontes da Fonseca | UNESP/FC |
| Newton Cunningham Braga Mostério | UFF |
| Virgilio Junior Caetano | UFF |
Descrição do Projeto
Considerando o principal resultado da referência Barreiro&Medina JHEP10108 a qual argumenta que as correções nas amplitudes de espalhamento de qualquer deformação superssimétrica da teoria de Super Yang-Mills, em qualquer ordem em α1, a constante fundamental da corda, não apresentam termos (ζ.k)^n, vamos procurar determinar completamente as amplitudes de espalhamento de 5, 6 e 7 pontos em ordem . De fato, a ausência de termos(ζ.k)^n permite-nos escrever as amplitudes de supercordas em termos de uma base de amplitudes de Yang-Mills. Assim, o problema da obtenção da amplitude de supercordas passa a ser um problema de álgebra linear, na qual resolvemos um sistema de equações lineares, cujas soluções produzem coeficientes com os quais é possível construir as amplitudes de supercordas em termos das amplitudes de Yang-Mills. Calcular as correções de ordens elevadas nas amplitudes supercordas se faz necessário para obtermos informações à respeito do aparecimento de um novo superinvariante da teoria que deve surgir a partir da ordem 7 na expansão em α1.
O sistema de equações lineares que surge aumenta com o aumento da ordem da correção. Isso exige um poder computacional cada vez mais elevado. Além disso, os cálculos devem ser todos analíticos, pois os coeficientes são frações racionais. Isso requer o uso de software específico para cálculo analítico e atualmente estamos utilizando o Mathematica 8.0.
Após essa primeira etapa, ou seja, após termos efetuado os cálculos dos termos bosônicos, estaremos em condições de incluir os termos fermiônicos de 5 e 6 pontos, fazendo uso da identidade de Fierz. Então, utilizando a identidade de Ward superssimétrica, pretende-se também estudar as origens do cancelamento dos termos(ζ.k)^n que muito provavelmente tem suas raízes na superssimetria.
Finalmente, a ausência de termos na amplitude de cordas abertas tem uma condição paralela para cordas fechadas que é a ausência de termos das formas(ζ.k)^n e (kζζk)^N (kζk)^(N-2). Assim, finalizaremos o projeto estudando correções nas amplitudes de corda fechada no setor gravitacional da teoria.
Em todas essas vertentes do trabalho, será necessário o uso de equipamento computacional com grande capacidade de memória.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Luiz Antonio Barreiro | UNESP/Rio Claro |
| Ricardo Medina | UNIFEI |
Descrição do Projeto
Neste projeto propomos a construção, comparação e aplicação de funcionais da densidade em cálculos de DFT, via aproximações locais e não-locais, para o estudo de emaranhamento e superfluidez exótica em sólidos e átomos frios.
Faremos uma descrição quantitativa do mapeamento entre função de onda e densidade, previsto pelo teorema de Hohenberg-Kohn, que poderá ser usada para testar a eficiência de funcionais da densidade.
Um estudo comparativo entre as diversas medidas de emaranhamento já existentes será realizado, e funcionais da densidade para aproximações não-locais serão construídos.
Estes resultados serão aplicados na investigação do emaranhamento e de superfluidez inomogênea em nanoestruturas, sistemas desordenados e átomos frios.
Os cálculos de Teoria do Funcional da Densidade necessários para o desenvolvimento deste projeto serão realizados tanto em computadores comuns adquiridos com o financiamento da FAPESP, quanto através do GRID UNESP:
Cálculos menos custosos, isto é, usando rotinas de DFT otimizadas em nosso grupo para modelos específicos, podem ser realizados facilmente com os computadores adquiridos através do Projeto de numeração 13/15982-3, recentemente aprovado no Programa Jovens Pesquisadores da FAPESP.
Já cálculos mais pesados, como de diagonalização exata e de DMRG (Density Matrix Renormalization Group), igualmente fundamentais para o desenvolvimento deste projeto, requerem ambiente computacional de alta-performance e, portanto, serão executados no GRIDUNESP.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Prof. Dra. Vivian Vanessa França Henn | UNESP/Rio Claro |
Descrição do Projeto
Estudo das incertezas na determinação da distribuição de matéria escura na Via Láctea, principalmente, a asfericidade do halo e o impacto da física bariônica. Neste estudo comparamos as observações da curva de rotação da galaxia com a curva esperada tendo em conta só a matéria visível ou bariônica, estendendo a comparação para casos onde, por exemplo, não asumimos simetria esférica. Vamos usar compilacões de dados encontrados na literatura. Usando tracers do potencial gravitatório total construímos a curva de rotação observada. A curva de rotação esperada vai ser construida usando perfis de densidade (baseados em observações) para a materia bariônica. A materia bariônica na galaxia é decomposta em três componentes: bulge, disco estelar e gás. A partir de uma compilacão dos perfis de densidade que se encontram na literatura para cada componente, derivamos o potencial gravitatorio asociado a materia visivel e a correspondente curva de rotação esperada.
A discrêpançia entre curva observada e curva esperada é descrita pela existencia da materia escura. Vamos usar distintas parâmetrizaçôes para o perfil de densidade da materia escura. Estas parâmetrizaçôes ou modelos são inspiradas em dois tipos de simulações: simulações onde só a matéria escura está presente e simulações hidrodinâmicas onde, ademais da materia escura, se introduz matéria bariônica. Usando métodos estatísticos vamos estimar os parâmetros de estos modelos ou perfiles de densidade de matéria escura. Entre outros parâmetros, vamos determinar a densidade local de matéria escura com especial atenção dada a relevançia deste parâmetro em outros experimentos de busca de matéria escura direta. Os parâmetros serão estimados tendo em conta todas as fontes de incerteza tanto estatística como produzida por parâmetros galácticos como a modelagem da distribuiçao bariônica.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Prof. Dr. Fabio Iocco | UNESP/IFT |
| María José Benito Castaño | UNESP/IFT |
Descrição do Projeto
Compostos orgânicos configuram atualmente materiais de grande interesse na confecção de dispositivos eletrônicos flexíveis e de baixo custo relativo. Devido a isso, diversos trabalhos experimentais e teóricos têm sido realizados visando avaliar as promissoras propriedades opto-eletrônicas e magnéticas destes materiais. Contudo, devido à desordem típica destes compostos, estudos de suas propriedades básicas são ainda grandes desafios. Neste projeto sugerimos uma série de estudos teóricos acerca de características eletrônicas, estruturais, magnéticas e de reatividade de compostos orgânicos (e compósitos baseados nestes materiais) para aplicações em dispositivos diversificados. Consideramos que estudos teóricos relacionados à estes temas são de grande relevância, uma vez que, além de possibilitar uma maior compreensão dos fenômenos básicos envolvidos, permitem avaliar características que permitam a obtenção de materiais e dispositivos mais eficientes, ou mesmo sugerir caminhos a fim de reduzir número de experimentos necessários. Tipicamente serão estudados compostos orgânicos poliméricos e moleculares ou compósitos envolvendo estas estruturas e sistemas inorgânicos. A metodologia empregada abrange o cálculo de estrutura eletrônica (métodos Hartree-Fock, Teoria do funcional da densidade, e métodos semi-empíricos), dinâmica molecular e cálculo de transporte de carga via equações de Drift-Difusion, Master equation e Monte Carlo Cinético.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Augusto Batagin-Neto | UNESP/Itapeva |
| Carlos Frederico de Oliveira Graeff | UNESP/FC-Bauru |
| Rafael Plana Simões | UNESP/FC-Botucatu |
| Filipe Camargo Dalmatti Alves Lima | USP/IFSP |
Descrição do Projeto
Estudo das incertezas para determinação de materia escura na Via Láctea, principalmente, a asfericidade do halo e o impacto da física bariônica. Neste estudo comparamos as observações da curva de rotaçãoo da galáxia com a curva esperada tendo em conta só a matéria visível ou bariônica, estendendo a comparação para casos onde, por exemplo, não assumimos simetria esférica. Vamos usar compilações encontradas na literatura. Usando traçadores do potencial gravitacional total, construímos a curva observada. A curva de rotação esperada visa ser construída usando perfis de densidade (baseados em observações) para a matéria bariônica. A matéria bariônica na galáxia é decomposta em três componentes: bulge, disco-estelar e gás. A partir de uma compilação dos perfis de densidade que se encontram na literatura para cada componente, derivamos o potencial gravitacional associado à matéria visível e à correspondente curva de rotação esperada. A discrepância entre a curva observada e a curva esperada é descrita pela existência da matéria escura. Vamos usar distintas parametrizações para o perfil de densidade da matéria escura. Estas parametrizações ou modelos são inspiradas em dois tipos de simulações. Usando métodos estatísticos, vamos estimar os parâmetros destes modelos ou perfis de densidade de matéria escura. Entre outros parâmetros, vamos determinar a densidade local de matéria escura com especial atenção dada a relevância deste parâmetro em outros experimentos de busca direta por matéria escura. Os parâmetros serão estimados tendo em conta todas as fontes de incerteza: tanto estatística como produzida por parâmetros galácticos, como modelagem da distribuição bariônica.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Fabio Iocco | IFT / São Paulo |
| María José Benito Castaño | IFT / São Paulo |
| Ekaterina Karukes | IFT / São Paulo |
Descrição do Projeto
O objetivo desse projeito é o desenvolvimento de técnicas numéricas para estudar a matriz de espalhamento no contexto das teorias quânticas de campos não perturbativo. No específico, o problema físico é convertido em um problema de otimização que pode ser solvido usando um programa C++ open source que precisa de um arquivo de input gerado usando o software Mathematica. O problema físico estudado é o espalhamento pion-pion, as partículas mais leves no spectro de massa da cromodinâmica quântica. O que se segue é uma lista das inovações necessárias para enfrentar esse problema. No espalhamento pion-pion aparecem várias resonâncias como picos dos dados experimentais. O estudo numérico dessas resonâncias nesse contexto já é um trabalho original. Além disso, as interações da cromodinâmica quântica conservam a característica de isospin: o grupo de simetria global dos pions, por isso, é SO. A introdução dessa simetria precisa de ulteriores modificações no código. Como último ingrediente físico, os pions são quase-bosons de Goldstone pela ruptura espontânea da simetria chiral SU_L x SU_R. Computações em "Chiral Perturbation Theory" mostram a presença de zeros na matriz de espalhamento que são necessários para simular o correto comportamento a baixa energia das partículas. Cada ponto dessa lista tem de ser estudado numericamente. Esperamos que os resultados numéricos possam ser comparados com os dados experimentais e, em caso de acordo, abrir uma nova técnica pelo estudo do espalhamento não perturbativo das partículas sujeitas às interações fortes.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| "Andrea Leonardo Guerrieri (Coordenador)" | IFT-ICTP / São Paulo |
Descrição do Projeto
A deformação do Sistema Terrestre está relacionada com a mudança na camada sólida da Terra (geosfera) e pode ser investigada com base no comportamento temporal das estações de referência contidas na rede global ITRF (International Terrestrial Reference Frame). Uma densificação continental desta rede é o Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas (SIRGAS) que possui uma rede em operação contínua (SIRGAS Continuously Operating Network – SIRGAS-CON) e três redes de Densificação (SIRGAS-CON-D) que contém além das estações da rede continental, as estações das redes nacionais e regionais. Estações GNSS (Global Navigation Satellite System) materializadas em território brasileiro constituem a Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo (RBMC), mantida pela Diretoria de Geociências do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), . A RBMC se complementa com as redes locais/regionais, p.ex.,a Rede GPS Ativa do Oeste do Estado de São Paulo, que disponibiliza dados GNSS em tempo real. Esta Rede foi implantada com recursos obtidos de dois projetos de pesquisa (Processos 04/09235-1 e 04/03384-5 conduzidos pela FCT/UNESP e financiados pelo FAPESP, conforme consta no site do Grupo de Estudos em Geodésia Espacial (http://gege.fct.unesp.br/). Com base nos dados disponibilizados pelo Sistema SIRGAS, tanto para rede SIRGAS-CON-C quanto para a rede SIRGAS-CON-D, as soluções diárias, semanais e anuais das estações destas redes podem contribuir com a Ciência do Sistema Terrestre, analisando o comportamento das respectivas estações, em função das coordenadas geodésicas semanais e das séries temporais. Para a obtenção destas soluções, utilizam-se os programas GAMIT e GLOBK, desenvolvidos no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT - Massachusetts Institute of Technology). As soluções provenientes dos dados GNSS disponibilizados pela RBMC são obtidas com o programa GAMIT, utilizando os critérios de processamento adotados pelos Centros de Análise para o Sistema SIRGAS, como p.ex.: taxa de amostragem, máscara de elevação, órbitas/EOP, estratégia de base, peso das observações, modelo troposférico a priori, atraso zenital, ambigüidades, modelo de carga oceânica, variação do centro de fase, coordenadas e velocidades, solução diária e solução semanal. O controle geodésico de deformação da rede SIRGAS-CON-D, envolvendo as estações da RBMC, é realizado, inicialmente, com base no teste de congruência global, para verificar se a geometria formada pelas respectivas estações permanece inalterada entre as épocas consideradas. Posteriormente, um modelo matemático pode ser elaborado em função de um polinômio, de maneira que seus coeficientes representem os parâmetros de deformação da estrutura investigada, neste estudo de caso, a densificação da rede SIRGAS-CON-D. Portanto, o controle geodésico do processo de deformação do Sistema Terrestre, mais especificamente, sobre a rede SIRGAS-CON-D, contribui com o controle da geodinâmica, ratificando a Geodésia como uma ciência da mudança global.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| João Carlos Chaves | UNESP/FCT - Presidente Prudente |
Descrição do Projeto
O projeto “Modelagem termo-cinemática da plataforma sulamericana, sudeste do Brasil: traço de fissão em apatita, zircão e termocronologia (U-Th)/He em apatita” está inserido em programa maior que seria a quantificação da evolução termal fanerozóica, soerguimento e história de exumação do embasamento Precambriano da região sudeste da Plataforma Sulamericana. O Principal propósito no Programa Capes/DAAD é a formação de pessoal de nível superior, de brasileiros e alemães no uso de tratamento termocronológicos e técnicas de modelamento Termo-cinemático 2D e 3D. Para esta proposta serão integrados processos superficiais através do uso de programas computacionais existentes. Serão testados modelos (predições) obtidos para o espaço de parâmetros multidimensionais (parâmetros térmicos, exumação, taxa de erosão, tectônica de blocos) contra dados termo-cronológicos reais. Combinações variadas de parâmetros serão permitidas. A modelagem termo-cinemática integrará os dados termo-cronológicos de alta-temperatura existentes resultando em um modelo de exumação em longo prazo para a região. Teremos a formação de mão de obra especializada através de sete doutores brasileiros e alemães, entre outros, em diferentes temas ou de forma integrada, envolvendo técnicas variadas e complementares.
A importância econômica é dada através da compreensão de fenômenos relacionados com soerguimentos e deposição de sedimentos nas bacias adjacentes. Possivelmente, relacionados à formação de bacias costeiras (bacias de Santos e Campos), associadas a campos petrolíferos e interioranas (Bauru, sul de Minas e mais jovens) e/ou relacionadas a depósitos de diamante, ouro e jazidas hidrotermais. Os resultados obtidos podem ser importantes também na construção de represas, estradas e planejamento de cidades. Haverá desenvolvimento e transferência tecnológica, através da implantação da metodologia de traços de fissão em zircão e rotinização da modelagem termo-cinemática. Termocronologia (U-Th)/He em apatita e conductividade/difusividade térmica das rochas serão utilizadas de forma a complementar a modelagem termo-cinemática. Para realizar este projeto contamos com uma equipe multidisciplinar onde participam especialistas das seguintes instituições brasileiras como a: UNESP, UNICAMP e IPEN e alemãs: Universidade de Heidelberg. Esta equipe desenvolverá as pesquisas através do seu corpo docente, pós-doutorandos, pós- graduandos (mestrandos e doutorandos), graduandos (Iniciação Científica) e contará com o auxílio do seu corpo técnico.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Peter Christian Hackspacher | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |
| Júlio Cesar Hadler Neto | Instituto de Física/UNICAMP |
| Antonio Roberto Saad | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |
| Pedro José Iunes | Instituto de Física/UNICAMP |
| Luis F.B. Ribeiro | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |
| Carina B. Ribeiro | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |
| Daniel F. de Godoy | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |
| Carolina Doranti | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |
| Ulrich Glasmacher | Heidelberg University |
| Friederike Bauer | Heidelberg University |
| Christin Dreyer | Heidelberg University |
| Christian Repenning | Heidelberg University |
| Mark Petras | Heidelberg University |
| Viola Warter | Heidelberg University |
Descrição do Projeto
GNSS tem sido muito usado pela comunidade civil, notavelmente pelos Geodesistas. Uma grande quantidade de estações contínuas GNSS (Global Navigation Satellite System) tem se espalhado pelo Brasil, contando atualmente com mais de 100 delas, as quais, em geral, ficam sobre a responsabilidade do IBGE (http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/rbmc/rbmc_est.shtm). A UNESP PP também dispõe de uma rede GNSS em tempo real http://gege.fct.unesp.br), além da rede CIGALA/CALIBRA (http://is-cigala-calibra.fct.unesp.br/is/). O processamento dos dados dessas estações pode produzir uma série temporal diária de coordenadas dessas estações, a partir das quais se pode estimar um campo de velocidade, bem como os efeitos sazonais presentes. Os dados são, em geral processados com softwares científicos, tais como Bernese 5.2, Gipsy Oasis, GAMIT, PPP UNESP dentre outros. Todos esses softwares estão disponíveis no LGE (Laboratório de Geodésia Espacial) da UNESP PP. Os vários erros envolvidos nos dados devem ser modelados ou reduzidos, sendo que qualquer resíduo remanescente irá contaminar a série temporal de coordenadas. Uma vez produzidas tais série temporais, pode-se procurar melhorar os modelos funcionais e estocásticos, podendo melhorar o entendimento de fenômenos geofísicos, como deslocamentos de estações, períodos de chuvas e estiagem. Técnicas como Estimativa das Componentes de Variância via o método dos mínimos quadrados podem ser usadas para caracterizar o ruído presente na série temporal. Neste sentido, neste projeto pretende-se desenvolver uma metodologia adequada para o processamento dos dados GNSS visando produzir soluções diárias a partir de vários softwares e combinar as soluções. Tais soluções serão analisadas no contexto de série temporais visando determinar o melhor modelo funcional e estocástico para cada estação e ao final com várias estações em conjunto. Desta forma, qualquer aplicação que for baseada nestas séries temporais deverão produzir análises mais robustas e confiáveis. Adicionalmente pretende-se acessar os dados em tempo real para produzir série temporal de coordenadas também em tempo real. Para isto um Caster (BNC-Caster) deverá também ser instalado.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| João Francisco Galera Monico | UNESP/FCT - Presidente Prudente |
| Milton H. Shimabukuro | UNESP/FCT - Presidente Prudente |
| Bruno Vani | UNESP/FCT - Presidente Prudente |
| Italo Tsushiya | UNESP/FCT - Presidente Prudente |
| Daniele Barroca Marra Alves | UNESP/FCT - Presidente Prudente |
| Rodrigo Mendes Rocha | UNESP/FCT - Presidente Prudente |
| Heloisa Alves da Silva | IME/RJ |
| Paulo Sergio de Oliveira Junior | UNESP/FCT - Presidente Prudente |
| Gabriela de Oliveira Nascimento Brassarote | UNESP/FCT - Presidente Prudente |
| Tayná Aparecida Ferreira Gouveia | UNESP/FCT - Presidente Prudente |
| Aline Barroca Mara | UNESP/FCT - Presidente Prudente |
Descrição do Projeto
O projeto em tela é uma derivação da pesquisa intitulada “Mediação e Conciliação avaliadas empiricamente: jurimetria para proposição de ações eficientes”, fomentado pelo Conselho Nacional de Justiça (CNJ) e inicialmente desenvolvido pelo grupo de pesquisas “Applied Business Law”, da
FEA-RP/USP. Usando um processo de extração, transformação e carga, foram obtidos os diários oficiais em formato portable document format que, depois de convertidos, foram carregados em um banco de dados NoSQL, criando uma base de dados reunindo as decisões judiciais publicadas no período de 2013 a 2017 dos estados: SP, RJ, PR, CE e PI. Um dos problemas encontrados durante a execução da pesquisa foram os diversos formatos de publicação dos diários oficiais, e também as suas diversas estruturas, o que levou a criação de uma base de dados mais bruta e genérica, e menos detalhada. Utilizando um modelo de classificação constituído por uma rede bidirecional com neurônios LSTM (Long Short-Term Memory), está sendo implementado um sistema inteligente capaz de realizar uma melhor classificação das decisões publicadas, categorizando-as nas classes de assuntos pertinentes, na natureza das partes envolvidas, no teor do objeto de discussão e nas decisões proferidas, dentre outros itens. Após testes iniciais com base de treino reduzida, verificou- se a necessidade de treinar o modelo com uma quantidade de dados mais robusta. Nesse sentido, pretende-se realizar o treino do sistema com a base modelada para o estado de SP, que consiste num total de 90 milhões de registros. Para tanto, verifica-se necessidade de um grande poder de processamento de forma a minimizar o tempo empregado para o treino e maximizar os resultados, principalmente em termos de acurácia. Observa-se um grande potencial de contribuição do projeto,
tanto para a gestão judiciária, quanto para orientação de advogados e pesquisadores da área. Além de contribuir com para a área de inteligência artificial, apresentando um caso de utilização bastante robusto.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| " José Remo Ferreira Brega(Coordenador)": http://lattes.cnpq.br/5777705137810019 | UNESP/FC - Bauru |
| Ildeberto Aparecido Rodello | FEARP/USP |
| Rafael Mecheseregian Razeira | FFCLRP/USP |
| "Aguimar Ribeiro Júnior": http://lattes.cnpq.br/6946672534746836 | FFCLRP/USP |
Descrição do Projeto
No sudeste e na região sul do Brasil, assim como na Amazônia, tem sido observado um aumento intenso na precipitação, o que também tem sido observado nos últimos cinqüenta anos, como mostrado por Marengo et al., 2007. Groisman et al. (2005) identificaram tendências positivas de aumentos sistemáticos de chuva e de extremos de chuva na região subtropical, no sul e no nordeste do Brasil. Os autores consideraram que o sudeste, desde 1940, tem mostrado aumentos sistemáticos na freqüência de chuvas intensas, de até quase 58%/100 anos. Carvalho et al. (2002; 2004) consideram que em São Paulo observam-se mais eventos extremos de chuvas durante o El Niño, os quais, nesse estado, são sensíveis à intensidade da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). No caso das áreas urbanizadas, a criação de ilhas de calor - assim como a alteração nos regimes de ventos ¬exercendo uma significativa alteração nos volumes e distribuição das chuvas, concentrando as precipitações atmosféricas em algumas regiões e tornando-as escassas em outras. Assim, uma redistribuição nos regimes pluviométricos pode trazer conseqüências sérias para a vida da população, principalmente, sobre a população urbana. Entre estes impactos, podemos citar o racionamento de água e ao mesmo tempo uma maior ocorrência de alagamentos e deslizamentos de terra. Existe uma percepção de que como uma provável conseqüência das mudanças globais e regionais, teríamos que os desastres naturais relacionados ao clima estão aumentando em freqüência e magnitude nas últimas décadas. Uma análise das distribuições de parâmetros como volume, área, duração, intensidade (dBZ) das células de precipitação, altura de topos dessas tempestades, etc, observadas nos últimos 15 anos pelos radares do IPMet, certamente se configura numa contribuição aos estudos já realizados até então no Estado de São Paulo, pois nenhum deles tiveram suas análises baseadas numa serie de dados gerados por radares meteorológicos. Sem dúvida seria ainda uma contribuição para a climatologia de tempestades para o Estado considerando a área de alcance dos dois radares.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Ana Maria Gomes | Instituto de Pesquisas Meteorológicas |
| Gerhard Held | Instituto de Pesquisas Meteorológicas |
| Jonas Nery Teixeira | Departamento de Geografia de Ourinhos |
| Jaqueline Murakami Kokitsu | Instituto de Pesquisas Meteorológicas |
Descrição do Projeto
O presente projeto de pesquisa tem por objetivo estudar a dinâmica das interações não-lineares ressonantes entre ondas num modelo atmosférico global, baroclínico e não-hidrostático e analisar o potencial dessas interações na geração de flutuações de baixa-freqüência na circulação atmosférica de grande-escala. Essas interações ressonantes serão analisadas num contexto idealizado, com as ondas estando imersas numa atmosfera em repouso, horizontalmente homogênea, isotérmica e estavelmente estratificada na vertical. Estudos complementares podem ser feitos, dependendo do andamento do projeto, para o caso de estados básicos mais realistas, considerando a princípio o limite hidrostático das equações governantes neste caso. Pretende-se com este estudo obter um conhecimento teórico mais profundo acerca dos mecanismos não-lineares de interação multi-escala na atmosfera, visto que tanto estudos teóricos quanto de modelagem numérica com modelos atmosféricos operacionais têm destacado a importância dessas interações multi-escala na geração de anomalias de baixa freqüência na circulação atmosférica. A importância da presente proposta reside no crescente consenso por parte da comunidade científica em ciências atmosféricas da necessidade de se utilizar modelos de altíssima resolução espacial/temporal para previsão sazonal e simulações climáticas de período ainda mais longo.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Carlos Frederico Mendonça Raupp | Instituto de Física Teórica |
Descrição do Projeto
A modelagem numérica é uma valiosa ferramenta para prover estudos e produtos relacionados aos processos que regem o sistema climático terrestre. A partir dos conhecimentos adquiridos com as observações da natureza, foram desenvolvidas as equações físicas que descrevem estes processos as quais são resolvidas com aproximações. Com o avanço da computação, abriu-se a possibilidade de incluir equações mais completas e complexas nos códigos dos modelos numéricos, reduzindo as aproximações utilizadas visando o aumento da representatividade física das soluções numéricas. Em paralelo a esta evolução na modelagem, ocorreram também grandes avanços na qualidade e quantidade de dados observados. Assim, a modelagem numérica vem evoluindo e sendo cada vez mais capaz de prover resultados com maior acurácia e realismo físico. O modelo de superfície Joint UK Land Environment Simulator (JULES) é considerado atualmente no estado-da-arte em modelagem dos processos em superfície e encontra-se em constante desenvolvimento/atualização, estando atualmente na versão 4.2. A versão 3.0 deste modelo foi acoplada ao modelo regional Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS) e encontra-se em operação no Centro de Previsão de Tempo e estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CPTEC/INPE) proporcionando expressivo ganho de desempenho das previsões de tempo. Este projeto tem como propósito principal estudar as relações entre os fluxos de calor (sensível e latente) em superfície com a umidade do solo e impactos associados a simulação da atmosfera empregando as versões 3.0 e 4.2 do modelo JULES. Serão avaliadas as duas versões de forma “off-line” com relação aos dados observados em pontos localizados sobre a América do Sul. Também será realizada uma série de estudos com a versão 4.2 de forma a conseguir um melhor conjunto de parametrizações e configurações para a América do Sul. Posteriormente, a versão 4.2 será acoplada ao BRAMS e as previsões desta nova versão serão comparadas com as previsões obtidas operacionalmente no CPTEC/INPE com a versão atualmente em uso operacional.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Demerval Soares Moreira | UNESP-Bauru |
| Saulo Ribeiro de Freitas | INPE e NASA |
| Ariane Frassoni dos Santos de Mattos | INPE |
| Jonathan Wendell Alves | UNESP |
Descrição do Projeto
A região interna do sistema de satélites de saturno (i.e., o espaço localizado a distâncias menores que a distância média saturno-enceladus) é populada por vários (15 total) pequenos satélites, os quais são considerados pequenos, pois possuem diâmetros 2 ou 3 ordens de grandeza menor que os satélites regulares (mimas, enceladus etc). A dinâmica dos pequenos satélites é altamente influenciada pelos satélites regulares, fato que pode ser visto por exemplo considerando as várias ressonâncias orbitais que existem entre suas órbitas. A quantificação dessas interações complexas no sistema de muitos corpos pode ser feira via simulações numéricas das equações diferenciais de movimento, em densas grades de condições iniciais, grande intervalos de parâmetros e tempos longos de integração numérica. Neste projeto estamos necessitando de tempo disponível em processadores de grande porte que viabilizem a realização das tarefas acima em tempo hábil.
A pesquisa já foi niciada no laboratório de astronomia dinâmica do demac/igce/rio claro, e mostra resulados preliminares promissores, prinicipalmente no tocante a estabilidade de anthe e methone (dois pequenos satélites detectados pela sonda espacial cassini, localizados entre as órbitas de mimas e enceladus). Esses resultados foram publicados em [1,2] e mostram instabilidade de longo-período desses pequenos satélites devido a possibilidade de colisão de suas órbitas com outros satélites maiores (e.g. mimas e enceladus). Esse cenário pode ter consequencias mais severas no tocando a tópicos de formação e evoluçao desses pequenos corpos [3], assim como na determinação precisa de suas órbitas.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Nelson Callegari Júnior [Coordenador] | IGCE/DEMAC/UNESP-Rio Claro |
| Tadashi Yokoyama | IGCE/DEMAC/UNESP-Rio Claro |
Descrição do Projeto
O estudo da dinâmica de longo período de satélites e planetas tem merecido muita atenção, principalmente com o aprimoramento de teorias semianalíticas e também após a determinação de novas constantes físicas graças a recentes missões planetárias. No presente estudo pretende-se investigar a dinâmica no
caso onde o perturbador pode ser altamente excêntrico ou inclinado. Usa-se o moderno conjunto de variáveis canônicas de Andoyer e escreve-se a Hamiltoniana do problema sujeito ao torque em geral de um ou dois perturbadores .Assumindo simetria axial (A=B), mostramos que dois graus de liberdade são eliminados, restando um núcleo de longo período, objeto do nosso estudo. A Hamiltoniana média ainda tem uma importante ressonância entre as longitudes do nodo ascendente do corpo perturbador e do nodo do equador do perturbado. Modelos simplificados do sistema médio, mostram que esta ressonância é de extrema importância na variação do equador. O objetivo é entender, no modelo geral médio, a dinâmica da rotação do perturbado, supondo a influência de uma sequência cumulativa de vários perturbadores temporários. Serão admitidos vários cenários com diferentes massas e diferentes tempos de permanência do perturbador. Tais perturbadores são temporários pelo fato de serem planetesimais do processo de migração planetária, fortemente afetados pela ressonância de Lidov-Kozai. As simulações dos modelos migratórios são altamente demorados, pois envolvem no mínimo 10 mil planetesimais, os quais ainda podem ser subdivididos originando um sistema ainda mais complexo. Objetivamos então examinar a influência de certos planetesimais na dinâmica primordial de rotação de planetas.
Um outro estudo, mais devotado à dinâmica orbital também é realizado com respeito à estabilidade de satélites naturais de asteroides, nos casos de migração devido ao efeito BYORP. Para convenientes obliquidades do primário e distância satélite-asteróide, situações importantes ocorrem na estabilidade do par. Por outro lado, satélites planetários poderiam também ter sofrido importantes mudanças orbitais (ejeções, ou mudança de inclinação ) se posicionados em determinados semieixos em relação ao planeta hospedeiro durante a fase da migração planetária.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Tadashi Yokoyama [Coordenador] | Departamento de Estatística, Matemática Aplicada e Computação - Rio Claro |
| Julien Henri Pierre Frouard: | UNESP-IMCCE |
| Rogerio Deienno | INPE |
| Diego Merguizo Sanchez | INPE |
| Pedro Ivo de Oliveira Brasil | INPE |
| Marcos Tadeu dos Santos | USP |
| Érica Nogueira | ON |
| Leonardo Di Schiavi Trotta | UNESP |
| Diego Soares Amorim | UNESP |
Descrição do Projeto
A identificação de zonas de estabilidade e o estudo das órbitas periodicas é essencial para poder prever que tipo de configurações orbitais são possíveis, tanto no Sistema Solar como em sistemas extrassolares.
Ressonâncias entre as frequências de movimento de objetos em suas órbitas são muito importantes em Mecânica Celeste. Por um lado, a sincronia do movimento dos objetos em ressonâncias orbitais permite que estes se mantenham estáveis. Por outro lado, zonas do espaço de fase onde a interação entre ressonâncias é forte são caóticas e geralmente instáveis.
Tradicionalmente o estudo e modelação de ressonâncias orbitais era feito para configurações coplanares ou com inclinação relativa pequena. Recentemente, desenvolvemos metodologia para identificar e modelar estas ressonâncias no caso de configurações orbitais com inclinações relativas elevadas. O objetivo deste projeto é a exploração numérica em larga escala das zonas de estabilidade e órbitas periodicas para diferentes tipos de parâmetros de configurações em que as inclinações entre as órbitas são elevadas.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Maria Helena Moreira Morais [Coordenador] | UNESP, IGCE, Rio Claro |
| Fathi Namouni | Observatoire de Côted’Azur |
| Larissa Volsi | UNESP, IGCE, Rio Claro |
Descrição do Projeto
Neste projeto são abordados estudos de pequenos corpos do sistema solar, os asteroides. Estes corpos se localizam basicamente em duas regiões. Uma denominada Cinturão Principal de Asteroides, entre as órbitas de Marte e Júpiter. Outra, na região dos planetas terrestres, onde os corpos são denominados NEAs (Near Earth Asteroids). A relevância do estudo desses corpos pode ser elencada em quatro aspectos: (a) Asteroides preservam informações dos estágios iniciais da formação do sistema solar. (b) Asteroides classificados como dos tipos C e D possuem compostos orgânicos que teriam sido os primeiros componentes no desenvolvimento da vida na Terra. (c) Em seu histórico, a Terra tem sido frequentemente atingida por impactos de asteroides, como ocorreu no caso da extinção do período Cretáceo. (d) No que diz respeito à mineração espacial, os asteróides são alvos de propostas de mineração. Dentre os diversos aspectos considerados neste projeto está a evolução dinâmica dos asteroides. Numa etapa será considerada a transferência de corpos do Cinturão Principal para a região dos NEAs. Este processo de transferência envolve ressonâncias seculares com Saturno, bem como, ressonâncias de movimento médio com Júpiter. A determinação das rotas de transferência, o fluxo de corpos e as escalas de tempo envolvidas são extremamente importantes para uma compreensão de todo o processo. Outra etapa do projeto envolve a compreensão da dinâmica dos NEAs. Em função das perturbações gravitacionais e dos encontros próximos com os planetas terrestres, tem-se uma dinâmica altamente complexa, recheada de fenômenos ressonantes e caos. A difusão das trajetórias varia significativamente dependendo da região do espaço de fase. Estudos preliminares que realizamos mostraram um intervalo amplo no tempo de vida desses corpos, variando de apenas algumas dezenas de milhares de anos até uma centena de milhões de anos. Pretendemos classificar os NEAs conhecidos em função de suas características dinâmicas. Além disso, vários sub-projetos devem ser realizados, como por exemplo: (i) o fluxo de pequenos satélites temporários que a Terra deve ter ao longo do tempo, conhecidos como “mini-moons”; (ii) as condições que levam asteroides a se tornarem da classe Vatira (órbitas interiores a Venus); (iii) o envelhecimento da superfície dos asteroides devido a radiação solar em função da migração das órbitas próximo ao Sol. Praticamente, todo este projeto deve ser desenvolvido por meio de simulações numéricas. Serão necessárias simulações de longo período. Por exemplo, asteroides com períodos orbitais de poucos anos devem ser integrados por mais de uma centena de milhões de anos, algo da ordem de 10^6 períodos orbitais. Além disso, será considerado um grande número de condições iniciais. Para se ter uma ideia, até o momento são conhecidos mais de 22 mil NEAs e mais de 700 mil asteroides do Cinturão Principal.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Othon Cabo Winter [Coordenador] | UNESP/Guaratinguetá |
| Paolo Tanga | Observatoire de la Cote d'Azur - França |
| Gabriel Borderes Motta | Universidad Carlos III de Madrid - Espanha |
| Rosana Aparecida Nogueira Araújo | INPE |
| Pryscilla Maria Pires dos Santos | UERJ/RJ |
| Luana Liberato Mendes | UNESP |
| Tamires dos Santos de Moura | UNESP |
| Giulia Valvano do Prado Ribeiro | UNESP |
| Gerson de Oliveira Barbosa | INPE |
| Millena Castro Guimarães | UNESP |
Descrição do Projeto
Recentes evidências observacionais têm sugerido que a coleção de planetas do nosso Sistema Solar pode não estar completa. Um grupo recém descoberto de objetos trans-Netunianos (objetos cujas as suas órbitas estão além da órbita de Netuno) possui um confinamento espacial e um alinhamento orbital que não são esperados na atual configuração dos planetas do nosso Sistema Solar. Para explicar estas observações têm sido proposto a existência de mais um planeta gigante presente nas regiões externas do Sistema Solar. Este planeta é chamado de Planeta-9. A hipótese do Planeta 9 é um quebra cabeça por dois principais motivos: i) ele ainda não foi observado; e ii) o entendimento da sua origem no contexto dos modelos dinâmicos de formação do Sistema Solar é muito complexo. No entanto, não é claro como o Planeta-9 pode afetar a formação e a evolução dinâmica da Nuvem de Oort e da população espalhada do Cinturão de Kuiper. A Nuvem de Oort é uma outra hipótese que clama a existência de uma coleção grande de objetos de gelo que são localizados nas regiões mais externas do Sistema Solar. A Nuvem de Oort e a população espalhada do Cinturão de Kuiper são pensadas serem produtos da instabilidade planetária e da migração dos planetas gigantes que ocorreram nos primeiros momentos da formação do Sistema Solar. A população espalhada do Cinturão de Kuiper é a fonte de cometas conhecidos como cometas da família de Júpiter. Enquanto que a Nuvem de Oort é acreditada ser a fonte dos cometas de ongo período. Neste sub-projeto, nós propomos investigar a formação e a evolução da Nuvem de Oort e do cinturão de Kuiper considerando o cenário do Planeta-9. Diferente de outros estudos, nós vamos usar as novas previsões orbitais e físicas do Planeta-9, e também estudar a evolução do Sistema Solar a partir do cluster de estrelas em que o Sol se formou até atingir o seu estado atual de movimento. Com este sub-projeto, nós esperamos impor adicionais vínculos da hipótese do Planeta-9 e também com respeito ao tempo da instabilidade planetária dos planetas gigantes. Outro sub-projeto que será desenvolvido diz respeito a estabilidade de vários sistema planetários recém descobertos, em particular o sistema Kepler-90. Esse sistema contém uma estrela e oito planetas extremamente compactados, o planeta mais externo (tipo Júpiter) está localizado em 1 ua. Ainda não são conhecidos todos os elementos orbitais desses planetas. Pretendemos analisar o sistema para vários valores de excentricidade e inclinação através do Mapa de Frequência. Iremos também analisar sistemas com estrelas binárias.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Silvia Maria Giuliani Winter [Coordenador] | UNESP/Guaratinguetá |
| Rafael Ribeiro | UNESP |
| Daniel Martin Gaslac Gallardo | UNESP |
| Gustavo Madeira | UNESP |
| Jadilene Rodrigues Xavier | UNESP |
| Milena Sampaio de Oliveira | UNESP |
| Nilce da Silva dos Santos | UNESP |
| André Izidoro | Rice University - EUA |
| Alessandro Morbidelli | Obs. da la Cotê D’Azur - França |
| David Nesvorny | Southwest Research Institute- EUA |
Descrição do Projeto
Propomos neste projeto analisar diversos fenômenos relacionados a anéis planetários. Os quatro planetas gigantes dos sistema solar possuem este tipo de estrutura e recentemente foram descobertos também sistemas de anéis ao redor do centauro Chariklo e do planeta anão Haumea. Os sistemas de anéis
são bastante diversos: alguns anéis são radialmente difusos (com milhares de quilômetros), enquanto outros são estreitos (com largura de poucos quilômetros); existem anéis densos e com partículas de tamanho de centímetros a metros, outros são tênues e com partículas micrométricas. Além disso, os anéis estão sujeitos a interações e fenômenos ressonantes com satélites próximos, e tem sua evolução alterada devido à ação de diversas forças perturbativas como a pressão de radiação solar, arrasto de plasma e a força eletromagnética. Ao analisar a evolução dinâmica é possível fazer paralelos com diversos fenômenos que ocorrem em diferentes etapas da formação de um planeta ou da evolução de galáxias, assim o estudo de anéis planetários também serve como laboratório para investigação de outros problemas, com a vantagem de ser um sistema que evolui mais rapidamente. O trabalho proposto pode ser dividido em duas classes de problemas. A primeira é a evolução colisional de anéis densos, onde um conjunto de corpos macroscópicos é mantido em uma região confinada (arco) pelo efeito de ressonância com um satélite. Estes corpos podem colidir entre si e iremos analisar de maneira detalhada o resultado das colisões com uma abordagem que, dependendo da velocidade relativa e da geometria da colisão, determinar se pode ocorrer uma aglutinação, erosão parcial ou fragmentação (diferentemente da abordagem usual onde todas as colisões são consideradas inelásticas). Sabendo o resultado da colisão poderemos abordar o segundo problema, que é a evolução orbital das partículas considerando as diversas forças perturbativas. Já desenvolvemos um código que, além do campo gravitacional do corpo central e satélites, permite incluir estas forças de acordo com o tamanho das partículas e sua posição radial. Assim, poderemos criar um modelo que mostra como um sistema de anéis planetários pode evoluir,
desde sua formação colisional até a distribuição orbital final.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Rafael Sfair de Oliveira [Coordenador] | UNESP/Guaratinguetá |
| Cristoph Schäfer | University of Tübingen |
| Damya Souami | Observatoire de Paris |
| Thamiris de Santana | Observatoire de Paris |
| Patricia Buzzatto | UNESP / University of Tübingen |
| Victor Correia Lattari | UNESP |
| Tiago Francisco Lins Leal Pinheiro | UNESP |
| Luiz Claudio Gomes | UNESP |
| Fabio Augusto Spina | UNESP |
| Rai Machado | UNESP |
| Juliana Paiva Cavalcante | UNESP |
Descrição do Projeto
O Sistema Solar é composto, em sua vasta maioria, por corpos que são pequenos e não esféricos, tais como, asteroides, cometas, planetas anões, troianos, centauros, objetos transnetunianos e pequenos satélites. Pequenos corpos são cápsulas do tempo que preservam a história evolutiva e dinâmica de diferentes eras do Sistema Solar. Além disso, aqueles que são binários e irregulares têm uma significativa representatividade no contexto da dinâmica do Sistema Solar. Os asteroides binários representam cerca de 15% da população de asteroides com órbitas próximas a da Terra, enquanto acredita-se que 50% dos corpos do cinturão de Kuiper sejam sistemas binários ou múltiplos. A abundância e dinâmica peculiar dos representantes dessa população ganharam destaque nos últimos anos, tornando-os potenciais alvos para exploração por meio de missões espaciais. Algumas missões dedicadas a sistemas de pequenos corpos binários já estão em andamento. Por exemplo, as missões DART e Hera destinadas ao sistema Didymos-Dimorphos, a missão Lucy que sobrevoará o troiano Patroclus e a sonda Janus que se aproximará dos asteroides potencialmente perigosos 1991 VH e 1996 FG3. O sucesso dessas missões dependerá de uma compreensão completa da dinâmica de e ao redor de sistemas de pequenos corpos binários, de seus processos de formação e do uso de técnicas numéricas robustas, que este projeto de pesquisa propõe investigar. O foco do projeto será utilizar integrações numéricas para validar características dinâmicas em sistemas binários de pequenos corpos com formatos irregulares. A partir de técnicas astronômicas observacionais são gerados os modelos para as formas irregulares dos pequenos corpos (asteroides ou cometas). Com base nos modelos, a dinâmica de superfície de cada corpo é explorada por meio da combinação entre a força gravitacional e a velocidade de rotação. Por fim, as regiões de estabilidade numérica são investigadas ao redor dos corpos e do sistema binário por meio do estudo dos pontos de equilíbrio e das órbitas periódicas. Os dados simulados resultantes serão analisados utilizando Inteligência Artificial (IA), aprendizado de máquina (Machine Learning) e aprendizado profundo (Deep Learning). O uso dessas tecnologias é justificado pelo aumento da velocidade e eficiência na análise dos dados. Uma vez que a IA é capaz de processar informações de forma mais rápida e automática do que os humanos, sua implementação irá permitir uma avaliação mais ágil e precisa dos resultados obtidos nas simulações.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| André Amarante Luiz [Coordenador] | UNESP/Guaratinguetá |
| Alessandra Ferraz da Silva Ferreira | UNESP |
| Daniel Lourenço Alves Nunes | UNESP |
| Luís Felipe Ceranto Ribeiro | UNESP |
| Gabriel Alexandre Grandchamp Damilano | UNESP |
| Rayne Marcondes dos Santos | UNESP |
| Jonathan Nunes Nascimento | UNESP |
| Filipe Monteiro | Observatório Nacional |
| Nilton Carlos Santos Araújo | Suzano SA/ ITA-UNIFESP |
| Eva Tresaco | Universidad de Zaragoza (Unizar) |
Descrição do Projeto
O modelo cosmológico padrão, LambdaCDM, sofre com problemas tanto no tocante à constante cosmológica (Lambda), quanto no tocante à matéria escura fria (CDM). A constante cosmológica sofre com o Problema da Constante Cosmológica (PCC) e Problema da Coincidência (PC). A matéria escura fria sofre com problemas de pequena escala. Outros problemas que têm chamado atenção recentemente são o da tensão da constante de Hubble e da tensão do S_8, que podem ser problemas de sistemática dos dados ou problemas do modelo padrão. Por conta disso, vários modelos alternativos a Lambda e a CDM foram propostos na literatura. Nesse contexto, a análise de dados cosmológicos torna-se importante para distinguir entre os vários modelos e, além do método mais comum de estimativa de parâmetros de um modelo dinâmico específico, também é interessante se fazer a análise independente de modelos dinâmicos. Assim, o presente projeto se propõe a estudar os dados cosmológicos de forma independente de modelo dinâmico, a partir dos chamados modelos cinemáticos, de modo a obter as grandezas cinemáticas como a constante de Hubble, o parâmetro de desaceleração etc., visando obter quantidades cosmológicas sem o viés da escolha do modelo dinâmico. Paralelamente a isso, estudaremos métodos não-paramétricos, como processos gaussianos, análise de componente principal e redes neurais, de modo a obter vínculos da forma mais direta a partir dos dados o quanto possível, reduzindo ainda mais o viés da escolha de modelos e parâmetros.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| José Fernando de Jesus [Coordenador] | Unesp/Itapeva |
| Anderson Almeida Escobal | Unesp/FEG |
| Lucas da Silva Brito | Unesp/FEG |
| Hogle Alexfer Prudente Macedo | Unesp/FEG |
Descrição do Projeto
Este projeto tem como objetivo determinar numericamente trajetórias ótimas e órbitas estáveis para naves espaciais em sistemas planetários, desde o sistema Terra-Lua e Marte-Phobos até na exploração de luas de outros planetas e de pequenos corpos, como asteroides, Utilizando modelos dinâmicos e avançados, abordagens numéricas e simulações computacionais, estudaremos a influência de fatores e, como a gravidade de corpos celestes, pressão de radiação solar e perturbações orbitais para assegurar a estabilidade e eficiência das órbitas e trajetórias planejadas, identificando casos ideais para diferentes e cenários de exploração. Para otimizar as trajetórias, resolveremos problemas como o Problema de Lambert, aplicável na determinação de transferências ótimas entre órbitas resonantes, além de abordagens de otimização multiobjetivo para maximizar tanto a economia de combustivel quanto a precisão das manobras. Investigaremos uma variedade de métodos para realizar as manobras orbitais, como transferências e manobras bi-impulsivas até multi-impulsivas, visando otimizar o consumo de combustivele a precisão das trajetórias planejadas. O estudo envolverá desde modelos simplificados, como o Problema Restrito de Trés Corpos Circular (CR3BP) e sua extensão Bicircular Restrito BCR4BP), até o uso de modelos mais complexos, como o Problema de n-Corpos, para explorar regioes o de estabilidade e trajetórias de baixo consumo em missões prolongadas.Com esses modelos, o objetivo O é identificar trajetórias seguras e eficientes para aproximação e exploração, garantindo que as missões possam operar de forma autônoma e ou com mínima intervenção em cenarios de perturbações múltiplas O estudo das interações gravitacionais e de fatores externos permitirá o planejamento de navegaçao e autônoma robusta, essencial para o sucesso de missões cientificas e de exploração em ambientes e complexos.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado [Coordenador] | Unesp/Guaratinguetá |
| Gabriel Antonio Caritá | INPE |
O presente projeto visa dar suporte computacional à implantação do Centro Tecnológico da Baixada Santista (CTBS) pelo Conselho de Reitores das Universidades Estaduais de São Paulo (CRUESP). A proposta do “CTBS Virtual” deverá abrigar diferentes projetos da UNESP, USP e UNICAMP voltados à área de petróleo e gás e recrutar recursos humanos especializados para criar expertise para o tratamento de dados da área utilizando ferramentas de inteligência artificial (machine learning, image recognition, robotics, etc.)
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Sérgio Ferraz Novaes | NCC/UNESP |
| Jose Roberto Castilho Piqueira | USP |
| Watson Loh | UNICAMP |
Descrição do Projeto
As técnicas de modelagem e simulação computacional aplicadas ao estado sólido, têm sido cada vez mais utilizada nas pesquisas e desenvolvimento de novos materiais. A simulação é voltada para modelar estruturas e propriedades utilizando os principais princípios da Física e da Química do estado sólido, auxiliando o desenvolvimento de catalisadores, células solares, capacitores, sensores de gases e memórias entre outros. Neste contexto, podemos destacar os materiais cerâmicos de alto desempenho cuja potencialidade é governada pelas características eletrônicas e estruturais do bulk e de suas superfícies. Assim, entra-se no campo da nanotecnologia, que tem como um de seus objetivos o desenvolvimento de materiais nanoestruturados e nanométricos, produzidos por processos químicos e físicos. O entendimento da relação entre estrutura e propriedade requer o uso e aplicação dos conceitos da mecânica-quântica aliada aos modelos computacionais. Esforços concentrados nesta área têm levado ao desenvolvimento de nanomateriais capazes de aumentar a eficiência, economia e segurança na geração, transmissão e uso de energia. Cerâmicas nanoestruturadas de óxidos metálicos tem sido um dos mais importantes materiais para este tipo de aplicação. Com respeito às nanopartículas de óxidos, a principal meta é a previsão de características intrínsecas, propriedades eletrônicas e parâmetros associados a reações químicas (energias de ativação, estados de transição e caminhos de uma reação). É conhecido que efeitos nanométricos afetam o gap de energia entre as bandas condutoras e de valência de materiais semicondutores. Desta forma, outra importante meta deste estudo é investigar como o tamanho da partícula influencia o gap de energia nestes óxidos semicondutores. Portanto, motivados com o propósito de propiciar uma correlação entre trabalhos teóricos e experimentais, e em consideração ao design de novos materiais, a simulação computacional, via métodos de estrutura eletrônica, podem auxiliar e proporcionar informações relevantes que podem ser utilizadas como complemento àquelas obtidas por técnicas experimentais, bem como fornecer subsídios para predizer e conceber novos materiais com propriedades previamente estabelecidas.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Julio Ricardo Sambrano | Faculdade de Ciências |
| Aguinaldo Robinson de Souza | Faculdade de Ciências |
| Nélio Henrique Nicoleti | Faculdade de Ciências |
| Paula Martins da Silva | Faculdade de Ciências |
| André Luiz Fassone Canova | Faculdade de Ciências |
| Marcilene Cristina Gomes Maluf | Faculdade de Ciências |
| Cássia Vanessa Nova | Faculdade de Ciências |
| Edvaldo Lima da Silva | Faculdade de Ciências |
| Bruna Pastrello | Faculdade de Ciências |
| Daniel Buso | Faculdade de Ciências |
Descrição do Projeto
Estudos sistemáticos envolvendo compostos derivados do ácido benzalpirúvico vêm sendo estudados no Instituto de Química da UNESP em Araraquara – SP desde 1973, quando MELIOS E COLABORADORES avaliaram a interação de diferentes íons metálicos Mn+ com os derivados destes benzalpiruvatos visando, principalmente, à obtenção da constante de estabilidade (ß1), a seletividade da reação de complexação, os parâmetros espectroscópicos (e1 máx, ? máx) de espécies 1:1 e a avaliação de suas potencialidades analíticas. Em continuidade aos trabalhos realizados em solução, diversos benzalpiruvatos com metais alcalinos terrosos, metais de transição e lantanídios foram sintetizados no estado sólido e passaram a ser estudados no laboratório de Análise Térmica Ivo Giolito (LATIG) do Instituto de Química da UNESP em Araraquara – SP sob orientação do Prof. Massao Ionashiro e alguns colaboradores. Esses compostos foram estudados utilizando-se basicamente a termogravimetria - análise térmica diferencial simultânea (TG-DTA), a calorimetria exploratória diferencial (DSC), complexometria com EDTA, espectroscopia de absorção na região do infravermelho e difratometria de raios X pelo método do pó.
A partir do Método das Coordenadas Geradoras Hartree-Fock, pretendemos neste projeto, obter conjuntos de bases atômicas para as moléculas do interesse do nosso laboratório, calcular as suas estruturas eletrônicas e o espectro infravermelho através do método químico quântico DFT - B3LYP proposto pôr Becke, estabelecendo desta forma, uma metodologia eficaz para o estudo destes compostos.
É muito vasta a literatura que envolve cálculos teóricos com metais de Transição, estudados através de métodos químicos quânticos de alta precisão . Para as moléculas do nosso interesse, os métodos Hartree-Fock-Roothaan ab initio ou os métodos que utilizam a metodologia DFT são os mais utilizados devido a sua alta eficiência em sistemas moleculares grandes. Métodos de alta precisão como o método dos Conglomerados Acoplados são empregados apenas em moléculas pequenas devido ao seu alto custo computacional. Contudo, a escolha de um conjunto de bases atômicas flexível para o sistema que se pretende estudar constitui uma ferramenta valiosa para qualquer cálculo químico quântico.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Massao Ionashiro | Instituto de Química de Araraquara |
| Gilbert Bannach | Faculadade de Ciências de Bauru |
| Oswaldo Treu Filho | Instituto de Química de Araraquara |
Descrição do Projeto
A busca por materiais eletrocatalíticos com aplicação como ânodos para reações de oxidação de combustíveis orgânicos e hidrogênio tem apresentado atualmente um papel muito importante no desenvolvimento das células a combustíveis. Esta busca almeja encontrar materiais com melhores desempenhos e mais eficientes quando comparados àqueles já descritos na literatura, bem como materiais que devam inibir a adsorção estável de intermediários e/ou produtos das reações de oxidação dos combustíveis que possam bloquear a superfície destes materiais. As técnicas experimentais comumente utilizadas na caracterização de materiais não permitem adquirir uma profunda correlação das propriedades destes materiais com a sua performance em uma dada reação eletrocatalítica. Uma estratégia para transpor tais limitações e se obter um conhecimento confiável no estudo da eletrocatálise de reações, tais como as reações de oxidação de hidrogênio e monóxido de carbono, é a utilização de métodos computacionais baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) integrados com outros métodos matemáticos especiais, como o método SKS recentemente criado e desenvolvido no grupo do Professor W. Schmickler, Institute of Theoretical Chemistry, University of Ulm. O objetivo desta proposta de pesquisa é realizar um estudo dos processos eletrocatalíticos de adsorção e transferência eletrônica das reações de pequenas moléculas (H2 e CO) sobre as fases intermetálicas AuSn, PdSn e PtSn, por meio de cálculos DFT combinados com o método SKS, de modo a explicar a eletrocatálise de algumas das reações importantes para o aprimoramento das células a combustível. Essas pequenas moléculas foram selecionadas para um estudo inicial uma vez que os processos eletroquímicos a que estas são submetidas são mais simples, fazem parte de uma etapa que ocorre em todas as células a combustível de oxidação de combustíveis orgânicos e servirão como base para o estudo de reações com moléculas mais complexas. As fases intermetálicas já vêm sendo estudas com técnicas experimentais de caracterização e avaliação eletroquímica em nosso Grupo de Pesquisa.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Antonio Carlos Dias Ângelo | Faculdade de Ciências |
| Leandro Moreira de Campos Pinto | Faculdade de Ciências |
| Vinícius Bertuzzo Lima | Faculdade de Ciências |
| Nágila El Chamy Maluf | Faculdade de Ciências |
| Wolfgang Schmickler | Institute of Theoretical Chemistry, Uni Ulm |
Descrição do Projeto
A Química Quântica é fundamental em todas as áreas da Química para que possa haver um entendimento profundo dos fenômenos atômicos e moleculares.Para indústria farmacêutica, que projeta e propõe novas drogas, a Química Quântica pode com base nos cálculos de parâmetros estruturais e espectroscópicos, ajudar a projetar novas drogas que possuam as atividades necessárias para a sua produção, economizando tempo e recursos financeiros. Nesse contexto, conjuntos de funções de bases atômicas presentes em programas que se baseiam na teoria dos orbitais moleculares são utilizados para o cálculo de algumas propriedades de sistemas atômicos e moleculares e em geral produzem resultados satisfatórios apenas em algumas destas propriedades, tornando-se, portanto, necessário a busca de conjunto de funções de bases atômicas que representem adequadamente os ambientes atômicos e moleculares a serem pesquisados. Nossa proposta de trabalho difere das técnicas da literatura uma vez que nós podemos produzir um conjunto de bases atômicas para o ambiente molecular específico do nosso interesse, o que na nossa opinião permite uma melhor descrição das propriedades eletrônicas (Energia Total, Momento Dipolo e cargas atômicas) e espectroscópicas (Raman, infravermelho, eletrônico e NMR). O domínio da técnica da construção de bases atômicas Gaussianas é uma especialização da Química Teórica que nos permite construir conjuntos de bases atômicas para qualquer sistema molecular de nosso interesse. Ao contrário de outros Químicos Quânticos que utilizam as bases atômicas da literatura inseridas nos pacotes de programas, as quais nem sempre funcionam, impedindo a conclusão do trabalho de pesquisa, através da linha de pesquisa que desenvolvemos, é possível construir conjuntos de bases atômicas, que proporcionam sempre a conclusão com êxito dos cálculos atômicos e moleculares. Para moléculas que possuem metais de transição na sua estrutura, é na nossa opinião, imprescindível dominar a tecnologia de desenvolver conjuntos de bases atômicas. O projeto refere-se também a pesquisa aplicada, porque busca trabalhar conjuntamente com laboratórios de Química Experimental estabelecendo uma "interface" entre os cálculos teóricos e as equipes de síntese no laboratório de Química de Coordenação e Compostos Organometálicos no Departamento de Química Geral e Inorgânica do Instituto de Química de Araraquara, UNESP.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Adelino Vieira de Godoy Netto | Instituto de Química de Araraquara |
| Antonio Eduardo Mauro | Instituto de Química de Araraquara |
| Regina Célia Galvão Frem di Nardo | Instituto de Química de Araraquara |
| Vânia Martins Nogueira | Instituto de Química de Araraquara |
| Oswaldo Treu Filho | Instituto de Química de Araraquara |
| Stanlei Ivair Klein | Instituto de Química de Araraquara |
Descrição do Projeto
Desde a sugestão por van’t Hoff e LeBel, em 1874, que moléculas individuais possuem estrutura tridimensional, a qual pode levar à dissementria, a exata orientação dos átomos no espaço, ou seja a configuração absoluta, tem sido um intrigante problema a ser solucionado. Diversos métodos para determinação da configuração absoluta de composto quirais têm sido desenvolvidos ao longo dos anos, dentre eles estão a difração de raios-X, métodos de Ressonância Magnética Nuclear e síntese orgânica estereocontrolada. No entanto, o primeiro necessita de cristais únicos de alta qualidade e os últimos são laboriosos, demorados e dispendiosos. Como alternativa, os métodos quirópticos, tais como dispersão rotatória óptica, dicroismo circular eletrônico e vibracional (DCE e DCV) além de atividade óptica Raman têm se tornado populares. Isso deve-se principalmente ao advento de precisos cálculos mecânico-quânticos para predição de tais espectros, disponíveis em softwares comerciais. Produtos naturais isolados de plantas, fungos e organismos marinhos constituem uma importante fonte de compostos bioativos, em geral, estruturamente complexos e, a determinação da configuração absoluta dos centros estereogênicos presentes se configura num grande desafio. Dessa forma, nesse projeto propõe-se o estabelecimento de um centro de pesquisa em espectroscopia quiróptica, focado na utilização de dicroísmo circular vibracional e eletrônico, associado a cálculos mecânico-quânticos para o determinação, tanto da configuração absoluta quanto das conformações em solução da extensa gama de produtos naturais gerados no Departamento de Química Orgânica da UNESP. Essa abordagem gerará um grupo de suporte dedicado à análises estereoquímicas essenciais tanto para elucidação estrutural quanto para a correta avaliação da atividade biológica nos diversos modelos propostos. Para tanto, faz-se necessário o emprego de cálculos mecânico-quânticos, utilizando a teoria do funcional de densidade, tanto para otimização geométrica quanto para a predição dos espectros de dicroísmo circular eletrônico e vibracional, nos estados eletrônicos excitado e fundamental, respectivamente. Baseado no tamanho e flexibilidade das moléculas a serem avaliadas, bem como na escolha do funcional hídrido (B3LYP ou B3PW91) e funções de bases (6-31G(d), 6-311G++(2d,2p), TZVP, entre outras) para os cálculos, a capacidade computacional demandada é, em geral, de grande monta.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Maysa Furlan | Instituto de Química de Araraquara |
| João Marcos Batista Junior | Instituto de Química de Araraquara |
| Andrea Nastri de Luca Batista | Instituto de Química de Araraquara |
| Ian Castro-Gamboa | Instituto de Química de Araraquara |
| Silvia Noelí López | Universidad Nacional de Rosario - Argentina |
Descrição do Projeto
O emprego dos modelos mecânicos-quânticos aplicados no estudo de sistemas moleculares, com auxilio de programas computacionais, vem crescendo em diversas áreas da química. Na área de interesse do grupo, a eletroquímica, essa ferramenta está sendo utilizada para auxiliar a compreensão dos
fenômenos que ocorrem na superfície do eletrodo. Neste sentido, o presente projeto propõe o estudo teórico em nível Hartree Fock (HF) e Teoria do Funcional da Densidade (DFT), com função de base 6-31g(d,p) inseridos no programa Gaussian09® para o estudo dos efeitos de moléculas orgânicas do grupo
amino sobre o aço revestido ou não com zinco ou Galvannealed (Zn-8-12% m/mFe), processos de eletrodeposição de metais sobre o cobre e interações com a calcopirita (CuFeS2), mineral bastante refratário que pode ser uma importante fonte do metal cobre. O aço Galvannealed possui um revestimento
de 4 camadas com diferentes porcentagens do Fe no Zn, sendo que a superfície da última camada conhecida como zeta (ζ), FeZn13, foi usada como modelo nos cálculos teóricos. Atualmente a escolha da maioria das moléculas mais eficientes ainda está baseada nas suas propriedades químicas e pelas
energias de adsorção com a superfície metálica. Entretanto, este procedimento é de custo elevado e demanda um longo período de testes e nem sempre leva às moléculas mais apropriadas para determinadas condições. O entendimento mecânico-quântico deste sistema, isto é, interação da molécula com a superfície, é imprescindível para a compreensão dos mecanismos envolvidos. Os cálculos de otimizações das estruturas espaciais, obtenção dos orbitais moleculares e distribuição de cargas das moléculas orgânicas podem ser realizados no vácuo, em meio aquoso ou em outros solventes, por meio de
um tratamento implícito e/ou explicito o que resultaria no conhecimento das propriedades físico-químicas do sistema. Desta forma o estudo mecânico-quântico, ao contribuir e corroborar com os procedimentos experimentais poderá levar a obtenção de melhores inibidores de corrosão, aditivos para a eletrodeposição e proteínas para separação do cobre na calcopirita.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Cecilio Sadao Fugivara | IQ-UNESP |
| Assis Vicente Benedetti | IQ-UNESP |
| Sebastião Claudino da Silva | IQ-UFMT |
| Deiver Alessandro Teixeira | IQ-UNESP |
| Rodrigo Della Noce | IQ-UNESP |
| Marco Antonio Gomes Valente | IQ-UNESP |
| Alan Massayuki Perdizio Sakita | IQ-UNESP |
Descrição do Projeto
Pode-se quantificar o incremento em diversas áreas da química e física no número de trabalhos que vêm sendo realizados com modelos mecânicos quânticos aplicados ao estudo de sistemas moleculares com o auxilio de programas computacionais. Na área de interesse do grupo, o estudo de polímeros de impressão molecular (MIP) para modificação da superfície de eletrodos, essa ferramenta está sendo utilizada para auxiliar a compreensão dos fenômenos que ocorrem durante a síntese do polímero. Sendo assim, o projeto propõe o estudo teórico em nível Hartree Fock (HF) e Teoria do Funcional da Densidade (DFT), com função de base 6-31g(d,p) inseridos no programa Gaussian09® para o estudo dos mais promissores monômeros funcionais, solventes, agentes reticulantes e suas estequiometrias, visando a economia de reagentes e de tempo para otimização dos resultados de performance dos MIPs. A seleção será baseada no principio de minima energia potencial do complexo de pré polimerização, isto é, o melhor monômero a uma razão ótima monomero-analíto no melhor solvente é um que fornece a energia de interação mais baixa com o analíto.
Majoritariamente a otimização destas condições de síntese ainda é baseada nas propriedades químicas e nas propriedades de adsorção dos polímeros em meios de extração em fase estacionária, entretanto, este procedimento demanda investimento elevado além de necessitar de disponibilidade de pessoal e tempo para as análises, além do mais, nem sempre resulta em condições otimizadas. Desta maneira, o entendimento mecânico-quântico da síntese, isto é, interação da molécula com o analíto, é imprescindível para a compreensão dos mecanismos envolvidos. Os cálculos de otimizações das estruturas espaciais, obtenção dos orbitais moleculares e distribuição de cargas das moléculas orgânicas podem ser realizados no vácuo, em meio aquoso ou em outros solventes, por meio de um tratamento implícito e/ou explicito o que resultaria no conhecimento das propriedades físico-químicas do sistema. Desta forma o estudo mecânico-quântico, ao contribuir e corroborar com os procedimentos experimentais poderá levar a obtenção de materiais adsorventes (MIP) melhores e mais seletivos, o que representa uma grande avanço no desenvolvimento destes materiais.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Maria Del Pilar Taboada Sotomayor | IQ-UNESP |
| Sebastião Claudino da Silva | IQ-UFMT |
| Deiver Alessandro Teixeira | IQ-UNESP |
| Ademar Wong | IQ-UNESP |
| Marcos Vinicius Foguel | IQ-UNESP |
| Maricely Janette Uria Toro | IQ-UNESP |
| Rafael Rovatti Pupin | IQ-UNESP |
Descrição do Projeto
O estudo das propriedades óticas de materiais como derivados metálicos de salicilidenos é interessante devido à sua potencial aplicação como semicondutores em eletrônica orgânica, como diodos emissores de luz – OLED's. A estrutura desse tipo de ligante pode ser modificada pela substituição de vários grupos, o que permite a modulação de suas propriedades óticas e respostas fotofísicas, como melhoramento do rendimento da fluorescência e aumento do tempo de vida de estado singlete. As características de fotocromismo e tautomerismo em bases de Schiff permitem o uso desses sistemas numa extenso intervalo de aplicações. O processo fotocrômico em derivados de salicilidenos está associado à habilidade de sofrer reações de transferência intramolecular de próton no estado excitado (excited state intramolecular proton transfer - ESIPT), levando ao equilíbrio entre suas formas enol* e ceto*. O espectro de absorção do ligante deste tipo de ligante exibe duas bandas na região de 250-320 nm as quais podem ser atribuídas a transições de tipo ππ*. Os complexos metálicos são formados pela coordenação de um metal através de átomos nitrogênio e oxigênio. Um grande número de estruturas de complexos de bases de Schiff de metais de transição do bloco d como Zn2+ and Pt2+. Estes sistemas organometálicos apresentam propriedades interessantes, como transporte de elétrons e emissão de luz aumentados, estabilidade térmica mais alta, e fácil sublimação. Além disso, esses compostos podem gerar uma diversidade muito maior de ajuste de suas propriedades óticas, como a cor emitida pelo dispositivo que o contém. Cálculos teóricos, especialmente os baseados na teoria de funcional de densidade – DFT tem se mostrado úteis para o estudo dos mecanismos envolvidos na luminescência desse tipo de cromofóro. Entre as propriedades desses sistemas que podem ser avaliadas teoricamente se pode citar: a caracterização estrutural de moléculas em seus estados fundamental e excitados, incluindo mecanismos de transferência intramolecular de prótons - ESIPT devido à fotoexcitação, energias e atribuição de transições eletrônicas, absorção de um e dois fótons, avaliação da delocalização eletrônica entre muitas outras. Este estudo teórico está sendo desenvolvido em conjunto com o trabalho experimental realizado no Laboratório de Pesquisa em Fotoquimica e Fotofísica Aplicada a Ciência dos Materiais, dirigido pela Prof. Dr. Teresa D. Z. Atvars, na UNICAMP. Combinados os resultados experimentais e teórico, uma melhor compreensão dos mecanismos involvidos na luminescência de complexos de salicilidenos com zinco(II) e platina(II) e seus respectivos ligantes pode ser obtida.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Dante Luis Chinaglia | Instituto de Geociências e Ciências Exatas |
| Cristina Aparecida Barboza | UNICAMP |
| José Carlos Germino | UNICAMP |
| Pedro Antônio Muniz Vazquez | UNICAMP |
| Teresa Dib Zambon Atvars | UNICAMP |
Descrição do Projeto
Estudos teóricos relativos à estrutura, estabilidade relativa e propriedades moleculares (elétricas, espectroscópicas e termodinâmicas) de moléculas e complexos moleculares têm crescido substancialmente nos últimos anos, um reflexo do desenvolvimento de métodos mais precisos e eficientes para tratar teoricamente sistemas moleculares diversos e também, do advento de computadores de alto desempenho com uma alta capacidade para processamento numérico e gráfico.
Com este enorme avanço na área computacional métodos de cálculo cada vez sofisticados podem ser aplicados a sistemas moleculares maiores, acabando assim com a imagem de que um tratamento preciso de sistemas químicos por métodos da Química Teórica se restringe somente a moléculas pequenas.
O grau de exatidão que atingiu os cálculos teóricos tem levado alguns pesquisadores a considerá-los como "experimentos computacionais" dado a sua importância para o entendimento de fenômenos físicos e químicos no nível molecular. A interpretação de resultados experimentais é grandemente facilitada pela ajuda de cálculos teóricos.
Não se pode também esquecer que o fato de poder utilizar se de métodos computacionais na previsão e controle de experimentos, cuja realização demandaria um alto custo tempo/consumo/ pesquisador, implica numa otimização e diminuição de custos da pesquisa em química. Na medida em que os métodos teóricos podem indicar ou prever as características dos produtos e resultados finais de alguns experimentos, podese então descartaremse os menos relevantes, os de mais difícil realização e aqueles que demandariam um tempo/custo incompatíveis com a importância do produto final.
O problema central focalizado neste projeto consiste do estudo teórico de sistemas químicos de interesse acadêmico, biológico, tecnológico e ambiental. Nosso grupo de pesquisa, há anos, tem usado a química computacional para explicar os mecanismos de reações importantes em termos químicos e/ou biológicos, e temos produzido material de grande impacto mundial. Vimos através desse projeto solicitar a utilização de espaço e capacidade de processamento de dados do GRIDUNESP para continuarmos nossa parceria com a University of Cambridge e ampliála através da colaboração com o Laboratório de Química Teórica e Computacional da Universidade de São João Del Rei.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Marcelo de Freitas Lima | UNESP/SJRP |
| Elias de Souza Monteiro Filho | UNESP/SJRP |
| Joséfredo Rodriguez Pliego Junior | UFSJ |
| Bruno Silveira de Souza | UFSC |
| Jonathan M. Goodman | CAM |
Descrição do Projeto
Existe na literatura um número significativo de conjuntos de funções de base gaussianas que foram desenvolvidos para cálculos quânticos computacionais de átomos e moléculas. Para algumas estruturas (molecular ou átomos com muitos elétrons), a descrição computacional torna-se inviável, uma vez que o número de integrais a serem resolvidas cresce com o aumento do número de átomos (ou de elétrons para o caso atômico). Apesar do intenso trabalho para desenvolver programas cada vez mais eficientes, cálculos de alguns sistemas ainda não conseguem alcançar a convergência. A limitação computacional dar-se por alguns fatores que a própria metodologia proporciona com as integrais que vão surgindo ao longo de um ciclo de cálculos. Neste ponto, o conjunto de base tem um papel fundamental, pois a forma pela qual estas funções foram geradas, o tamanho do conjunto e os valores dos expoentes e coeficientes também serão fatores determinantes do esforço computacional. Hoje temos à disposição conjuntos de base de excelente qualidade que são ótimos na representação de propriedades atômicas e moleculares, mas em muitos casos, estas funções não são usadas pela grande demanda computacional que o cálculo exigirá. Há casos em que é preferível utilizar conjuntos de base menores que deixam a desejar quanto à descrição do sistema, mas devido ao tamanho reduzido, podem proporcionar a convergência do cálculo (mesmo assim pode levar dias ou até mesmo semanas). Com conjuntos de base que possuem um reduzido número de expoentes e coeficientes, e que necessitem de poucas funções de polarização, espera-se contribuir para cálculos da energia eletrônica e de propriedades moleculares com resultados próximos aos obtidos experimentalmente (ou próximos a valores de referência como do HF numérico para cálculos atômicos) num reduzido tempo e custo computacional. Neste projeto será avaliado a aplicação de funções de base utilizando o Método da Coordenada Geradora (MCG), juntamente com a técnica de Discretização Integral Polinomial (DIP). O foco principal deste projeto será avaliar a aplicação das funções de bases desenvolvidas pelo MCG para
descrição de propriedades moleculares e espectroscópicas: (i) nos cálculos de propriedades termodinâmicas e espectroscópicas e na (ii) na elucidação de mecanismos de reações.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Patrícia Soares Santiago | UNESP/Registro |
| Rommel Bezerra Viana | USP/São Carlos/IQSC |
Descrição do Projeto
Os Produtos Naturais (PNs) têm sido os protagonistas da indústria farmacêutica moderna desde a descoberta da morfina, no início do século XIX. Mesmo com seu rico histórico em sequentes descobertas e comércio de novas drogas, nas últimas décadas o interesse da indústria farmacêutica pelos PNs tem desacelerado. Uma das razões é a dificuldade de obtenção em escala dessas moléculas que, por vezes, são acumuladas em baixas concentrações nos organismos e, não raramente, possuem estruturas muito complexas - concomitantemente provenientes de reações orgânicas intricadas - para serem obtidas por síntese química de forma comercialmente viável. Metodologias alternativas precisam ser desenvolvidas para contornar essa problemática e ampliar o espectro de potencialidade farmacêutica comercial dos PNs. Nessa vertente a química quântica computacional vem sendo empregada com sucesso na resolução de questões mecanísticas e estruturais bastante desafiadoras no campo da biossíntese de produtos naturais. Para os casos em que estruturas tridimensionais de enzimas envolvidas em certas etapas ainda não estão disponíveis, o que acontece na maioria das vezes, há uma variedade de métodos mecânicos quânticos que podem ser aplicados. Estes incluem 1) métodos semi-empíricos (e.g., AM1, PM6, CNDO/2, INDO), que são parametrizados por dados experimentais, 2) cálculos de Hartree-Fock (HF), integralmente mecânico quânticos, mas negligenciam correlações eletrônicas, métodos pós-Hartree-Fock (e.g., QCISD, CCSD, MPn), que consideram as correlações eletrônicas, mas com altíssimo custo computacional na execução dos cálculos, e 3) métodos da Teoria do Funcional da Densidade (DFT) (e.g., B3LYP, BP86, mPW1PW91, MPWB1K, PBE, PW91). Dentre os métodos citados, o mais amplamente utilizado neste campo é o DFT. Neste contexto, o objetivo do presente projeto é de aplicar a Teoria do Funcional da Densidade (DFT), com funções de base variadas, inserido no programa Gaussian 09, para elucidar os mecanismos das reações biossintéticas do PNs gerados no Departamento de Química Orgânica da UNESP de Araraquara. Os dados teóricos gerados a partir dessa abordagem contribuirão para validar nossas pesquisas realizadas in vivo.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Maysa Furlan | UNESP/Araraquara |
| Tiago Antunes Paz | UNESP/Araraquara |
| Amauri Alves de Souza Júnior | UNESP/Araraquara |
| Renan Borsoi Campos | UTFPR |
Descrição do Projeto
O presente projeto visa a aplicação de métodos de cálculo de estrutura eletrônica ab initio baseadas na Teorial do Funcional da Densidade (DFT), simulações clássicas empíricas, métodos hibridos QM/MM e métodos de amostragem avançada do espaço configuracional, para a elucidação de mecanismos e reação na matéria condensada, bem como a ação de catalisadores enzimáticos e catalisadores artificiais inorgânicos/bioinspirados e de sistemas eletroquímicos modelo de transporte de carga.
A predição racional é de suma importância no desenvolvimento de novos materiais e no entendimento do porque os mesmo desempenham as mesmas funções. Como se pretende alcançar funções mais complexas, conforme as demandas por novas tecnologias aumentam, a complexidade da descrição nanoscópica dos sistemas também aumenta, em proporção até mais rápida. Mesmo materiais simples podem exigir a solução numérica de várias equações diferenciais acopladas, por uma escala de valores dos respectivos graus de liberdade eletrônicos. Quando estudamos propriedades dependentes do tempo, através da dinamica molecular, o problema se torna ainda mais complexo.
O presente projeto propõe o estudo para o desenho racional de catalisadores baseados/inspirados em proteínas, que compõem alguns dos catalisadores mais eficientes conhecidos. Em particular, estudamos como modificar e modular a atividade dos catalisadores enzimáticos, hidrolases e oxidoredutases, seja propondo a sintese de peptídeos menores e modificando os cofatores usando metais, seja modificando o suporte onde os catalisadores são imobilizados, e seja aplicando campos elétricos externos, a fim de seletivamente fornecer energia pelo caminho desejado para a reação ser ainda mais seletiva. Neste último caso, quanto às oxirredutases, é necessário entender também se há fluxo de carga quando a reação acontece na vizinhança de um eletrodo polarizado Pretende-se utilizar estes catalisadores, seja para suportar a industria quimica, seja para a utilização em sensores eletroquímicos, onde espécies químicas podem ser detectadas através de uma reação redox, onde a corrente pode ser medida. Por isso, pretende-se também compreender e simular a estrutura atômica dos sensores moleculares baseados em proteína e suas propriedades termodinâmicas, durante o reconhecimento dos seus alvos, livres em solução ou imobilizados.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Gustavo Troiano Feliciano [Coordenador] | IQ-UNESP/Araraquara |
Descrição do Projeto
Os estudos na área de química de produtos naturais vêm passado por diversas mudanças nos últimos anos. Ainda nos dias de hoje, os chamados estudos fitoquímicos são responsáveis por grande parte dos trabalhos científicos na área de produtos naturais, geralmente guiados por atividades biológicas e/ou pela busca de determinadas classes de compostos. No entanto, devido ao avanço nas técnicas hifenadas e à sensibilidade cada vez maior dos detectores, a metabolômica ganhou uma posição de destaque na área de química de produtos naturais, e mesmo em outras áreas do conhecimento. O uso de ferramentas metabolômicas permite a realização de estudos cada vez maiores e abrangentes, que dificilmente seriam possíveis de serem realizados utilizando os métodos clássicos. Nesse cenário, as análises de espectrometria de massas estão dentre as mais utilizadas na metabolômica de produtos naturais, principalmente pela sua alta sensibilidade, precisão, e pela possibilidade de hifenação com técnicas cromatográficas. Diversas ferramentas de processamento desses dados têm sido desenvolvidas nos últimos anos de modo a auxiliar e ampliar os estudos metabolômicos. Por exemplo, as ferramentas in silico tem ganhado grande destaque por serem técnicas de processamento de dados que permitem a obtenção de informações estruturais de uma determinada molécula, mesmo que os espectros obtidos não tenham qualquer correspondência com as bibliotecas espectrais. Podemos ter como exemplo a estratégia de árvores de fragmentação, em que é possível predizer propriedades estruturas de um espectro de massas experimental, e então buscá-la em bases de dados de estruturas moleculares. Apesar de ser muito promissora para estudos metabolômicos na área de produtos naturais, um grande poder de processamento é preciso para rodar os softwares necessários. O poder de processamento exigido cresce exponencialmente à medida que o conjunto de dados se torna mais abrangente e complexo. Dessa forma, o objetivo do presente projeto consiste na aplicação de ferramentas in silico para grandes estudos metabolômicos de produtos naturais que estão sendo realizados atualmente no Núcleo de Bioensaios, Biossíntese e Ecofisiologia de Produtos Naturais (Departamento de Bioquímica e Química Orgânica – Instituto de Química de Araraquara). Os recursos computacionais do GridUNESP serão de extrema importância para possibilitar a continuação dos estudos em andamento.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Vanderlan da Silva Bolzani [Coordenadora] | IQ-UNESP/Araraquara |
| Helena Mannochio Russo | IQ-UNESP/Araraquara |
Descrição do Projeto
A constante evolução tecnológica tem impulsionado a demanda por materiais ópticos aplicáveis em dispositivos de alta performance, desde diodos emissores de luz (LEDs), armazenamento de dados, sistemas anti-falsificação até sondas e sensores biológicos. Neste cenário, íons lantanídeos trivalentes, Ln(III), são blocos de construção apropriados no desenvolvimento destes dispositivos, por exibirem bandas de emissão estreitas que varrem toda a região do espectro visível. Entretanto, sua baixa absortividade molar devido ao caráter proibido das transições 4f-4f requer o uso de estratégias para sua sensibilização, sendo uma delas a coordenação do íon a ligantes orgânicos os quais absorvem a radiação eletromagnética e transferem a energia para o lantanídeo, o chamado "efeito antena". Alternativamente, o íon pode ser inserido em uma rede inorgânica como dopante e sensibilizado por outros íons que apresentam transições de caráter permitido, como 5d-4f, por exemplo. Desta forma, em ambas estratégias, consegue-se atingir rendimentos quânticos altos o suficiente para as aplicações desejadas. No entanto, em ambos os casos, a emissão do Ln(III) depende diretamente de processos de transferência de energia, os quais devem ser corretamente quantificados buscando sistemas com emissão maximizada. Além da transferência de energia, os processos de desativação do estado excitado por via térmica ou vibracional desempenham um papel essencial no rendimento quântico, logo, descrições das vias de decaimento não-radiativo tornam-se essenciais para o estudo destes sistemas. Em vista disso, métodos computacionais em diferentes níveis de teoria, como TD-DFT (Time-dependent density functional theory) e CASSCF (Complete active-space self-consistent field) combinados com descrições numéricas, surgem como opções proeminentes para estudar minunciosamente estes sistemas. Portanto, este projeto visa utilizar métodos computacionais e numéricos para desenvolver metodologias teóricas que possam ser utilizadas para descrever sistemas a base de lantanídeos, além de propor novos compostos que possuam altas taxas de transferência de energia, levando a materiais com rendimento quântico melhorados, sendo este um tópico de alto interesse científico atualmente.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Ana Maria Pires [Coordenadora] | Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT - UNESP) |
| Leonardo Figueiredo Saraiva | Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT - UNESP) |
| Sergio Antonio Marques de Lima | Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT - UNESP) |
| Renaldo Tenório Moura Júnior | Universidade Federal da Paraíba - UFPB |
| Albano Neto Carneiro Neto | Universidade de Aveiro |
| Maria Eduarda Marra Mesti | Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT - UNESP) |
| Renan Caike Silva | Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT - UNESP) |
| Rodolpho Alessandro Nesta Silva | IQ-UNESP - Araraquara |
| Alessandro Bruno Silva Garcia | IQ-UNESP - Araraquara |
| Felipe da Silva Manrique Canisares | IQ-UNESP - Araraquara |
| Ariane Carolina Ferreira Beltrame | Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT - UNESP) |
| João Antonio Oliveira Santos | IQ-UNESP - Araraquara |
| Carlos Vital dos Santos Júnior | Universidade Federal da Paraíba - UFPB |
Descrição do Projeto
Estudos realizados com técnicas computacionais de simulação de dinâmica molecular (MD) em sistemas de duas fases aquosas e moléculas complexas como proteínas, carboidratos, entre outros, demandam grupos de pesquisas engajados constantemente para promover a elucidação de fatos observados, entretanto desconhecidos até então.
Nesse contexto, a extração e purificação de proteínas e enzimas utilizando sistemas de duas fases aquosas (SDFA) do tipo polimérica ou micelar são amplamente conhecidos. Em contrapartida, sistemas de duas fases aquosas baseados em líquidos iônicos (SDFA-LI), são relevantes e debatidos atualmente no meio acadêmico, encontrando estudos recentes do ano de 2020 em diante acerca de assuntos relacionados apenas de forma indireta, não sendo encontrado estudos específicos da lipase em SDFA-LI modificando a região aniônica do sal para obter parâmetros conformacionais e propriedades físico-químicas de interesse A metodologia empregada será de técnicas computacionais combinadas de simulação de Dinâmica Molecular, com emprego de visualizadores de dinâmica molecular e cálculos baseados em mecânica molecular clássica Pretende-se realizar simulações de dinâmica molecular (MD) para obter parâmetros de análise conformacional (SASA, RMSD, RG e RDF) e propriedades físico-químicas (Energia total, Densidade, Calor específico, Energia Livre de Solvatação, Entalpia, Entalpia de Vaporização, Energia de interação, Coeficiente de Difusão) de proteínas e enzimas em sistemas de duas fases aquosas baseado em líquido iônico (SDFA-LI), modificando sua região catiônica. Espera-se obter dados relevantes da simulação de dinâmica molecular de proteínas e enzimas em SDFA-LI em dois aspectos: i) dados relevantes da atividade conformacional do sistema; ii) dados relevantes das propriedades físico-químicas do sistema, e; iii) visualização conformacional de estruturas proteicas e enzimáticas. Posteriormente, os dados obtidos irão auxiliar na elucidação de fatos observados e desconhecidos, além de estimular seu emprego comercial.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Elias de Souza Monteiro Filho [Coordenadora] | Unesp/Araraquara |
| Patrick Allan dos Santos Faustino | UNESP FCF-Araq |
Descrição do Projeto
Quais são as características dos países que formam coalizões na Organização Mundial de Comércio? A partir de um banco de dados original com cerca de 16 milhões de díades (pares) de países entre os anos de 1982 e 2008, desejamos investigar quais variáveis econômicas (PIB, PIB per capita, fluxo e abertura commercial), políticas (democracia versus ditaduras, ocorrências de guerras) e geográficas (distância entre os países, posição no sul ou norte do hemisfério, número de desastres naturais) melhor explicam a entrada de países em coalizões na OMC. Análises com amostras do nosso banco de dados sugerem que uma menor distância geográfica entre os países, a semelhança entre os seus regimes politicos e graus de desenvolvimento econômico são fortes preditores da cooperação internacional. Variáveis como abertura comercial, intensidade dos fluxos comerciais e PIB não têm efeito explicativo tão forte. Análises preliminares, por meio de métodos estatísticos que se aproximam da lógica de experimentos aleatórizados (métodos de matching), indicam nossa explicação é causal que pelo menos no caso de regime politico, ou seja, regimes politicos semelhantes cooperam mais entre si. Neste projeto, utilizaremos uma série de métodos estatísticos para testar a robustez de nossas descobertas (por exemplo, regressão logística, modelos hierárquicos, métodos de matching, análises de redes). Alguns destes métodos são computacionalmente intensivos e exigem simulações. Teorias de ação coletiva e sobre a paz democrática serão utilizadas para discutir nosso mecanismo causal. Modelos de análises de mediação serão utilizados para testar se estes mecanismos causais têm fundamentação empírica.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Gabriel Cepaluni | DERI-Unesp-Franca |
| Julio Trecenti | IME/USP |
| Umberto Guarnier Mignozzetti | USP, NYU |
| F. Daniel Hidalgo | MIT |
Descrição do Projeto
Constatamos que um dos grande desafio para a atividade acadêmica, independente da área ou especialidade é o crescente distanciamento entre a geração acelerada, contínua, diversificada e difusa de grandes massas de dados e as capacidades analíticas para produção de conhecimento científico. No entanto, a pesquisa em Ciências Humanas e Sociais sofre os efeitos dessa realidade de forma mais intensa em razão de, ao menos, dois fatores principais.
O primeiro diz respeito ao próprio objeto de estudo, pois as novas tecnologias resultam em novas formas de comunicação, relacionamento e organização da vida social, fazendo com que mais dados advindos desse adensamento de interações sejam produzidos. Assim, o objeto de estudo é o próprio agente gerador dessas novas informações que se acumulam e se diversificam, comprometendo progressivamente a capacidade de análise desta área do conhecimento.
O segundo fator que agrava a condição das Ciências Humanas e Sociais na atualidade, com base em nossas experiências na área especifica de Relações Internacionais, é a dificuldade característica da área para incorporar novos instrumentos tecnológicos no cotidiano do pesquisador. É fato, ao menos no que se refere à realidade brasileira, que grande parte do trabalho de pesquisa ainda não incorporou adequadamente os benefícios da utilização intensiva e sistemática das novas tecnologias da informação e comunicação.
Desta forma, a presente proposta busca concentrar-se no uso intensivo de novas tecnologias de informação e comunicação que possam auxiliar a análise documental de grandes bases de dados não estruturados na área de Relações Internacionais, procurando englobar desde a fase de coleta, digitalização e armazenamento de dados até a pesquisa colaborativa em rede de pesquisadores. Para isso, a pesquisa terá como foco a incorporação dos métodos, abordagens e soluções de eScience e Big Data que se mostrem adaptados para os pesquisadores da área.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Marcelo Passini Mariano | Unesp/Franca |
| Gabriel Cepaluni | Unesp/Franca |
| Karina Lilia Pasquariello Mariano | Unesp/Araraquara |
| Regiane Nitsch Bressan | UNIFESP |
| Roberto Goulart Menezes | UNB |
| Haroldo Ramanzini Júnior | UFU |
| Rafael Augusto Ribeiro de Almeida | CEDEC |
Descrição do Projeto
Com o advento da tecnologia de sequenciamento (NGS - Next Generation Sequencing) aliado aos painéis com alta densidade de marcadores SNP (Single Nucleotide Polymorphism), o mapeamento e a caracterização de regiões genômicas associadas às características de importância econômica, como produção de leite têm sido amplamente estudados em bovinos de origem taurina. No entanto, trabalhos sobre estudo de associação genômica ampla (GWAS - Genome-Wide Association Study) e seleção genômica com características produtivas de animais zebuínos, utilizando a técnica NGS, ainda são escassos na literatura científica. Os objetivos deste estudo serão (1) realizar imputação de variantes a partir de painéis de genotipagem para o genoma completo (dados de sequenciamento) (2)) realizar análises de GWAS visando estabelecer associações entre regiões do genoma do Gir (Bos indicus) com características de produção de leite, teor de gordura e proteína; (3) aplicar modelo de seleção genômica para predizer os valores genéticos genômicos e respectiva acurácia de predição (4) realizar análises pós-GWAS para anotação do conteúdo gênico presente nas regiões genômicas obtidas pelo GWAS; (5) identificar regiões com variação no número de cópias de segmentos de DNA (CNV - Copy Number Variation) e realizar o estudo de associação dessas regiões com características de produção e qualidade de leite. O conjunto de dados a ser analisado será constituído por por 2.279 animais da raça Gir, sendo 601 touros genotipados com o painel de alta densidade BovineHD BeadChip (Illumina), 1.678 vacas com o painel BovineSNP50 BeadChip (Illumina) e 10 animais com o genoma completo sequenciado. O genoma de todos os animais será imputado para dados de sequenciamento (DSEQ) por meio do software FImpute. Para realizar as análises de GWAS e seleção genômica, o efeito dos marcadores será predito por meio do modelo GRAMMAR, com os valores genéticos preditos derregredidos como variável resposta do modelo. A fim de buscar genes que compartilhem vias metabólicas e funções com SNPs significativos no GWAS, será realizada a caracterização pós-GWAS com o software DAVID v.6.7. Após identificação das CNV, a investigação e análise do conteúdo gênico presente serão realizadas por meio de busca nos bancos de dados AnimalQTLdb, NCBI e Ensembl. Os genes identificados nas CNVs serão submetidos a análise de enriquecimento pelos termos GO (“Gene Ontology”) e as funções biológicas e vias metabólicas nas quais os genes enriquecidos significativamente (P < 0,05) estiverem envolvidos serão identificadas por meio da ferramenta DAVID.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Danisio Prado Munari [Coordenador] | Unesp/Jaboticabal |
| Samla Cunha | |
| Rebeka Costa | |
| Alejandro Barrera Carvajal | |
| Rafael Nakamura Watanabe |
Descrição do Projeto
Neste projeto, vamos desenvolver algoritmos de aprendizado de máquina para predizer respostas bioclimatológicas de animais de produção. O ambiente térmico afeta diretamente a resposta fisiológica e o nível de produção de um animal. Em estudos anteriores, foi mostrado que quando os animais se encontram em estresse térmico, eles produzem menos. Existem diversas técnicas que podem ser utilizadas para melhorar o conforto térmico animal. Por exemplo, para animais manejados ao pasto, o fornecimento de sombra melhora o conforto térmico do animal e o nível de produção (e.g., vacas holandesas com acesso à sombra chegam a produzir 1kg a mais de leite diário). Uma das maiores dificuldades na análise de dados bioclimatológicos é a grande quantidade de dados gerados durante um experimento. Um experimento típico de uma semana gera uma base de dados com mais de 500 mil amostras. Para analisar esse conjunto de dados, quais compõe uma série temporal, pesquisadores utilizam técnicas simplificadas, como cálculo da média a cada hora e uso de regressões lineares. Estas técnicas simplificadas negligenciam o inerente aspecto temporal do conjunto de dados e as correlações que existem entre as variáveis medidas e as respostas fisiológicas, quais podem ser não-lineares. Para solucionar este problema, nosso grupo está desenvolvendo algoritmos de aprendizado de máquina para analisar respostas bioclimatológicas de animais de produção. Recentemente desenvolvemos os primeiros modelos de aprendizado de máquina para predizer respostas bioclimatológicas e combinamos estes modelos empíricos com fundamentos de conservação de energia. O estudo atual que estamos desenvolvendo consiste na análise de dados bioclimatológicas de animais criados em sistemas intensivos em confinamentos. Em parceria com a indústria, estamos estudando o efeito de uma estrutura de sombreamento em um curral no ganho de peso dos animais. Para isso, pretendemos desenvolver um modelo de redes neurais para dados temporais. Nosso objetivo é utilizar os recursos computacionais do GridUnesp para acelerar o desenvolvimento de nossas pesquisas.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Alex Sandro Campos Maia [Coordenador] | Unesp/Jaboticabal |
| Hugo Fernando Maia Milan | FAEMA, Ariquemes/RO |
| Michael T. Gorczyca | Carnegie Mellon University-University of Pittsburgh |
Descrição do Projeto
Elucidar padrões e processos associados à origem da biodiversidade neotropical é prioridade científica, sendo a sistemática e a biogeografia ferramentas fundamentais neste empreendimento. No âmbito da fauna nativa da região Neotropical, na tribo Lophyohylini, hilídeos conhecidos como “pererecas-de-capacete”, ainda prevalecem a baixa resolução e estabilidade em suas relações filogenéticas. Sobretudo, há ainda grande lacuna no que tange estudos de sua biogeografia, visto que a reconstrução de sua história biogeográfica ainda não foi explorada de forma adequada. Assim sendo, o primeiro objetivo do presente projeto propõe-se a realizar a reconstrução da história evolutiva dos Lophyohylini a partir de um estudo filogenético e biogeográfico sob a abordagem de evidência total. Este será o primeiro estudo que avaliará as relações filogenéticas desta tribo combinando toda a evidência filogenética disponível. Os resultados previstos incluirão avanços na sistemática de Lophyohylini, e um estudo pioneiro da história biogeográfica do grupo e de suas linhagens. Outra pesquisa de interesse serão as espécies invasoras da herpetofauna, que são uma das principais causas de declínios populacionais e extinção de espécies. Geralmente dispersadas artificialmente, as espécies invasoras têm o sucesso da colonização dependente das condições climáticas e interações bióticas. A Modelagem de Nicho Potencial de Espécies permite obter padrões de distribuição potencial de espécies invasoras, estimando cenários atuais e cenários futuros, fornecendo subsídio para ações de mitigação deste problema, que consiste em uma ameaça à biodiversidade global. Este estudo visa estimar a potencial distribuição em território brasileiro e mundial, das espécies invasoras no Brasil, com alto potencial de expansão e degradação do hábitat, o anuro Eleutherodactylus johnstonei (Eleutherodactylidae) e o lagarto Anolis porcatus (Reptilia, Dactyloidae). Espera-se haver sobreposição de nicho entre essas e a espécie invasora e que sejam inferidas áreas de unidades biogeográficas, elucidando padrões de distribuição e sugerindo futuras interações entre essas espécies. A Distribuição Potencial futura poderá expor uma facilitação da invasão pelas condições das mudanças climáticas. E para A. porcatus, espera-se que esteja associada às rotas comerciais marítimas
mundiais. Dessa forma, pretende-se contribuir com o conhecimento da biogeografia e história evolutiva da fauna Neotropical e fornecer subsídios para iniciativas ligadas à conservação e manejo da biodiversidade.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Ivan Sergio Nunes Silva Filho [Coordenador] | UNESP Campus Litoral Paulista |
| Caroline Nunes Parreira | UNESP Campus Litoral Paulista |
| Karla Letícia Rossi Antonio | UNESP Campus Litoral Paulista |
| Pedro Henrique Areco Gomes Moura | UNESP Campus Litoral Paulista |
| Tiago da Silveira Vasconcelos | UNESP Campus Litoral Paulista |
Descrição do Projeto
Sistemas automatizados para reconhecer padrões comportamentais associados à dor podem oferecer um diagnóstico mais preciso, acurado e rápido. Este estudo objetiva desenvolver um algoritmo de visão computacional (VC) para identificar padrões comportamentais indicativos de dor aguda em vídeos de bovinos submetidos à castração cirúrgica. Serão utilizados vídeos de 40 bovinos machos, Nelore, com 2 a 3 anos de idade e peso médio de 365 ± 51 kg (média ± desvio-padrão), clinicamente saudáveis, e submetidos à castração eletiva. Cada filmagem tem duração de 25.13 ± 4.39 minutos (média ± desvio-padrão). Um frame por segundo será extraído de uma janela de dois minutos, iniciada cinco minutos após o começo da filmagem. Os frames serão categorizados em dois grupos de 2.400 frames: "Livre de dor" (pré-castração) e "Dor" (pós-castração). O algoritmo de VC empregará uma Rede Neural Convolucional (CNN). A CNN será composta por múltiplas camadas convolucionais para extrair padrões visuais relevantes, camadas de max pooling para reduzir a dimensionalidade e aumentar a robustez do modelo a variações nas imagens, e camadas densas (totalmente conectadas) para combinar as características aprendidas e realizar a classificação final. A validação cruzada do modelo será realizada utilizando a técnica de Leave-One-Subject-Out. A performance será avaliada por meio de métricas como acurácia, precisão, recall, F1-score, sensibilidade e especificidade. O treinamento do algoritmo será realizado em um cluster computacional (GridUnesp), utilizando Python (versão 3.8) e a biblioteca
TensorFlow (versão 2). A automação do diagnóstico de dor aguda em bovinos proporcionará padronização, eficiência e redução de vieses na avaliação, contribuindo para o bem-estar animal pela detecção precoce e precisa da dor, redução do trabalho manual e aumento da eficiência produtiva da fazenda.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Pedro Henrique Esteves Trindade [Coordenador] | FMB-Unesp |
| Fabio Augusto Da Silva Esposto | SENAI Botucatu |
| Stelio Pacca Loureiro Luna | FMVZ-Unesp |
| Flavia Augusta de Oliveira | Universidade Federal do Norte do Tocantins |
| Thomas Nogueira Vilches | IB-Unesp |
Descrição do Projeto
Projetos que dão continuidade ao projeto anterior - "Edição de traduções alinhadas do grego antigo e produção de texto digital em português em ambientes web providos pelos projetos Alpheios/Perseus”, aperfeiçoando a anotação dos textos já com alinhamentos iniciados e adição de novos, individuais e coletivos. São realizados com o apoio da equipe do AvHumboldt Chair, Digital Humanities, U. Leipzig e Perseus/Perseids Project, da Tufts U. e Alpheios, visando ao aperfeiçoamento do ensino de clássicas e o aumento o corpus de tradução de obras clássicas para português alinhado com os textos originais anotados, na forma de dados digitais abertos. Insere-se no espaço interdisciplinar das Letras Clássicas (grego antigo), Linguística Aplicada (ensino e análise de linguagem baseada em corpus e em web) e Informática (serviços da web em código aberto voltados para edição de textos digitais). Esse tipo de proposta emerge do movimento de âmbito internacional do "Classicismo na era digital", no qual se procura desenvolver uma ciberinfraestrutura adequada para disseminar o acesso aos textos clássicos em formato digital, não só para fins de leitura, mas também para atender a inúmeras necessidades de pesquisa na área, documentando as línguas históricas e provendo serviços que facilitam o acesso a essas línguas. Tal ciberinfraestrutura vem sendo desenvolvida há algum tempo, como documenta Babeu (2011) e defendida especialmente por Crane (2009), oferecendo recursos com potencial de atingir mundialmente um grande número de profissionais e estudantes. Em virtude de as edições gregas estarem associadas a recursos linguísticos em inglês, os falantes do português que não são proficientes no inglês usam os recursos de forma limitada. Este projeto visa à produção de dados abertos, por alunos e professores, em ambientes colaborativos de edição de alinhamento de traduções, com tais recursos para o grego de modo a atingir uma finalidade quádrupla: 1) o desenvolvimento das habilidades linguísticas por meio de recursos digitais, 2) produzir dados e contribuir com recursos em língua portuguesa, 3) ampliar as traduções disponíveis em português de obras gregas e 4) colaborar com o aprimoramento da infraestrutura internacionalmente, pelo uso e/ou implementação de recursos. Surge,por ora, a oportunidade de agregar os esforços em torno de um projeto a ser submetido para a chamada Trans-Atlantic Platform for the Social Sc. and Humanities, com o projeto liderado por Crane: Mapping the Greco-Roman Culture, com objetivos mais amplos de agregar coleções e dados abertos. O título foi alterado para "Mapping Canons from Baghdad to Berkeley and from Homer to the First World War”.
Grupo de Pesquisa
| Nome | Instituição |
| Anise D’Orange Ferreira | FCLAr/UNESP |
| Fernando B. dos Santos | FCLAr/UNESP |
| Edvanda B. Rosa | |
| Maria Celeste C. Dezotti | |
| Filomena Y. Hirata | FFLCH-USP |
| Caio Camargo | FCLAr/UNESP |
| Michel Reis | FCLAr/UNESP |
| Kelli Fauth Claro | FCLAr/UNESP |
| Paula Boschiero | FCLAr/UNESP |
| Murilo Alves | FCLAr/UNESP |