Fungal isolates from the archive of the University of Coimbra: ionizing radiation response and genotypic fingerprinting

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nunes, Inês Marques, 1988-
Data de Publicação: 2011
Outros Autores: Portugal, António, Carolino, M. Manuela, 1954-
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/6407
Resumo: Tese de mestrado. Biologia (Biologia Celular e Biotecnologia). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011
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spelling Fungal isolates from the archive of the University of Coimbra: ionizing radiation response and genotypic fingerprintingFungosBiologia molecularConservação e restauroPergaminhoRadiação gamaTeses de mestrado - 2011Tese de mestrado. Biologia (Biologia Celular e Biotecnologia). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011A problemática da biodeterioração nos diferentes tipos de obras de arte tem vindo a tornar-se um dos pontos centrais nas áreas da conservação e restauro. Entende-se por biodeterioração, a degradação causada nos materiais por acção directa de organismos vivos ou por consequência de produtos das suas actividades vitais. Entre os materiais mais afectados encontramos o património escrito devido à diversidade de materiais orgânicos com que é constituído. A evolução dos suportes de escrita ao longo da História (e.g. Papiro, Pergaminho, Papel de fibras de trapo e Papel com origem na madeira), levou à presença de diferentes biopolímeros, como a celulose, a hemicelulose, o colagénio ou a elastina nas obras mais diversas e preciosas para o Conhecimento e Cultura das nossas Sociedades. Sendo estes polímeros descritos como substratos nutricionais para algumas formas de vida, tais como bactérias, fungos e insectos, a colonização/contaminação e consequente degradação destes documentos torna-se um passo simples, caso não sejam tomadas as medidas adequadas. Os fungos são biocontaminantes problemáticos uma vez que, possuem uma morfofisiologia que lhes permite boa penetração em diferentes substratos (hifas), bem como a capacidade de utilizar polímeros complexos como fonte nutricional (e. g. produção de enzimas hidrolíticas que lhes permite degradar moléculas complexas e usar a absorção como modo de nutrição). Nos dias de hoje, ciências como a conservação e restauro têm que ultrapassar as barreiras da revitalização pós-degradação e actuar na prevenção da contaminação (pré-degradação) sendo imperativo a detecção e identificação de contaminantes bem como de possíveis fontes e vectores de contaminação. Neste sentido, diversas medidas preventivas têm sido testadas em arquivos e bibliotecas. No entanto, a maioria apresenta “contra-indicações” tais como toxicidade para os trabalhadores e utilizadores dos diferentes espaços (ex. uso de pesticidas ou atmosferas controladas) ou a degradação dos materiais (ex. tratamentos a baixa e a alta temperatura). Tendo em conta as suas características (alta capacidade de penetração e poder letal sobre os biocontaminantes) bem como o balanço das vantagens vs. desvantagens da sua utilização, a radiação gama aparenta ser um tratamento alternativo. O seu uso como agente descontaminante em materiais de arquivos e bibliotecas tem sido testado e descrito desde o início dos anos 60, sendo que baixas doses (<10 kGy) estão descritas como suficientes para descontaminar os materiais não causando danos nas suas características. A maior parte dos estudos têm sido efectuados em documentos e livros cujo principal constituinte é o papel. O pergaminho foi inventado no século II antes de Cristo numa cidade Grega de nome Pergamo. A sua origem animal (pele de ovelha, vaca ou cabra) torna-o um material complexo cujas características estruturais são extremamente variáveis inter e intra documento, tanto devido ao processo do seu fabrico como à diferente origem animal ou às diferentes condições ambientais a que é exposto ao longo do tempo. Devido à sua resistência, foi o principal suporte de escrita durante a Idade Média tendo sido muito usado por monges copistas e em documentos religiosos. É assim, um importante ancestral do Papel que nos permite conhecer melhor o passado de diferentes sociedades. Apesar da sua importância cultural e científica bem como da sua beleza, o Pergaminho nem sempre é tratado com o devido respeito sendo cada vez mais necessário entender a sua estrutura intrínseca para melhor desenvolver medidas de conservação e protecção. Mergulhando nesta problemática o Arquivo da Universidade de Coimbra (AUC), responsável pela preservação do património cultural da Universidade e do Distrito de Coimbra, tem-se envolvido activamente em diferentes projectos científicos no sentido de encontrar soluções para os problemas de biodeterioração e de conservação que tem identificado no seu espólio. Esta tese enquadra-se num desses projectos (Mycoarchive) constituindo uma parceria entre o Instituto Tecnológico e Nuclear (ITN), a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra e o próprio AUC. Sendo assim, os objectivos do trabalho desenvolvido nesta dissertação foram i) Caracterizar a comunidade microbiana do ar interior do AUC, identificando possíveis factores de contaminação cruzada com os documentos contidos no espaço; ii) Caracterizar a contaminação natural de pergaminhos do AUC; iii) Estudar os padrões de inactivação por radiação gama da população microbiana dos pergaminhos a fim de propor uma dose mínima (Dmin.), para uso futuro desta tecnologia como tratamento de descontaminação; iv) Determinar potenciais alterações induzidas pela radiação gama nas propriedades físicas do pergaminho a fim de estimar uma dose máxima (Dmáx.) à qual o material pode ser exposto e v) Analisar alterações nos perfis genéticos provocadas pela exposição à radiação gama de isolados fúngicos do ar e de pergaminho do AUC, usando técnicas de PCR fingerprinting. Assim sendo, o primeiro artigo contido nesta tese descreve os trabalhos efectuados no sentido de caracterizar a comunidade microbiana do ar do interior do AUC. Os resultados apontam para uma baixa contaminação microbiana (<200 CFU/m3), sendo os tipos morfológicos mais frequentes os cocos gram positivos, catalase positivos e os fungos filamentosos. No sentido de identificar correlações entre a comunidade microbiana do ar interior do AUC e a contaminação de pergaminhos presentes no mesmo espaço, validou-se uma metodologia de determinação da carga microbiana de pergaminho. Os resultados apontam para uma baixa contaminação microbiana (<102 CFU/cm2) sendo esta essencialmente constituída pelos mesmos tipos morfológicos anteriormente encontrados no ar interior do AUC. No entanto, a identificação das espécies fúngicas isoladas destes dois ambientes, não permitiu avaliar o papel do ar como vector de contaminação de forma conclusiva. A aplicação da radiação gama como tratamento de descontaminação deste material foi igualmente avaliada. Os resultados demonstraram que a população microbiana deste tipo de documentos não apresenta uma cinética de inactivação exponencial, porém foi obtida uma eficiência de inactivação maior que 99% a partir dos 5 kGy. Assim, propõe-se uma dose de 5 kGy como dose mínima (Dmin.) de radiação gama a aplicar como tratamento de descontaminação do pergaminho. Num tratamento de esterilização ou de descontaminação há que ter em conta, não só a inactivação dos contaminantes mas também os efeitos do agente esterilizante/descontaminante no material. Em arte antiga, o problema agrava-se uma vez que estamos a falar de obras únicas e irreprodutíveis. O terceiro artigo desta tese pretende, deste modo, averiguar os efeitos da radiação gama na textura e cor de pergaminhos, de forma a determinar uma dose máxima para os tratamentos de descontaminação deste material. Os resultados indicam que, até aos 30 kGy parece não existir qualquer efeito da radiação gama nas características estruturais do pergaminho. A radiação gama é um conhecido agente mutagénico estando descrito que os principais efeitos nos sobreviventes dos processos de irradiação são deleções no material genético. O quarto artigo contido nesta dissertação aborda o tema da alteração genética provocada pela radiação gama. Foram obtidos perfis genéticos de quatro isolados fúngicos antes e após exposição a várias doses de radiação gama. Dois dos isolados pertencem à população microbiana do ar interior do AUC (Penicillium griseofluvum e Neosartorya fumigata) e os restantes às amostras de pergaminho (Cladosporium sp. e Epicoccum nigrum). A técnica de PCR fingerprinting mostrou ser adequada na detecção de alterações genéticas induzidas por baixas doses de radiação gama (2 kGy) em fungos, sendo ainda possível relacionar a resistência descrita para cada um dos géneros fúngicos com as alterações observadas. No entanto, os resultados obtidos não apresentam um padrão que relacione as alterações genéticas detectadas e o aumento da dose de radiação. Em conclusão, os resultados apontam para a aplicabilidade de doses de radiação gama entre os 5 e os 10 kGy, como tratamento de descontaminação de materiais de Arquivo. Archive and library materials are composed by complex organic materials which could be metabolized by some living beings, turning the biodeterioration into one concerning issue in conservation and restoration areas.The Archive of the University of Coimbra (AUC) fight to find solutions to the biodeterioration problems that had been detected. This thesis objectives were: i) Characterize the AUC indoor air microbial population in order to identify its role in documents contamination; ii) Characterize the AUC parchments natural contamination; iii) Study the parchment bioburden gamma radiation inactivation patterns in order to propose a minimal dose (Dmin.); iv) Evaluate the gamma radiation effects in parchment physic characteristics in order to estimate a maximum gamma radiation dose (Dmax.) and v) Estimate the genetic profile alterations induced by gamma radiation in AUC air and parchment fungal isolates, using PCR fingerprinting. AUC indoor air microbiota was characterized and results point out to a low microbial contamination (<200 CFU/m3) being the most frequent morphological types the gram positive, catalase positive cocci and the filamentous fungi. A parchment bioburden assessment methodology was evaluated and results indicated a low bioburden (<102 CFU/cm2), mainly constituted by the same morphological types found in AUC indoor air. However, molecular identification of air and parchment fungal species was not able to correlate the air as a contamination vector. Gamma radiation was evaluated as parchment decontamination treatment using microbial inactivation studies. Results indicated that parchment microbial population did not follow an exponential inactivation kinetics, however a 99% inactivation efficiency was achieved for 5 kGy. This dose is proposed as Dmin for parchment decontamination treatment and doses up to 30 kGy seems to have no effects on parchment texture and colour. PCR fingerprinting techniques were used to detect gamma radiation effects on AUC fungal isolates genetic profiles. No patterns were identified to correlate the observed genetic alterations and gamma radiation dose. Although, differences in gamma radiation resistance were detected for the different isolates. Results indicate a 5-10 kGy range as effective for Archive materials decontamination.Portugal, AntónioCarolino, M. Manuela, 1954-Repositório da Universidade de LisboaNunes, Inês Marques, 1988-Portugal, AntónioCarolino, M. Manuela, 1954-2012-06-01T15:48:57Z20112011-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/6407enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T15:48:55Zoai:repositorio.ul.pt:10451/6407Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:31:33.546023Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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