Nosso grupo desenvolve pesquisa baseada em genômica sobre venenos animais diversos tendo como objetivos principais: 1) Conhecer a composição de venenos animais, especialmente de serpentes menos estudadas, e descrever possíveis novas toxinas. 2) Estudar como os genes de toxinas, e suas respectivas proteínas, surgiram, duplicaram, evoluíram, divergiram ou convergiram, utilizando esse sistema biológico como um modelo de evolução de famílias gênicas em vertebrados. 3) Compreender os processos evolutivos que levaram à diversificação dos venenos de serpentes e como essa variação impactou a própria diversificação desse grupo de animais. 4)  Investigar os efeitos de venenos, toxinas e outras moléculas bioativas, in vivo ou in vitro, utilizando ferramentas ômicas, especialmente a expressão gênica diferencial. Dada a expertise de nosso laboratório em técnicas de sequenciamento de DNA em larga escala, a disponibilidade de bancos de sequências genéticas gerados nos últimos 20 anos e a ampla utilização de ferramentas bioinformáticas, também atuamos em linhas complementares que envolvem estudos reprodutivos, filogenéticos e de conservação em serpentes, aplicações de NGS em modelos epidemiológicos e biomédicos, estabelecimento de métodos em genômica e desenvolvimento de ferramentas bioinformáticas.

Como exemplos dessas linhas de pesquisa, seguem alguns trabalhos representativos que coordenamos:

- Investigação dos eventos de recrutamento de fosfolipases A2 para o arsenal de venenos das serpentes (Bayona-Serrano et al. 2023; MBE 40(7): msad147).

- Sequenciamento do genoma da jararaca para rastrear a origem dos genes de veneno das serpentes (Almeida et al., 2021, PNAS 118(20):e2015159118).

- Descrição de metaloproteases de matriz como uma nova família de toxinas em venenos de serpentes dipsadídeas (Bayona-Serrano et al., 2020; MBE 37(12), p3563)

- Desenvolvimento de anotadores de genes de toxinas (Nachtigall et al, 2021 Brief Bioinform 22(5): bbab095 e Nachtigall et al, 2024, Gigascience13: giad116).

- Revisão das toxinas de serpentes opistóglifas (Junqueira-de-Azevedo et al., 2016, Toxins 8 (8): p230).

- Investigação do maquinário envolvido na produção de veneno e da expressão de genes de toxinas em diversos órgãos de serpentes (Junqueira-de-Azevedo et al. 2015, MBE 32(3), p754).

- Avaliação de epítopos para imunização genética para um antissoro contra o veneno das cobras-corais (Leão et al., 2009, BMC Genomics 16; p10) 

- Primeira análise transcriptômica de uma glândula de veneno de uma serpente (Junqueira-de-Azevedo & Ho, 2002, Gene 299, p279).

- Descoberta de VEGFs como um componente do veneno de viperídeos (Junqueira de Azevedo et al., 2001, JBC 276(43), p39836)

1. Programa de Pós-graduação em Toxinologia – I. Butantan 
2. Programa de Biologia Genética – IB, USP

1. Bayona-Serrano JD, Grazziotin FG, Salazar-Valenzuela D, Valente RH, Nachtigall PG, Colombini M, Moura-da-Silva A, Junqueira-de-Azevedo ILM. Independent Recruitment of Different Types of Phospholipases A2 to the Venoms of Caenophidian Snakes: The Rise of PLA2-IIE within Pseudoboini (Dipsadidae). Mol Biol Evol. 2023 Jul 5;40(7):msad147. doi: 10.1093/molbev/msad147. 

2. Almeida DD, Viala VL, Nachtigall PG, Broe M, Gibbs HL, Serrano SMT, Moura-da-Silva AM, Ho PL, Nishiyama-Jr MY, Junqueira-de-Azevedo ILM. Tracking the recruitment and evolution of snake toxins using the evolutionary context provided by the Bothrops jararaca genome. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 May 18;118(20):e2015159118. doi: 10.1073/pnas.2015159118. 

3. Holding ML, Strickland JL, Rautsaw RM, Hofmann EP, Mason AJ, Hogan MP, Nystrom GS, Ellsworth SA, Colston TJ, Borja M, Castañeda-Gaytán G, Grünwald CI, Jones JM, Freitas-de-Sousa LA, Viala VL, Margres MJ, Hingst-Zaher E, Junqueira-de-Azevedo ILM, Moura-da-Silva AM, Grazziotin FG, Gibbs HL, Rokyta DR, Parkinson CL. Phylogenetically diverse diets favor more complex venoms in North American pitvipers. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Apr 27;118(17):e2015579118. doi: 10.1073/pnas.2015579118. 
    
4. Nachtigall PG, Rautsaw RM, Ellsworth SA, Mason AJ, Rokyta DR, Parkinson CL, Junqueira-de-Azevedo ILM. ToxCodAn: a new toxin annotator and guide to venom gland transcriptomics. Brief Bioinform. 2021 Sep 2;22(5):bbab095. doi: 10.1093/bib/bbab095. 
    
5. Bayona-Serrano JD, Viala VL, Rautsaw RM, Schramer TD, Barros-Carvalho GA, Nishiyama MY, Freitas-de-Sousa LA, Moura-da-Silva AM, Parkinson CL, Grazziotin FG, Junqueira-de-Azevedo ILM. Replacement and Parallel Simplification of Nonhomologous Proteinases Maintain Venom Phenotypes in Rear-Fanged Snakes. Mol Biol Evol. 2020 Dec 16;37(12):3563-3575. doi: 10.1093/molbev/msaa192. 

Atuais

Em andamento:

Projeto: FAPESP 2016/50127-5. CEPID: CeTICS - Center of Toxins, Immune-Response and Cell Signaling.  Vigência: 06/2013 a 06/2025. Pesquisador Principal.

Projeto: FAPESP 2022/11538-0. Equipamento Multiusuário EMU - microTomógrafo para coleções zoológicas. Vigência 06/2023-05/2026.