LFN0325 - Princípios de Microbiologia Trabalho 2 - Questionário Glória Munhoz (nº USP: 11781701) Letícia Valarini (nº USP: 11931566) Maria Julia S. Nascimento (nº USP: 11878622)
1 - Cite quais são os microrganismos eucariotos:
Os organismos eucariotos são aqueles que apresentam centrossomo (centríolo), material pericentriolar, lisossomo e corpo basal, organelas que não fazem parte dos organismos procariotos, o que os diferenciam. Além da presença de carioteca, os organismos eucariotos são as algas vermelhas e verdes, os cercozoários (exemplo radiolários), os estramenópilos (exemplo oomicetos), os alveolados, euglenozoários, amoebozoários e os fungos, os quais estão sendo representados na Árvore filogenética abaixo.
Figura. Árvore Filogenética de Eukarya.
Fonte: BROCK, 2016
As imagens abaixo estão ilustrando exemplos de eucariotos, como as algas vermelhas e os cogumelos (fungos).
Figura. Alga Vermelha e cogumelo.
Fontes: F.Neidl / Shutterstock.com e Pixabay, 2019.
Contudo, há ainda os nematóides, helmintos e protozoários que também fazem parte dos organismos eucariotos, os quais estão sendo ilustrados abaixo.
Figura. Nematóides, helmintos (oxiúro) e protozoários.
Fonte: SANTOS, 2020.
2 - Descreva as principais características dos seguintes eucariotos: fungos, algas, protozoários, líquens e helmintos.
● Fungos:
Os fungos são caracterizados como um grande grupo, que abrange leveduras, bolores e cogumelos. Residindo em solos ou matéria vegetal morta, locais em que atua de modo a contribuir para a mineralização do carbono orgânico (BROCK, 2016). Podendo ainda ser tanto o responsável por causar doenças, como um contribuinte para a fermentação e consequente produção de pães, por exemplo.
Figura. Leveduras, bolores e cogumelos.
Fonte: PIXABAY, 2017.
Sua nutrição ocorre por meio da absorção de nutrientes, resultantes do trabalho de enzimas, que realizam a digestão de materiais, como proteínas e carboidratos, sendo esses assimilados como reserva de energia e carbono, processo de alimentação denominado quimiorganotrófico. Já os fungos decompositores fazem a digestão de animais mortos e material vegetal, se diferenciado dos parasitas que digerem células vivas de plantas que infectam (BROCK, 2016).
Em sua maioria os fungos são multicelulares (tendo como exceção as leveduras, que são seres unicelulares), os quais possuem formação de hifas, local em que os esporos assexuados (conídios) são formados e liberados, tendo como função a disseminação dos fungos, como ilustrado abaixo. Eles também possuem paredes celulares, compostas de quitina, um polímero de N-acetilgicosamina, que forma uma barreira íntegra e densa.
Figura. Estrutura típica de um fungo.
● Algas:
Conforme descrito por Tortora (2017), as algas não constituem um grupo taxonômico, mas sim uma maneira de caracterizar os fotoautotróficos que não usufruem de raízes e caules, como as plantas. Elas são, em suma, aquáticas, algumas unicelulares, possuem filamentos e poucas apresentam talo (responsável por ancorar a alga a uma rocha). Podendo ainda, serem causadoras de intoxicação alimentar.
A partir, da figura abaixo é possível observar como uma alga unicelular é composta.
Figura. Algas unicelulares.
Fonte: Portal Verde Azul, 2013.
Já na tabela abaixo, está sendo apresentado características de algumas algas como, as marrons, diatomáceas, dinoflagelados, mofos aquáticos, algas vermelhas e verdes. Podendo ser verificado, que há uma grande parte dessas algas que possuem sua parede celular composta de celulose e realizam reprodução sexuada.
Tabela. Características de algumas algas.
Fonte: TORTORA, 2017.
Quanto a sua reprodução, todas podem realizar de forma assexuada, que consiste na divisão do talo, em algas multicelulares filamentosas ou na divisão do seu núcleo para a ocorrência da mitose, em algas unicelulares. Há também aquelas que conseguem fazer a reprodução sexuada. De modo a exemplificar a figura abaixo está ilustrando o ciclo de vida de uma alga verde unicelular:
Figura. Ciclo de vida da alga verde unicelular Chlamydomonas.
Por fim, sua nutrição acontece por meio de sua capacidade de ser fotossintética, que consiste no processo de utilizar água para reduzir o dióxido de carbono, além de usufruir da luz como fonte de energia.
● Protozoários:
Os protozoários (significa “primeiro animal”) são caracterizados como organismos unicelulares, tendo alguns fotossintéticos e com ciclos de vida complexos, além de possuírem uma alimentação baseada em bactérias e pequenas partículas de nutrientes (processo chamado trofozoíto), residem em locais como a água e o solo (TORTORA, 2017).
Figura. Protozoários.
Fonte: LOUREDO, 2020.
Esses eucariotos realizam reprodução assexuada por fissão, brotamento ou esquizogonia, processo que consiste em múltiplas fissões, ou seja, o núcleo se divide diversas vezes antes da divisão celular, para futuramente resultar na formação de células-filhas. Há ainda, os protozoários ciliados que se reproduzem de forma sexuada, isto é, através da conjugação.
Em conclusão, na maioria dos casos, sua nutrição é resultante de sua caraterística heterotrófica aeróbia. Tendo exceções como os ciliados e as amebas, onde respectivamente, um realiza a alimentação por meio da ondulação dos cílios (citóstoma) e o outro engloba o alimento, fagocitando-o.
● Liquens
De acordo com Tortora (2017), os liquens são uma junção de alga verde com fungos, os quais fazem parte do Reino Fungi e possuem um parceiro fúngico (associação de mutualismo). São seres que habitam locais, onde nem os fungos ou as algas conseguiriam sobreviver sozinhos, como exemplo pedras recém expostas. Tal fato, ocorre pela sua capacidade de secretar ácidos orgânicos, o que faz as rochas se desgastarem e assim ser possível o acúmulo de nutrientes.
Já sua reprodução consiste na germinação dos esporos dos fungos, quando esses entram em contato com alguma clorofícea ou cianobactéria, além disso podem também se reproduzir de forma assexuada ou ainda por meio da fragmentação do talo.
Esses eucariotos podem ser classificados de três formas:
● Liquens crostosos: são aqueles que crescem fortemente aderidos ao substrato.
Figura. Crostoso.
Fonte: Só Biologia.
Figura. Foliosos.
Fonte: Só Biologia.
● Liquens Fruticosos: aqueles em que seu talo é similar a um arbusto. Figura. Fruticosos.
Fonte: Só Biologia.
Ademais, eles possuem grande importância econômica, podendo ser utilizados como corantes, agente antimicrobiano, indicadores de pH e por fim como referência para análise de cátions presentes no ambiente.
● Helmintos:
Os filos Platyhelminthes (vermes achatados) e Nematoda (vermes cilíndricos), são dois grupos de parasitas, normalmente conhecidos por Helmintos. Os quais são caracterizados como animais eucariotos multicelulares, com presença de sistemas digestório, circulatório, nervoso, excretor e reprodutor (TORTORA, 2017). Quando
adultos podem ser dióicos, ou seja, os órgãos reprodutores masculinos e femininos encontrasse em indivíduos diferentes, hermafroditas ou monóicos.
Figura. Lombriga (helminto).
Fonte: Biomedicina Padrão.
3 - Cite exemplos de algas, protozoários e helmintos com importância alimentar, industrial ou patógenos humanos transmitidos por ingestão de água ou alimentos. Na sua resposta forneça os nomes científicos dos microrganismos e suas principais características. Para os microrganismos benéficos, descreve sua importância para os humanos. No caso de patógenos descreva seus ciclos de vida, hospedeiros e como prevenir a ocorrência de novas infecções.
● Algas:
As algas são seres fotoautotróficos e, embora não sejam parte de uma classificação taxonômica, fazem referência aos seres fotoautotróficos que não apresentam raízes e caules característicos das plantas. O ambiente favorável para sua proliferação é aquele que, além da boa disponibilidade de nutrientes, ofereça uma incidência solar para a realização de seus processos metabólicos (TORTORA, 2017).
As diatomáceas (classe: Bacillariophyceae) são referenciadas como as algas douradas, reunindo milhares de espécies, e podem ser encontradas em diversos ambientes úmidos, sejam eles rochas, sedimentos e até em animais (CAVALCANTI, 2012). A característica principal desse grupo de algas é a presença de parede celular concentrada em sílica além de pectina (complexo denominado frústula), e as duas partes da parede se encaixam como uma placa de Petri. A parede celular das diatomáceas também são altamente ornamentadas e podem até mesmo ser características de um espécie, sendo portanto uma ferramenta de identificação (TORTORA, 2017)
Figura: estrutura básica de uma diatomácea
Fonte: CAVALCANTI, 2012
O primeiro surto de doença causada por uma diatomácea que se tem registro data de 1987 no Canadá quando foram registradas cerca de 105 casos e três mortes após a ingestão de mexilhões ( Mytilus edulis) que apresentavam altas concentrações de um composto conhecido como ácido domóico e produzido por diatomáceas do gênero Pseudo-nitzschia (HONG-CHANG et al., 2010). O ácido domóico, por ser uma neurotoxina, é conhecido por causar o envenenamento amnésico por moluscos (ASP - Amnesic Shellfish Poisoning).
No caso das diatomáceas, as espécies adultas são diploides (2n) e originam células gaméticas haplóides (n) como resultado da meiose. Quando elas se reproduzem assexuadamente, as células diplóides se dividem e dão origem à duas células-filhas, sendo que cada uma recebe uma teca maior (epiteca) da célula-mãe enquanto a outra (hipoteca) é formada durante a divisão.
Figura: esquema progressivo da reprodução assexuada em diatomáceas
Fonte: CAVALCANTI, 2012
A cada nova célula-filha formada é verificada uma redução de tamanho em relação à anterior, e após várias gerações resultantes da reprodução assexuada,
essa redução acontece até um certo limite, quando as diatomáceas iniciam sua reprodução sexuada para retomar o tamanho original. Nesta fase, as diatomáceas adultas (2n) produzem gametas (n) e se fundem (em um primeiro momento sem a fusão dos núcleos), dando seguimento a um aumento de volume para enfim realizar a fusão dos núcleos, restabelecendo um indivíduo 2n e formando a frústula.
Figura: micrografia e eletromicrografia da Pseudo-nitzschia
Fonte: UNIAVISEN, 2020
● Protozoários:
A Giardia intestinalis é um parasita unicelular, fusiforme, flagelado e que não possui mitocôndria, fazendo parte do super-reino Excavatal e está sendo ilustrada na figura abaixo (TORTORA, 2017). A transmissão do parasita ocorre, por meio da ingestão de alimentos e água contaminados com o cisto desse protozoário. Esse cisto rompe-se no duodeno, tendo como resultado a formação da Giardia, a qual é encontrada no intestino delgado dos mamíferos, e inclusive dos seres humanos (mais frequente em crianças com menos de seis anos), provocando diarreia e a doença chamada giardíase (parasitose intestinal). Habitualmente, esses cistos são excretados pelas fezes, sendo eliminado a parte ativa do protozoário (SANTOS, 2020).
Figura. Giardia intestinalis.
Fonte, SANTOS, 2020.
Os meios para prevenção desse parasita é a higienização pessoal, consumo de alimentos seguros e com boa procedência, sendo aconselhado a ingestão de água tratada e atenção ao preparo dos alimentos. Além de um saneamento básico adequado.
Um outro protozoário patógeno é a Entamoeba histolystica, o qual possui um simples ciclo de vida, que se inicia e termina em um mesmo hospedeiro, o ser humano. Ao entrar em contato com o organismo, por meio da ingestão de alimentos contaminados (como água ou frutas) com o seu cisto, ele reside no intestino delgado e passa a se alimentar de bactérias e restos celulares; se reproduzindo por divisão binária, o que irá resultar futuramente na excreção desses novos cistos pelas fezes, para assim contaminar outros hospedeiros. Causando a doença chamada Amebíase, que tem por sintomas uma diarreia com presença de sangue.
Figura. Entamoeba.
As formas de se evitar essa doença são manter uma boa higiene pessoal e dos alimentos a serem consumidos, beber água filtrada, e fundamentalmente, ter um devido saneamento básico.
● Helmintos:
O helminto Ascaris lumbricoides é o parasita causador da ascaridíase nos humanos, conhecido popularmente por lombriga. A contaminação ocorre pela ingestão de alimentos e água contaminados com ovos do parasita, além do contato com as fezes humanas e solos também contaminados.
No intestino delgado, onde os ovos do helminto se encontram inicialmente, são liberadas as larvas que atravessam a parede de órgão, passam pelos vasos sanguíneos e linfáticos, espalhando-se pelo organismo humano. A larva passa, assim, pela faringe, podendo ser deglutida e voltar ao intestino, onde se reproduz sexuadamente e liberará milhares de ovos diários posteriormente. Esses ovos serão liberados junto às fezes, podendo contaminar outros indivíduos novamente caso a eliminação das mesmas sejam em locais inapropriados.
Para a prevenção da ascaridíase, é necessário ingerir apenas água tratada, lavar bem as mãos e os alimentos antes de ingeri-los, além de defecar em locais apropriados (MUÑOZ, FERNANDES, s.d.)
Figura: ciclo de vida Ascaris lumbricoides
Fonte: MUÑOZ; FERNANDES, s.d.
Já o helminto Taenia saginata é causador da doença teníase e tem como hospedeiro definitivo os seres humanos. As fezes de um indivíduo infectado
possuem proglótides maduras com milhares de ovos. A medida que as proglótides se movimentam, as chances delas serem ingeridas pelos animais que estejam pastando aumentam. Sendo assim, quando ingeridas pelo gado, as larvas saem dos ovos e perfuram a parede intestinal do animal. Elas migram para o músculo, isto é, a carne que será ingerida posteriormente por um ser humano, e se convertem em cisticercos. Após a carne ser ingerida por uma pessoa, tudo é digerido, exceto o escólex o qual ancora-se no intestino delgado e produz proglótides que serão eliminadas junto às fezes.
Inspecionar a carne para detectar a presença dos cisticercos, visto que estes são de fácil visualização, pode prevenir a contaminação. Além disso, evitar o uso de dejetos humanos sem tratamento, como fertilizante em pastos também ajuda na prevenção. (TORTORA, 2017)
Há também o helminto Taenia solium, conhecido como a tênia da carne de porco, que tem como hospedeiro definitivo o ser humano. Os vermes maduros vivem no intestino da pessoa e produzem ovos, sendo disseminados por meio das fezes. Quando esses ovos são ingeridos pelos porcos, a larva do helminto se abriga no músculo do animal e, assim o ser humano se infecta quando ingere a carne do porco mal cozida. Esse ciclo homem-porco-homem é comum na América Latina, Ásia e África, enquanto nos Estados Unidos é comum o parasito ser transmissível de pessoa para pessoa. A liberação dos ovos por uma pessoa e a ingestão dos mesmos por outra, os fazem eclodir e as larvas migram para o cérebro e outras partes do corpo causando cisticercose. O indivíduo infectado pelas larvas atua como hospedeiro intermediário. (TORTORA, 2017)
Quanto a prevenção da Taenia solium, é necessário saneamento básico para o descarte adequado das fezes e cozinhar bem os alimentos.
Figura: ciclo de vida Taenia solium e Taenia saginata.
Fonte: FACCO, 2011.
4 - O que são fungos?
Os fungos são parte de um grupo de microrganismos distinto dos protistas e dos animais, embora esteja relacionado com este último (MADIGAN, 2016). Os fungos se apresentam em um grupo de eucariontes heterótrofos por absorção vasto e com uma diversidade de espécies, sendo a maioria deles de nível microscópio. Os bolores, mofos, trufas, cogumelos e leveduras são tipos de fungos bastante conhecidos devido à sua importância rotineira, como no setor de alimentos e bebidas (principalmente os dois últimos) e nos riscos de patogenicidade oferecidos além de outros prejuízos, como o financeiro (em especial os bolores e mofos).
Figura: Lentinula edodes (shiitake)
Fonte: SPECIALTY Produce Figura: Penicillium notatum
Fonte: [Britannica] SCALA/Art Resource, New York
A maioria dos fungos são terrestres e decompositores sapróbios, satisfazendo suas necessidades nutricionais a partir de matéria orgânica em decomposição, o que justifica por que são considerados importantes para a reciclagem de nutrientes (LOPES, 2013).
As características gerais dos fungos são a presença de parede celular composta em grande parte por quitina, um polissacarídeo mais comumente encontrado em organismos dos Reino Animal, como em carapaças de invertebrados, uso de glicogênio como substância de reserva, o que também é uma característica de células animais e que está presente nos fungos, reprodução por esporos e corpo constituído por filamentos conhecidos como hifas para os fungos miceliais.
Alguns fungos vivem em um relação interespecífica mutualística com outros organismos, como acontece com as micorrizas (raízes associadas a fungos). Os fungos das micorrizas contribuem para a degradação de matéria orgânica e incorporação de nutrientes resultantes no organismo da planta, além de também absorverem água do solo. As raízes, por outro lado, fornecem açúcares e aminoácidos importantes para os fungos (LOPES, 2013).
Figura: comparativo entre raízes e micorrizas
Fonte: O’CALLAGHAN
5 - Compare fungos miceliais e leveduras.
Para os fungos miceliais, todo o conjunto de hifas é chamado de micélio, constituindo o corpo inteiro do fungo, sendo divido entre micélio vegetativo,que geralmente penetra o substrato para conseguir seu alimento, e micélio reprodutor em que as hifas se entendem externamente e produzem os esporos responsáveis pela reprodução da espécie.
Figura 2: estrutura dos fungos miceliais
Fonte: LOPES, 2013
As leveduras são unicelulares, condição derivada da perda das estruturas em hifas, e apresentam como na figura abaixo.
Figura 3: (A) colônia de Saccharomyces cerevisiae em meio de cultura e (B) eletromicrografia de varredura de S. cerevisiae
Fonte: BHUKYA, 2019
6 - Quais os tipos de reprodução de fungos? Descreva as principais características de cada tipo.
Os fungos se reproduzem de forma assexuada, mas algumas espécies também podem se reproduzir de forma sexuada em seu ciclo de vida, e em ambos os casos há a formação de esporos haploides.
Quanto à sua reprodução assexuada, podemos destacar três formas, sendo pelo crescimento e disseminação das hifas, através da produção assexuada de esporos ou por divisão celular, como fazem as leveduras a partir do brotamento.
Na reprodução sexuada dos fungos, ocorre a fusão de gametas ou de núcleos haplóides de hifas especializadas distintas (gametângios). A partir da fusão, se origina um zigoto diplóide que entra em divisão meiótica para gerar os esporos haplóides ou sexuados. Considerando que a meiose sempre é zigótica nos fungos, este é o único estágio diplóide do ciclo de vidas deles.
7 - Descreva as principais características de fungos pertencentes aos filos Zygomycota, Ascomycota e Basidiomycota.
Os Zygomycotas ou fungos de conjugação, são conhecidos pela sua ação deteriorante em alimentos, sendo frequentemente encontrados no solo e em material em decomposição. São caracterizados como eucariotos filamentosos saprofíticos (aqueles que se alimentam de matéria orgânica em decomposição), com presença de hifas cenocíticas (que não possuem septos, tendo seus núcleos dispersos no citoplasma) e seus esporos são denominados zigósporos. Um exemplo, de grande destaque é o Rhizopus stolonifer, o famoso bolor preto do pão; o qual obteve esse nome devido os esporangiósporos pretos que possui em seu interior e são liberados no ambiente, para futura germinação (TORTORA,2017).
Figura. Pão com Rhizopus stolonifer.
Fonte: PET Agro – UFG.
Os Ascomycotas podem ser tanto leveduras (unicelulares), quanto bolores (aqueles que se desenvolvem como filamentos), abrangendo então, um grande grupo de eucariotos, que podem vir a ser encontrados em ambientes aquáticos e terrestres. Sua denominação advém de sua característica de produção de células constituídas de dois núcleos haplóides, que resulta em um núcleo diplóide, o qual futuramente, por meio da meiose formará os ascósporos haploides, chamados ascos (BROCK, 2016). Como forma de exemplificar esse grupo, a Saccharomyces cerevisiae, é uma levedura de grande relevância, pois é responsável pelo processo de fermentação. Na figura abaixo está sendo ilustrado exemplos de alimentos em que ela é utilizada, além de uma imagem microscópica da Saccharomyces.
Figura. Exemplos de alimentos e Saccharomyces.
Os Basidiomycetes, ou fungos em clava, têm a sua denominação advinda de um basídio (local em que é formado os basidiósporos) chamado “pequeno pedestal”. Os cogumelos (comestíveis e venenosos) são os basidiomicetos, mais frequentemente encontrados; o seu desenvolvimento consiste na fase reprodutiva sexuada, que futuramente irá resultar na formação de um corpo de frutificação (basidiocarpo), local onde reside os basidiósporos, os quais irão ser dispersos pelo vento para o começo de um novo ciclo.
As figuras abaixo estão representando o cogumelo Amanita (venenoso), as lamelas e uma micrografia dos basídios e basidiósporos.
Figura. Amanita (a), Lamelas (b) e micrografia (c).
Fonte: BROCK, 2016.
8 - O que significa teleomorfo e anamorfo? Dê exemplos de fungos teleomorfos e anamorfos.
O termo teleomorfo se trata de uma classificação para os fungos que produzem esporos sexuados e assexuados. Já os fungos incapazes de reproduzirem sexuadamente, ou seja, assexuados são chamados de anamorfos. Exemplos de fungos teleomorfos são os zigomicetos, tais como Rhizopus stolonifer, o mofo preto
do pão; e também Talaromyces, um ascomiceto com reprodução sexuada e assexuada. Em se tratando de fungos anamorfos, têm-se o Penicillium, que surgiu a partir de uma mutação em um teleomorfo (TORTORA, 2017) e Encephalitozoon, um microsporídio.
9 - O que são fungos deuteromicetos? Dê exemplos de fungos desse tipo.
Os fungos deuteromicetos são os fungos que, historicamente não tinham o seu ciclo sexuado conhecido, dessa forma, eram colocados em uma “categoria de espera” (TORTORA, 2017). Atualmente, porém, sabe-se que a reprodução sexuada foi perdida durante a evolução e por isso há uma nova proposta de classificação em que os deuteromicetos foram classificados em zigomicetos, ascomicetos e basidiomicetos. Exemplos de deuteromicetos são os gêneros Penicillium, Aspergillus e Saccharomyces, que hoje em dia são classificados como ascomicetos (LOPES; HO, s.d.).
10 - Descreva quatro exemplos de fungos maléficos e benéficos (dois exemplos de cada tipo). Use necessariamente exemplos de fungos de importância alimentar ou industrial. Na sua resposta forneça os nomes científicos e descreva suas importâncias.
Em relação aos fungos benéficos, pode-se citar o Aspergillus niger, o qual é utilizado na produção de ácido cítrico para alimentos e bebidas há mais de 100 anos. Há também a levedura Saccharomyces cerevisiae, utilizada na produção de pães e vinhos. Além disso, essa levedura foi geneticamente modificada para a produção de várias proteínas, inclusive para a vacina de hepatite B.
Já em relação aos fungos maléficos, têm-se, por exemplo o fungo Rhizopus stolonifer, o mofo do pão; e o ascomiceto Cyphonectria parasitica, ferrugem que atingiu as castanheiras dos Estados Unidos, escritas por Longfellow. Esse último fungo permite o desenvolvimento das raízes e brotos da planta, porém, os matam proporcionalmente (TORTORA, 2017).
Figura: Saccharomyces cerevisiae
Figura: Rhizopus stolonifer
REFERÊNCIAS
BHUKYA, Bhima; BANOTH, SRINIVAS, Banoth; ANTHAPPAGUDEM, Archana.
Saccharomyces cerevisiae as Potential Probiotic: Strategies for Isolation and
Selection. Applied Microbiology and Bioengineering: An Interdisciplinary Approach,
Academic Press, p. 71-85, 2019. Disponível em:
<https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128154076000058>. Acesso em: 28 set. 2020.
[Britannica] SCALA/Art Resource. Penicillium notatum. Disponível em: <https://www.britannica.com/science/Penicillium-notatum>. Acesso em 28 set. 2020. CAVALCANTE, Kaoli. Diatomáceas - as algas douradas. Universidade Federal do
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<https://docs.ufpr.br/~veiga/ficologia/diatomaceas.html#:~:text=Diatom%C3%A1cea s%20s%C3%A3o%20microrganismos%20eucariontes%20unicelulares,)%2C%20se dimento%20(epip%C3%A9licas).>. Acesso em 29 set. 2020.
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