Caracterização da diversidade microbiana da Praia dos Anjos - Arraial do Cabo - RJ através de metagenômica

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Cuadrat, Rafael Ricardo de Castro
• Orientador(a): Rivera Davila, Alberto Martin
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Link de acesso: https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/13020

Os ambientes marinhos cobrem cerca de 70% da superfície do planeta. Esses habitats apresentam uma grande variabilidade de temperatura, pressão e salinidade, abrigando uma vasta biodiversidade microbiana, pertencentes aos 3 domínios da vida (Archaea, Bacteria e Eukarya). Estes microrganismos representam até 98% da produção primária destes ambientes representando grande potencial para exploração e descoberta de novos compostos naturais de interesse para a indústria farmacêutica e da biotecnologia. Entretanto, apenas cerca de 1% dos microrganismos podem ser cultivados com as técnicas atuais utilizando-se meios de cultura em laboratório. Com objetivo de contornar esta limitação, estudos de metagenômica vem sendo conduzidos para analisar amostras de diferentes ambientes, incluindo ambientes aquáticos como rios, lagos e regiões costeiras ou de oceano aberto. No presente estudo, foram avaliados a diversidade taxonômica e o potencial metabólico de uma amostra (fracionada em duas por filtração, nomeadas: amostra E \2013 retida na membrana de 0,8 \03BCm e amostra P \2013 retida na membrana de 0,22 \03BCm) coletada na Praia dos Anjos (Arraial do Cabo \2013 RJ), um ambiente de grande interesse por ser afetado pelo fenômeno da ressurgência, além de sofrer impacto antrópico (turismo e pesca). Foram também triados genes do metabolismo secundário (PKS e NRPS) de microrganismos através de pirosequenciamento do DNA total da comunidade Um total de 651.083 e 542.647 sequências de nucleotídeos (reads) foram obtidas das amostras P e E, respectivamente. As sequências obtidas foram analisadas através de similaridade com bancos de sequências públicas (Genbank) utilizando o pacote BLAST e o programa MEGAN para classificação taxonômica baseada no algoritmo do Último Ancestral Comum (LCA). O filo mais abundante nas duas amostras foi Proteobacteria, seguido por Bacteroidetes e Cyanobacteria (este último principalmente na amostra E). Membros do clado Roseobacter (principalmente gêneros Roseobacter e Ruegeria) foram encontrados em alta abundância nas duas amostras, porém a dominância é maior na amostra P (representando até 29% dos gêneros identificados). Através de modelos HMM (do inglês \201CHidden Markov Models\201D), foram triadas sequências de domínios conservados ceto-acil sintase - KS e domínio de condensação \2013 C, de enzimas PKS e NRPS, respectivamente. Um total de 84 sequências de KS e 46 sequências de domínio C foram encontradas nas duas amostras, mostrando o potencial deste ambiente para a descoberta de novos compostos de interesse para a indústria Adicionalmente, a abundância e diversidade de bactérias aeróbias fotossintetizantes anoxigênicas (AAP) no metagenoma de Arraial do Cabo e em metagenomas públicos do projeto GOS foi investigada através de uma metodologia in silico utilizando perfis de modelos ocultos de markov (pHMM) para triar os genes do núcleo de reação da fotossíntese anoxigênica (pufM e pufL), além do gene bchX, e através destes estimar a abundância e diversidade de AAPs em metagenomas. A amostra de maior abundância em AAPs foi a amostra P de Arraial do Cabo, com aproximadamente 23,88% do total de células presentes na amostra. Das 10 amostras do GOS mais abundantes em AAPs, 8 (80%) foram obtidas de regiões próximas a linha do equador. Foi possível classificar as sequências de pufM em filogrupos, mostrando alta abundância do filogrupo G (clado das Roseobacter) em Arraial do Cabo. Este filogrupo se mostrou o mais cosmopolita, presente em 11 das 12 (91,66%) amostras analisadas. Os resultados nos permitiram concluir que o ambiente estudado foi afetado pelo fenômeno da ressurgência, e a amostra foi coletada após o bloom do fictoplanton