Processos metabólicos associados à prevalência de Firmicutes no intestino de múltiplos vertebrados

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Reis, Beatriz do Carmo Dias dos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Laboratório Nacional de Computação Científica; Coordenação de Pós-Graduação e Aperfeiçoamento (COPGA); Brasil; LNCC; Programa de pós-graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Microrganismos hereditários; Microbiota intestinal de vertebrados; Firmicutes; Genomas montados a partir de metagenomas; Inferência de processos metabólicos; Bacterial hereditary; Vertebrate gut; Metagenome-assembled genomes; Metabolic pathway inference; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: https://tede.lncc.br/handle/tede/402

A plasticidade fenotípica dos vertebrados, essencial para sua adaptação às rápidas mudanças ambientais, resulta da interação entre o ambiente e o hologenoma, que combina os genomas do hospedeiro e de seus microrganismos simbióticos. A microbiota intestinal é a comunidade mais influente na manutenção da homeostase fisiológica de vertebrados. Essa interação hospedeiro-microbiota gera fenótipos moldados por forças evolutivas estocásticas e determinísticas, estabelecendo um microbioma central com funções essenciais para cada estágio de desenvolvimento e condição ambiental. Fatores ambientais e interações interespecíficas, aliados à genética e aos hábitos sociais do hospedeiro, impactam a composição microbiana, modulando sua fisiologia e saúde, e perpetuando certas espécies bacterianas ao longo das gerações. Entre essas espécies, os filos Firmicutes e Bacteroidetes são predominantes, com Firmicutes se destacando pela diversidade funcional e estratégias de colonização. Apesar de cenários ecológicos sugerirem especialização microbiana e funções metabólicas, os mecanismos que garantem a persistência de Firmicutes em diversos hospedeiros vertebrados ainda são pouco compreendidos. Este estudo aborda essa lacuna ao investigar os mecanismos metabólicos que sustentam a prevalência e hereditariedade de Firmicutes no intestino dos hospedeiros, com base em genomas bacterianos montados a partir de metagenomas de 351 amostras de vertebrados, incluindo 18 espécies de animais de produção, humanos, raças específicas e espécies relacionadas. Como resultado, observou-se que táxons das famílias Acetivibrionaceae, Clostridiaceae, Lachnospiraceae, Ruminococcaceae e CAG-74 foram compartilhados entre todos os hospedeiros. Esses táxons exibiram vias metabólicas essenciais para a sobrevivência e persistência no ecossistema intestinal, como as vias associadas à sobrevivência fora do hospedeiro, adesão celular, colonização e transmissão entre hospedeiros, destacadas por genes de esporulação, biossíntese de glicanos, ácidos biliares e ácidos graxos de cadeia curta. Os resultados obtidos neste estudo ampliam a compreensão sobre as bases ecológicas da hereditariedade e manutenção de Firmicutes, oferecendo novas perspectivas sobre espécies bem conhecidas e pouco estudadas.