Mineração genômica e prospecção de moléculas de Streptomyces spp. isolados de sedimentos de rios amazônicos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Souza, Rafael Pinto e
• Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/8736531181048252
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Amazonas; Instituto de Ciências Biológicas; Brasil; UFAM; Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia
• Palavras-chave em Português: Actinobacteria - Análise; Pragas agrícolas - Controle biológico; Bactérias fitopatogênicas; CIENCIAS BIOLOGICAS; CIENCIAS DA SAUDE; CIENCIAS AGRARIAS; Bioinformática; Biomoléculas; Biotecnologia; Actinobactéria; Metabólitos secundários
• Link de acesso: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9999

A produção agrícola global tem sido impactada por uma ampla gama de doenças causadas por fitopatogênicos, responsáveis por 42% das perdas nas plantações e o uso de defensivos químicos ainda é o principal método utilizado na agricultura para o controle de doenças. Portanto, torna-se importante a busca por alternativas como o controle biológico, que apresenta a vantagem de mínima ou nenhuma toxicidade residual e contaminação ambiental. Microrganismos produtores de moléculas antifúngicas, como, as bactérias do gênero Streptomyces, podem ser um recurso natural utilizado no controle biológico, bem como uma fonte de novas moléculas aplicadas à agricultura. A seleção de microrganismos com atividade antagônica contra fitopatógenos, aliada às análises in sílico de genomas completos por ferramentas de bioinformática tem facilitado a caracterização de potenciais biocontroladores e a prospecção de produtos naturais por meio da identificação dos genes envolvidos em vias metabólicas relacionadas ao metabolismo secundário, conhecidas como “biosynthetic gene clusters” (BGCs). Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar quatro isolados de Streptomyces quanto ao potencial antagonista contra patógenos de interesse agrícola, atividade citotóxica e realizar a prospecção de metabólitos secundários por meio de mineração genômica. A análise filogenômica dos isolados MPUR-31.3 e SOL 159 com base nos valores de dDDH revelou que ambos apresentam dDDH menor que 70% e representam novas espécies, já para os isolados MPUR-28.3 pertence a espécie Streptomyces glomeratus (dDDH 87,9 %) e MPUR-51.7 Streptomyces albidoflavus (dDDH 88,2 %). A atividade antagonista in vitro contra 13 fitopatógenos indicou que isolado MPUR-28.3 apresentou inibição contra todos os fitopatógenos, sendo a maior contra Colletotrichum guaranicola INPA 2939 (85,2 %). Já os isolados MPUR-31.3 e MPUR-51.7 inibiram 10 dos 13 fitopatógenos, com a maior inibição foi contra Rhizoctonia sp. INPA 2943 (90,2 %) e Colletotrichum scovillei INPA 2910 (65,9 %) respectivamente. Enquanto o SOL-159 inibiu apenas 5 fitopatógenos dos 13 avaliados, sendo a melhor inibição contra Colletotrichum guaranicola INPA 2939 (42 %). Os testes preliminares da atividade citotóxica dos extratos obtidos dos quatros isolados de Streptomyces contra as linhagens de células de carcinoma de cólon humano (HCT116) e carcinoma hepatocelular humano (HepG2) apresentam resultados abaixo de 75% não sendo considerados promissores. A mineração genômica identificou em S. limosus (MPUR-28.3) 39 BGCs e 45 BGCs em S. albidoflavus (MPUR-51.7), nas novas espécies foram identificados 55 BGCs na linhagem MPUR-31.3 e 24 BGCs em SOL-159. Com base nos BGCs foi possível predizer a biossíntese de diversas biomoléculas com amplas atividades, destacando-se as anticancerígenas, antifúngicas, antibacterianas, antioxidantes, as quais são de importância industrial, agrícola, ambiental, médica, veterinária e de alimentos.