Caracterização genômica e biotecnologica das microalgas Chlamydomonas biconvexa e Dunaliella viridis - Pascoal, Patrícia Verdugo (2022)
As microalgas têm potencial para produção de uma diversidade de ativos de interesse industrial, seja na indústria alimentícia, por seu alto teor de proteínas e carboidratos contidos na biomassa; seja no tratamento de efluentes agroindustriais, como o POME (do inglês Palm oil mil effluent). Também pode ser voltada para a indústria de ativos com alto valor agregado, como os pigmentos carotenoides, aplicados na área de cosméticos, nutrição animal alimentação humana. Dentre as espécies com potencial biotecnológico, destacam-se duas cepas isoladas de ambientes brasileiros, a dulcícola Chlamydomonas biconvexa Embrapa|LBA40 e a espécie halotolerante Dunaliella viridis Embrapa|LBAS001. No presente estudo, a cepa C. biconvexa Embrapa|LBA40, isolada e cultivada em efluente da indústria de óleo de palma (POME) foi capaz de alcançar a produtividade de biomassa de 190,60 mgDW • L-1 • d-1 em fotobiorretores airlift de placa plana de 15L. A espécie foi capaz de reduzir a amônia e o nitrito do resíduo de POME em 99%, assim como também reduziu o fosfato em 98% após 5 dias de cultivo. Além disso, o genoma mitocondrial foi obtido através de sequenciamento genético, revelando um mtDNA de 15,98 Kb, com 14 genes, dos quais 9 são genes codificadores de proteínas. Análises filogenéticas por meio do gene COX1 confirmaram a identificação taxonômica como C. biconvexa, abrindo oportunidade para futuros estudos genéticos de modificação e melhoramento da espécie. Já a cepa microalga Dunaliella viridis EMBRAPA| LBA#S001, isolada de lagoas salinas no Brasil, foi estudada quanto às suas características morfológicas e genômicas. A cepa foi identificada por marcadores moleculares, como os genes rbcL e ITS2, e demonstrou alta tolerância a salinidades elevadas, com crescimento consistente em concentrações de NaCl de até 4,8 M. A produção de β-caroteno foi avaliada, resultando em 18,7 mg/L, comparável aos níveis encontrados em outras espécies do gênero. O DNA mitocondrial revelou um genoma de 46,2 Kbp, enquanto o genoma cloroplastidial alcançou 197,1 Kb, ambos com genes essenciais para a fotossíntese. A análise do genoma nuclear, com 176,9 Mb, identificou 29.594 genes codificadores de proteínas, indicando um potencial significativo para a biotecnologia. O estudo analisou os genes de resistência na cepa, identificando mecanismos como a alteração de alvos antibióticos e o efluxo de antibióticos. A presença de genes como vanY e adeF sugere uma diversidade adaptativa em ambientes contaminados. A análise dos fatores de transcrição destaca a regulação de genes essenciais para a fotossíntese e respostas ao estresse. A manipulação desses fatores pode aumentar a produção de compostos valiosos, como carotenoides. O desenvolvimento de promotores sintéticos é crucial para otimizar microalgas como plataformas biotecnológicas, em comparação com organismos mais tradicionais.