Comparative genomics and in silico evaluation of genes related to probiotic potential of Bifidobacterium breve 1101a

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Juan Luis Valdez Baez
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais; Brasil; ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS; Programa de Pós-Graduação em Bioinformatica; UFMG
• Palavras-chave em Português: Pangenomic analyses; Comparative genomics; Probiotic; Bifidobacterium breve; Biologia computacional; Genômica; Probióticos; Bifidobacterium
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/38128

Os probióticos são microrganismos com capacidade de influenciar na composição da microbiota intestinal, devido aos seus efeitos benéficos aos hospedeiros que nos levam a explorar mecanismos de ação através de estudos in silico e experimentais. O papel dos microrganismos na microbiota humana e na saúde têm aumentado em importância nos últimos anos e mais abordagens são utilizadas para elucidar suas propriedades. A genômica por meio da análise bioinformática de dados bacterianos disponíveis tem sido usada nos principais gêneros de probióticos Lactobacillus e Bifidobacterium. Bifidobacterium breve é considerada uma espécie secura, dominante em recém-nascidos e é usado em produtos probióticos. B. breve tem sido usado no tratamento de enterocolites necrosante (NEC), desordens gastrointestinais, doenças celíacas, obesidade pediátrica e alergias em infantes com efeitos positivos. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo é a caracterizar in silico do genoma de Bifidobacterium breve 1101A por meio de análises comparativas, visando a busca de genes relacionados ao potencial probiótico. Para isso, foram empregados adicionalmente 45 genomas completos disponíveis de B. breve para (i) analisar aspectos taxonômicos e filogenômicos de este género, (ii) identificação de elementos móveis no genoma 1101A como profagos, plasmídeos, IS, (iii) ilhas genômicas e (iv) análise de pangenoma. Os resultados da filogenômica demonstram que a nossa linhagem em estudo, B. breve 1101A, foi clusterizada mais próxima de B. breve NRBB26. B. breve 1101A apresentou um profago incompleto e nenhum plasmídeo. Além disso, sete ilhas genômicas (GEI) foram identificadas, sendo duas ilhas de resistência (RI) e cinco ilhas genômicas (GI). O pangenoma possui 5943 genes e o genoma central 1174 genes, sendo considerado como um pangenoma aberto, de acordo com estudos anteriores. Foram identificados 63 genes únicos, alguns deles relacionados ao metabolismo de carboidratos, como galactosidase, e ligação ao DNA. Também foram identificados alguns genes relacionados a aderência, resistência ao estresse, reparo e proteção de DNA e proteínas, produção de vitaminas. Estes resultados revelam o potencial probiótico desta linhagem bacteriana e direcionam á estudos in vitro e in vivo para confirmar suas propriedades.