Taxonomia, genômica e potencial funcional da cianobactéria Oxynema sp. CENA135

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Apaza Castillo, Gladys Angélica
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bioinformática; Bioinformatics; Cianosfera; Cyanosphere; Filogenômica; Mangrove; Manguezal; Natural products; Phylogenomics; Produtos naturais
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-23112020-185707/

Oxynema é um gênero derivado do polifilético Phormidium, cujas poucas espécies registradas foram encontradas em ambientes de manguezal, marinhos, ou com alto teor de sal. As informações taxonômica e genômica, são quase inexistentes para ogênero, com algumas exceções de sequências de 16S RNAr e ITS 16S-23S disponíveis nos bancos de dados. Estudos anteriores realizados com a cianobactéria isolada do manguezal Brasileiro Oxynema sp CENA135 mostraram o seu potencial em sintetizar sideróforos, hidrocarbonetos alifáticos, substâncias anticancerígena e antimicrobiana, além de sua eficácia na degradação de alguns tipos de corantes têxteis. Neste trabalho, a linhagem Oxynema sp CENA135 foi analisada sob uma abordagem polifásica (morfologia, hábitat, filogenômica, filogenia do gene de 16S RNAr e estrutura secundária do ITS 16S-23S), incluindo a busca de genes ou agrupamentos gênicos envolvidos na biossíntese de produtos naturais e a detecção de bactérias associadas. Após a caracterização morfológica usando microscopia óptica e de varredura, realizou-se o sequenciamento genômico de uma biblioteca \"mate pair\" na plataforma HiSeq (Illumina). Este é o primeiro genoma do gênero Oxynema e, portanto, para a montagem foi usado o método de novo que resultou em 11 sequências contíguas em um tamanho total de 6,2 Mpb, com N50 de 3.591.108 pb, percentual G:C de 51,6% e cobertura média de 190x. O programa checkM estimou uma alta integridade do genoma (99,29%) e poucas contaminações (1,22%). A mineração do genoma revelou um potencial para biorremediação pela presença de genes envolvidos na resistência de cobre, cobalto, zinco, cádmio, mercúrio e detoxificação de arsênio, bem como a possível participação da enzima lacase na descolorização de corantes têxteis. Além disso, foram anotados agrupamentos gênicos potencialmente ligados à biossíntese e transporte do sideróforo schizokinen, bacteriocinas e um pigmento terpeno. Outros agrupamentos gênicos envolvidos na síntese de metabólitos de interesse industrial como hidrocarbonetos alcanos, cianoficina e polihidroxialcanoatos foram identificados. Alguns genes anotados com função de exportação de sideróforos e antibióticos, um precursor de bacteriocina e o agrupamento gênico da bacteriocina LAP foram encontrados em ilhas genômicas preditas, sugerindo um possível fenômeno de transferência horizontal conferindo mecanismos de resistências. Algumas sequências contaminantes foram recuperadas e identificadas como pertencentes ao filo Proteobacteria (Alphaproteobacteria, Gammaproteobacteria e Betaproteobacteria). Sequências dos taxons de Alphaproteobacteria, especificamente da ordem Rhizobiales apresentaram regiões codificantes envolvidos em funções semelhantes e complementares a Oxynema. As análises morfológicas e das estruturas secundárias D1-D1\' e BoxB quando comparadas com a da linhagem tipo (O. thaianum CCALA 960) sugerem uma nova espécie. Esse estudo contribui para a sistemática do filo Cyanobacteria e para o conhecimento do potencial da linhagem na síntese de produtos naturais.