Investigação do potencial genômico funcional da cianobactéria Capilliphycus salinus ALCB114379 e sua diversidade microbiana

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Passos, Gabriel Schimmelpfeng
• 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: Associated microbiome; Culturas não axênicas; Fixação de nitrogênio; Genomic mining; Metabolismo secundário; Microbioma associado; Mineração genômica; Nitrogen fixation; Non-axenic cultures; Secondary metabolism
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-04042024-092500/

As cianobactérias, organismos procarióticos de morfologia variada, destacam-se por sua eficiente adaptação a diferentes ambientes, atribuída à produção diversificada de metabólitos secundários e exopolissacarídeos (EPSs). Formas filamentosas, como Capilliphycus salinus ALCB114379, em conjunto com a influência da matriz de EPS, possibilitam a associação de microrganismos a esse hospedeiro cianobacteriano. Este organismo marinho, classificado recentemente como linhagem referência e pertencente à ordem Oscillatoriales, não dispõe de genoma em bancos de dados. Este estudo investigou as características genômicas de C. salinus ALCB114379, bem como de sua comunidade microbiana associada. A cianobactéria foi sequenciada utilizando a plataforma PacBio HiFi, e os dados foram analisados com ferramentas genômicas. Apesar da escassez de genomas de linhagens de referência em Oscillatoriales, a ALCB114379 agrupou-se dentro da família Serenicapillariaceae, reforçando sua classificação como Capilliphycus. A análise do genoma revelou uma quantidade expressiva de genes codificantes de proteínas hipotéticas (57,41%), indicando uma diversidade metabólica desconhecida. A mineração do genoma identificou genes biossintéticos de interesse biotecnológico, como aminoácidos do tipo micosporina e microciclamida. Enquanto o primeiro foi validado experimentalmente quanto à produção, o segundo permanece desconhecido. A análise taxonômica da comunidade associada confirmou uma predominância de Pseudomonadota, permitindo a montagem do genoma de cinco gêneros distintos para a predição de potenciais interações com seu hospedeiro. A cianobactéria C. salinus ALCB114379 apresentou genes nif para a produção de nitrogenase de molibdênio, sugerindo um potencial para a realização do importante processo de fixação biológica de nitrogênio atmosférico. O agrupamento taxonômico utilizando nifH sugere uma estratégia temporal de fixação de nitrogênio adotada pela cianobactéria. Esses resultados do primeiro genoma de uma linhagem referência de Capilliphycus ampliam o conhecimento sobre a filogenia de Oscillatoriales, de sua diversidade metabólica e potenciais interações com bactérias associadas à linhagem C. salinus ALCB114379.