Caracterização morfológica e filogenética de bactéria magnetotática de fonte termal do Deserto de Mojave

• Main Author: Ferreira, Juliana Guimarães
• Publication Date: 2019
• Format: Bachelor thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da UFRJ
• Download full: http://hdl.handle.net/11422/19165
• topic: Bactérias magnetotáticas; Magnetossomos; Filogenia; Biologia computacional; Magnetotactic bacteria; Magnetosomes; Phylogeny; Computational biology; CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA; CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA

Bactérias magnetotáticas (BMs) são um grupo de microrganismos aquáticos e flagelados, que possuem morfologia e metabolismo diverso, além de distribuídas em diferentes filos do domínio Bacteria. BMs possuem a capacidade de produzir magnetossomos, nanocristais ferromagnéticos envoltos por membrana biológica. Estes cristais conferem à bactéria a capacidade de se alinhar passivamente ao campo geomagnético, isto associado ao movimento flagelar compõe o fenômeno da magnetotaxia. Os magnetossomos são formados a partir de um processo de biomineralização e os principais genes relacionados são os genes mam. O objetivo deste trabalho é caracterizar morfologicamente e filogeneticamente uma nova espécie de bactéria magnetotática, encontrada em fontes termais no Deserto de Mojave, Nevada, EUA, pertencente ao filo Nitrospirae. Após o enriquecimento magnético, que permite a obtenção de amostra de bactérias magnetotáticas concentrada, foi possível observar a presença apenas de células ovoides que respondiam ao campo magnético aplicado por um ímã. A morfologia ovoide foi confirmada posteriormente através da análise de imagens. A observação das amostras por microscopia eletrônica de transmissão mostrou a presença de magnetossomos com formato ponta de lança de aproximadamente 102,5 nm organizados em múltiplas cadeias na célula. Através do enriquecimento magnético das amostras foi possível realizar a amplificação do genoma utilizando o kit REPLI-g e o sequenciamento do mesmo através da plataforma Illumina. A partir da anotação automática obtida através do servidor RAST do genoma montado utilizando o software CLC Genomics Workbench, foi possível identificar o gene que codifica o rRNA 16S, os genes relacionados à biomineralização e outros de relevância na caracterização do potencial metabólico da bactéria magnetotática em estudo. O genoma parcial montado possui 2.804.646 pb em 188 contigs, sendo que o maior contig possui 145 kb. A análise por BLASTn do gene que codifica o rRNA 16S mostrarou que essas células pertencem ao filo Nitrospirae, sendo próxima à Candidatus Magnetoovum chiemensis cepa CS-4 (91% de similaridade entre as sequências). Foi feita uma análise de homologia utilizando as sequências codificadas pelos genes mam conhecidas, com a finalidade de identificar esse grupo de genes na célula ovoide estudada, sendo estes: mamA, mamB, mamC, mamE, mamI, mamK, mamM, mamP, mamQ-I e mamQ-II. Também foram feitas árvores filogenéticas (com base no gene que codifica o rRNA 16S e com base nas proteínas Mam), utilizando o programa MEGA, e análise por homologia de enzimas chave de vias metabólicas da bactéria. Foram encontrados genes que codificam enzimas chave de vias metabólicas que sugerem que célula magnetotática ovoide é capaz de fixar nitrogênio (genes nif) e carbono (gene para a enzima RubisCO), bem como crescimento anaeróbico através da respiração de sulfato, o que é interessante para a elaboração de um meio de cultivo e para entender o seu comportamento e sua função no ambiente e nos ciclos biogeoquímicos. Em vista dos dados morfológicos e genéticos obtidos propõe-se o nome Candidatus Magnetovoide thermalis cepa GS-1 para essa espécie.