Desenvolvimento de soluções genômicas personalizadas para o agronegócio baseadas em sequenciamento de nova geração (NGS) e estratégias de bioinformática para caracterização de microbiomas

Resumo

O progresso das tecnologias de sequenciamento de nova geração (NGS), alinhado com a drástica redução dos custos do sequenciamento, tem revolucionado a medicina humana e pode adicionar valor ao agronegócio contribuindo para a solução de diversos problemas. Novas tecnologias de sequenciamento permitem o estudo de amostras biológicas altamente complexas, possibilitando a caracterização taxonômica e funcional de comunidades microbianas que praticamente colonizam todos os nichos ecológicos. A identificação molecular de microrganismos deve substituir a caracterização convencional, baseada em culturas clonais, proporcionando uma definição genômica mais precisa, sensível e menos laboriosa. Esta nova metodologia pode ser aplicada na identificação de microrganismos contaminantes, deterioradores e/ou patogênicos encontrados em bebidas e alimentos e em produtos de fermentação alcoólica industrial, que prejudicam o rendimento do processo e a qualidade do produto final. Na agropecuária, a caracterização da microbiota presente no trato gastrointestinal (TGI) pode ajudar no grande desafio de produção de alimentos sem o uso de antibióticos. A microbiota desempenha um papel central no aprimoramento da absorção de nutrientes e no fortalecimento do sistema imunológico, afetando tanto o crescimento como a saúde de animais. A preocupação com o desenvolvimento de cepas bacterianas resistentes a antibióticos está levando à proibição do uso de doses subterapêuticas de antibióticos como promotores de crescimento, o que tem estimulado a criação de novas tecnologias para modular a população de microrganismos. O presente projeto visa o desenvolvimento de pesquisas com potencial de gerar tecnologias comerciais de sequenciamento massivo de DNA, customizadas para identificação de microrganismos em diferentes áreas do agronegócio. A customização dessas metodologias para diferentes aplicações é determinante para o sucesso comercial desta tecnologia. É preciso determinar qual região do DNA deve ser sequenciada para maximizar a identificação de microrganismos de interesse para a cada aplicação, uma vez que regiões distintas demonstram diferenças consideráveis em cobertura taxonômica. Ainda, o desenvolvimento de bancos de dados específicos para diferentes microbiomas é essencial para otimizar o poder de resolução da classificação taxonômica dos microrganismos e para o monitoramento de microrganismos de interesse para o usuário final da tecnologia. Na fase 1 do presente projeto PIPE, a NGS Soluções Genômicas demonstrou a viabilidade de aplicações de estratégias de NGS de custo mais baixo voltadas para o agronegócio e estabeleceu parcerias para o desenvolvimento e futura comercialização dessa tecnologia com empresas líderes em agronegócio no Brasil. Considerando as parcerias desenvolvidas, o presente projeto visa sanar necessidades específicas de fazendas e indústrias leiteiras, de frango de corte e de fermentação alcoólica industrial. (AU)