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Investigação de genes envolvidos na biodegradação de hidrocarbonetos aromáticos a partir do metagenoma de mangue impactado com petróleo

Processo: 13/22555-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2014
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
Pesquisador responsável:Valeria Maia Merzel
Beneficiário:Sanderson Tarciso Pereira de Sousa
Instituição-sede: Centro Pluridisciplinar de Pesquisas Químicas, Biológicas e Agrícolas (CPQBA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Paulínia , SP, Brasil
Assunto(s):Manguezais   Diversidade microbiana   Metagenômica   Biodegradação   Dioxigenases   Hidrocarbonetos aromáticos

Resumo

Devido ao grande interesse da comunidade científica em descobrir novos genes, rotas metabólicas e compostos bioativos com aplicação biotecnológica, seja ela na indústria, na medicina, no próprio âmbito acadêmico ou até mesmo dentro dos lares da sociedade, iniciou-se uma busca frenética desses recursos em ambientes até então pouco explorados. Com base nesse pressuposto, sedimento de mangue vem a ser uma relevante fonte microbiológica e de novos recursos genéticos a ser investigada. O mangue é um ecossistema muito peculiar e de fundamental importância para a manutenção da vida nos mares e o equilíbrio da biosfera. Pode ser encontrado ao longo da costa continental, em regiões estuarinas, deltas de rios, lagoas e ilhas e abriga uma infinidade de seres vivos como peixes, crustáceos, moluscos, aves, répteis, mamíferos e diversos microrganismos. Os microrganismos que vivem nesse bioma têm papel fundamental para a sua manutenção, pois participam dos processos biogeoquímicos da ciclagem de carbono e nutrientes. Por apresentar condições extremas como alta salinidade, altas temperaturas, grandes variações no nível das marés, muita sedimentação e solos anaeróbicos, a possibilidade de encontrar extremoenzimas é muito maior, o que serve também como justificativa para seus estudos. A bastante tempo esses ambientes vêm sofrendo impacto da ação antrópica, principalmente no que se refere aos desastres causados pelos vazamentos de petróleo. O petróleo é uma mistura complexa de compostos orgânicos, incluindo os hidrocarbonetos aromáticos, que, ao entrar em contato com o sedimento de mangue, permanece incrustado por muito tempo, pondo em risco sua diversidade biológica. Muitos microrganismos conseguem degradar esses compostos, nesse sentido novos estudos estão sendo feitos para desenvolver novas abordagens para biorremediação de ambientes contaminados, aproveitando o potencial metabólico dos mesmos. Com base nessas informações, esse trabalho visa identificar e caracterizar genes e enzimas dioxigenases que degradam hidrocarbonetos aromáticos a partir de clones fosmidiais de uma biblioteca metagenômica de Mangue altamente impactada por petróleo, previamente construida e sequênciada. Para tal, os dados de sequenciamento pela plataforma 454 (Roche) serão processados em ferramentas de bioinformática a fim de localizar grupos de sequências para dioxigenases envolvidas nas vias de biodegradação de hidrocarbonetos aromáticos. Após serem encontradas e analisadas, primers específicos serão desenhados para o rastreamento via PCR de clones positivos, na biblioteca metagenômica, que contenham esses genes. O DNA fosmidial dos clones positivos serão extraídos e enviados para o pirosequenciamento através do serviço terceirizado. As reads do sequenciamento serão montadas em contigs para o estabelecimento do fragmento do DNA original seguido da caracterização estrutural dos operons para as vias de degradação de hidrocarbonetos aromáticos. Serão desenhados primers específicos para amplificar cada gene, individualmente, contido nos operons. Esses genes serão clonados em vetor de expressão (pET), para purificação e caracterização molecular de proteínas envolvidas na biodegradação de hidrocarbonetos aromáticos.

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DE SOUSA, SANDERSON T. P.; CABRAL, LUCELIA; LACERDA JUNIOR, GILENO VIEIRA; OLIVEIRA, VALERIA M. Diversity of aromatic hydroxylating dioxygenase genes in mangrove microbiome and their biogeographic patterns across global sites. MICROBIOLOGYOPEN, v. 6, n. 4 AUG 2017. Citações Web of Science: 1.
OTTONI, JULIA RONZELLA; CABRAL, LUCELIA; PEREIRA DE SOUSA, SANDERSON TARCISO; LACERDA JUNIOR, GILENO VIEIRA; DOMINGOS, DANIELA FERREIRA; SOARES JUNIOR, FABIO LINO; PINHEIRO DA SILVA, MYLENNE CALCIOLARI; MARCON, JOELMA; FRANCO DIAS, ARMANDO CAVALCANTE; DE MELO, ITAMAR SOARES; DE SOUZA, ANETE PEREIRA; ANDREOTE, FERNANDO DINI; DE OLIVEIRA, VALERIA MAIA. Functional metagenomics of oil-impacted mangrove sediments reveals high abundance of hydrolases of biotechnological interest. WORLD JOURNAL OF MICROBIOLOGY & BIOTECHNOLOGY, v. 33, n. 7 JUL 2017. Citações Web of Science: 4.

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