Utilização de testes fenotípicos e moleculares para identificação de bactérias com capacidade de biodegradar hidrocarbonetos

• Processo: 16/23639-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Biologia e Fisiologia dos Microorganismos
• Pesquisador responsável: Cristina Viana Niero
• Beneficiário: Camila Escandura Giusti
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas (ICAQF). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus Diadema. Diadema , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 11/50870-6 - Estudos da diversidade microbiana no Parque Zoológico do Estado de São Paulo, AP.BTA.TEM
• Assunto(s): Bactérias Dioxigenases Hidrocarbonetos Biotransformação Biodegradação Compostagem Biorremediação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: alcano hidroxilases | bactérias | cyp | dioxigenases | hidrocarbonetos | Degradação de hidrocarbonetos por bactérias

Resumo

O petróleo é um produto composto, que além de muito importante economicamente, se destaca também pelo seu potencial poluidor, através contaminação de solo e água, sendo um desafio para o saneamento ambiental. Uma alternativa para a remoção desses compostos é a biorremediação, que consiste em biotransformá-los em compostos menos tóxicos e em alguns casos sem toxicidade. Assim, a caracterização de microrganismos capazes de degradar estes compostos tóxicos mostra-se importante para o tratamento dos resíduos industriais gerados. Em projeto anterior realizado em nosso laboratório, foi possível isolar e identificar 10 microrganismos provenientes de compostagem que apresentaram capacidade de crescer em presença de n-hexadecano, um hidrocarboneto linear. Os isolados foram identificados como Aquamicrobium sp (MTZ026 e 027), Bacillus shackletonii (MTZ094), Gordonia sp. (MTZ041, 052, 053, 055 e 056) e Gordonia sihwensis (MTZ095 e 096). É importante destacar que nenhum destes microrganismos possui descrição de patogenicidade, característica desejável para utilização de um organismo como biorremediador. Assim, este projeto visa padronizar e comparar dois testes fenotípicos para avaliar a capacidade de estes isolados degradarem hidrocarbonetos. O primeiro método fenotípico, denominado como Dupla Camada consiste em verter o meio semi-sólido contendo o hidrocarboneto em estudo sobre uma camada de meio sólido para em seguida semear os microrganismos. A degradação do composto pelo microrganismo será observada pela presença de um halo transparente ao redor da colônia bacteriana. O segundo método a ser aplicado, o ensaio de 2,6-diclorofenol indofenol (2,6-DCPIP), consistirá no uso de um indicador de oxi-redução que detecta a oxidação do NADH em NAD+, reação esta que se encontra relacionada à degradação de hidrocarbonetos em bactérias. Além disso, será verificada a presença dos genes que codificam para alcano-1-monooxigenases, citocromo P450 (subfamília CYP153) e dioxigenases, descritos como os principais responsáveis pela degradação inicial de hidrocarbonetos, por PCR utilizando oligonucleotídeos degenerados já descritos pela literatura. A cepa de referência M. vanbaalenii PYR1 DSM7251 será utilizada como controle positivo dos testes. A padronização dos testes fenotípicos será útil para triagem de bancos de isolados, buscando identificar microrganismos candidatos à aplicação biotecnológica. Cabe ressaltar que nosso grupo de pesquisas participa como colaborador no Projeto Temático FAPESP no. 2011/508706 intitulado "Estudo da diversidade microbiana do Parque Zoológico do Estado de São Paulo" o qual tem o objetivo geral de coletar, analisar e prospectar dados moleculares de três microbiomas: compostagem, lago e fezes de macacos bugios. Desde então, investiga microrganismos com capacidade de degradar hidrocarbonetos provenientes do processo de compostagem com o objetivo de selecionar pelo menos dois microrganismos com características de interesse para sequenciamento de seus genomas (nível draft) e após análise dos resultados por meio de técnicas de bioinformática, verificar a existência de possíveis produtos com aplicações biotecnológicas. A motivação em analisar a capacidade de degradação de hidrocarbonetos a partir de microrganismos provenientes de compostagem se deu pela particularidade da Unidade de Produção de Composto Orgânico (UPCO) da Fundação Parque Zoológico de São Paulo (FPZSP), que processa matéria orgânica de várias origens como: excremento de aproximadamente 3.500 animais, carcaças, sedimentos de água do lago, restos de cama de animais, resíduos alimentares, resíduos de poda dos jardins do parque e restos vegetais. Diante destes dados e sabendo que o processo de compostagem ocorre predominantemente pela ação dos microrganismos residentes, espera-se que este nicho ecológico tenha microrganismos com capacidade de degradar os mais diversos compostos, incluindo os hidrocarbonetos. (AU)

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)

SILVA, NATALIA MARIA; SILVA ARAUJO DE OLIVEIRA, ALINE MARCIA; PEGORIN, STEFANIA; GIUSTI, CAMILA ESCANDURA; FERRARI, VITOR BATISTA; BARBOSA, DEIBS; MARTINS, LAYLA FARAGE; MORAIS, CARLOS; SETUBAL, JOAO CARLOS; VASCONCELLOS, SUZAN PANTAROTO; et al. Characterization of novel hydrocarbon-degrading Gordonia paraffinivorans and Gordonia sihwensis strains isolated from composting. PLoS One, v. 14, n. 4, APR 18 2019. (11/50870-6, 16/23639-5)