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Combinando métodos modernos de espectrometria de massa e genome mining para a análise de interações interespécies de microrganismos de colônias de Trachymyrmex

Processo: 19/06061-8
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
Vigência (Início): 01 de junho de 2019
Vigência (Término): 30 de novembro de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
Pesquisador responsável:Mônica Tallarico Pupo
Beneficiário:Carlismari Oliveira Grundmann
Supervisor no Exterior: Pieter C Dorrestein
Instituição-sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of California, San Diego (UC San Diego), Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:18/03747-3 - Análise de produtos naturais envolvidos nas interações entre Pseudonocardia e Escovopsis associados a formigas Trachymyrmex utilizando molecular networking, BP.MS
Assunto(s):Bactérias   Produtos naturais   Simbiose

Resumo

As formigas da tribo Attini desenvolveram ao longo do tempo uma relação de domesticação e posterior mutualismo com fungos Basidiomicetos, que são cultivados em jardins fúngicos e servem como a principal fonte de alimento dessas formigas. Vários micro-organismos podem parasitar as colônias desses insetos agricultores, e as formigas criaram mecanismos de defesa físicos e químicos contra esses invasores. No entanto, esses mecanismos são ineficazes contra fungos parasitas do gênero Escovopsis. Desse modo, as attines associaram-se a actinobactérias que produzem substâncias com atividade antimicrobiana contra esses parasitas. Pseudonocardia é umas das actinobactérias mais comumente encontradas associadas às estruturas corporais das attines, que se adaptaram de maneira a abrigar e proteger estes micro-organismos simbiontes. Os produtos naturais produzidos por essas bactérias neste tipo de interação ainda foram pouco explorados, e podem apresentar atividades antibióticas promissoras para o planejamento de novos fármacos, uma vez que as actinobactérias são a fonte da maioria dos antibióticos disponíveis no mercado. As formigas do gênero Trachymyrmex representam um importante ponto de transição entre as formigas agricultoras basais e as formigas superiores, considerado o grupo chave para a compreensão das relações filogenéticas na evolução da tribo Attini. Recentemente, 39 linhagens de Pseudonocardia foram isoladas de colônias de Trachymyrmex coletadas na Amazônia, como parte do projeto temático de cooperação internacional FAPESP/FIC-NIH (2013/50954-0). Os genomas de 15 linhagens de Pseudonocardia foram completamente sequenciados e as análises iniciais dos genomas demonstraram a presença de genes produtores de antibióticos conhecidos e genes que potencialmente codificam novos metabólitos. Desta maneira, este projeto visa realizar um estudo detalhado sobre as interações químicas que ocorrem entre o fungo parasita Escovopsis e diferentes linhagens de Pseudonocardia isoladas de formigas do gênero Trachymyrmex. Para isso, serão utilizados o estado da arte de métodos de espectrometria de massas e de análises genômicas. A grande quantidade de dados de espectrometria de massas será organizada na forma de uma rede molecular, ou molecular networking, utilizando a recém-criada plataforma online GNPS - The Global Natural Products Social Molecular Networking. As análises dos genomas, ou genome mining, serão realizadas utilizando as plataformas antiSMASH, RAST e MultiGeneBlast. A combinação dessas ferramentas metabolômicas e genômicas permitirão a rápida identificação de compostos conhecidos e de novos compostos potencialmente ativos produzidos nas interações bactéria-fungo.