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
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Mônica Tallarico Pupo
• Beneficiário: Carlismari Oliveira Grundmann
• Supervisor: Pieter C. Dorrestein
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: 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): Formigas cortadeiras Mutualismo Actinobacteria Bactérias Produtos naturais Simbiose
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bactérias | Formigas Cortadeira | Molecular networking | Simbiose | Produtos Naturais

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. (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)

SCHMID, ROBIN; PETRAS, DANIEL; NOTHIAS, LOUIS-FELIX; WANG, MINGXUN; ARON, ALLEGRA T.; JAGELS, ANNIKA; TSUGAWA, HIROSHI; RAINER, JOHANNES; GARCIA-ALOY, MAR; DUHRKOP, KAI; et al. Ion identity molecular networking for mass spectrometry-based metabolomics in the GNPS environment. NATURE COMMUNICATIONS, v. 12, n. 1, JUN 22 2021. (18/24865-4, 19/06061-8)