Produtos naturais de micro-­organismos associados aos ninhos da formiga cortadeira Atta sexdens rubropilosa

Autor(es)

Eduardo Afonso da Silva Junior

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Ribeirão Preto.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (PCARP/BC)
• Data de defesa: 2017-03-24

Membros da banca

Monica Tallarico Pupo; Mauricio Bacci Junior; Fernando Batista da Costa; Antonio Eduardo Miller Crotti; Paulo Henrique Gorgatti Zarbin

• Orientador: Monica Tallarico Pupo; Jon Clardy

Resumo

As formigas cortadeiras coletam material vegetal para cultivar um fungo simbionte utilizado como fonte de alimento. Colônias de formigas agricultoras podem ser atacadas por micro-organismos invasores e, para proteção do ninho, as formigas se associaram com bactérias produtoras de antibióticos. O objetivo desse trabalho foi estudar os produtos naturais produzidos por micro-organismos associados aos ninhos da formiga cortadeira Atta sexdens rubropilosa. Formigas e amostras dos jardins foram lavadas com solução aquosa estéril e bactérias dos gêneros Serratia, Pseudonocardia e Burkholderia foram isoladas em meio ágar ISP-2 e quitina. A bactéria Serratia marcescens 3B2 produz as substâncias 3-etil-2,5-dimetil-pirazina e 2,5-dimetil-pirazina, que são componentes do feromônio de trilha das formigas Atta sexdens rubropilosa, e ácido indol-3-acético e ácido fenilacético, que são encontrados nas glândulas metapleurais dessas formigas. O genoma dessa bactéria foi sequenciado e os antibióticos andrimide, oocidina e serratamolide foram identificados por genome mining e desreplicação dos extratos. Os estudos biossintéticos da 3-etil-2,5-dimetil-pirazina e 2,5-dimetil-pirazina utilizando precursores isotopicamente marcados revelaram que o aminoácido L-treonina é precursor biossintético dessas substâncias. Bactérias Pseudonocardia spp., isoladas das formigas e jardins do fungo simbionte, inibiram o crescimento do fungo Escovopsis sp., que é parasita dos jardins cultivados pelas formigas. O extrato em acetato de etila da bactéria Pseudonocardia sp. 1B7 foi submetido ao isolamento monitorado pela atividade antifúngica, o que levou a identificação do ácido indol-3-acético como responsável pela inibição observada. O ácido indol-3-acético inibiu seletivamente o crescimento de esporos de cinco linhagens de Escovopsis spp. e não foi ativo contra o fungo cultivado como alimento pelas formigas, Leucoagaricus gongylophorus. O genoma da bactéria Pseudonocardia sp. 1B7 foi sequenciado e a biossíntese do ácido indol-3-acético foi determinada como dependente do aminoácido L-triptofano. A bactéria Burkholderia sp. JB2, isolada do jardim fúngico, produz o antibiótico tropolone, que apresenta elevada atividade inibitória frente ao fungo Escovopsis sp. devido a privação de ferro. Análises de microscopia eletrônica de varredura revelaram que os jardins do fungo simbionte estão encobertos por uma camada resistente a água, que aparenta estar relacionada com a proteção dos jardins. O fungo entomopatogênico Aspergillus nomius ASR3 foi isolado de uma rainha morta de Atta sexdens rubropilosa e as aflatoxinas B1 e G1 foram produzidas por esse fungo em condições laboratoriais e na formiga de onde foi isolado. Os resultados obtidos destacam a importância de metabólitos produzidos pela microbiota bacteriana para a defesa e comunicação das formigas. O conhecimento gerado pode servir de inspiração no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas e formas de controle das formigas cortadeiras que sejam menos prejudiciais ao meio ambiente (AU)

• Processo FAPESP: 12/24204-1 - Produtos naturais envolvidos em interações químicas e biológicas dos micro-organismos associados aos ninhos da formiga cortadeira Atta sexdens rubropilosa
• Beneficiário: Eduardo Afonso da Silva Junior
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado