Diversidade e prospecção de metagenoma microbiano em fermentadores de biogás produzindo H2

Autor(es)

Geizecler Tomazetto

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2013-00-00

Membros da banca

Suzete Aparecida Lanza Destéfano; Fernando Dini Andreote; Suzan Pantaroto de Vasconcellos; Anete Pereira de Souza

• Orientador: Valeria Maia Merzel

Resumo

O hidrogênio é apontado como o candidato mais promissor para substituição do combustível fóssil devido a sua maior eficiência na conversão de energia útil e ausência de emissão de substâncias tóxicas. A produção de hidrogênio a partir de resíduos orgânicos é realizada por meio de digestão anaeróbica, tornando-se uma alternativa ecologicamente correta para atender à futura demanda por hidrogênio. No entanto, os micro-organismos e os processos metabólicos envolvidos estão longe de serem exaustivamente caracterizados. Nesse trabalho, amostras de uma planta de tratamento de esgoto doméstico foram analisadas em dois estudos complementares visando à caracterização de sua diversidade filogenética e a descrição de novas hidrogenases. O primeiro trabalho combinou a análise dos genes de RNAr 16S e FeFehidrogenase (hydA) com ferramentas estatísticas para estimar a riqueza e diversidade da comunidade procariótica em nível filogenético e funcional. As análises filogenéticas e de diversidade das bibliotecas gênicas demonstraram que todas as sequências de arquéias foram afiliadas a Euryarchaeota não cultivadas e, com relação ao Dominio Bactéria, Proteobacteria foi grupo filogenético predominante apresentando os maiores índices de diversidade e riqueza. As sequências putativas de hydA foram identificadas como sequências de genes de FeFehidrogenases ainda não descritas. Na segunda abordagem, a biblioteca metagenômica de fosmideo construída nesse estudo foi analisada empregando a tecnologia de pirosequenciamento 454 e resultou em aproximadamente 218 Mb de dados. Os três diferentes classificadores aplicados permitiram uma visão geral dos grupos taxonômicos mais abundantes devido ao enorme número de sequências metagenômicas não classificadas. Contudo, análises taxonômicas revelaram Gammaproteobacteria e Deltaproteobacteria, respectivamente, como as classes taxonômicas predominantes, enquanto que as espécies do gênero Methanospirillum foram dominantes entre as arquéias metanogênicas. A análise do metabolismo da comunidade microbiana através das bases de dados COG e Carma revelou que a degradação da biomassa depende de diferentes grupos filogenéticos, como por exemplo, Bacteroidia e Gammaproteobacteria, os quais foram indicados como envolvidos na degradação de carboidratos e proteínas, respectivamente. Além disso, as análises sugerem Clostridia e Methanomicrobiales e Methanosarcinales como principais micro-organismos produtores de hidrogênio e metano, respectivamente. As análises das seis sequências codificantes de FeFehidrogenase identificadas no conjunto de dados metagenômicos revelaram que essas representam novas sequências do gene alvo. Contudo, quatro dessas sequências foram identificadas na biblioteca de fosmídeo pela triagem gênica baseada no uso de PCR. O conjunto de resultados obtido nesse estudo permitiu elucidar a composição e o potencial metabólico dos micro-organismos residentes na planta de tratamento de esgoto analisada e sugere esse ambiente como um reservatório potencial de novos genes de hidrogenases para a exploração biotecnológica (AU)

• Processo FAPESP: 09/01823-5 - Diversidade e prospecção de metagenoma microbiano em fermentadores de biogás produzindo H2
• Beneficiário: Geizecler Tomazetto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado