Avaliação do potencial de transformação de compostos tóxicos por isolados de Gordonia paraffinivorans e Gordonia sihwensis provenientes de compostagem

Autor(es)

Stefania Pegorin Braga

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Biomédicas (ICB/SDI)
• Data de defesa: 2018-06-08

Membros da banca

Renata Castiglioni Pascon; Welington Luiz de Araujo; Julio Cezar Franco de Oliveira; Marcela Pellegrini Peçanha

• Orientador: Renata Castiglioni Pascon

Resumo

A biorremediação é uma metodologia eficiente na recuperação de ambientes poluídos. Ela emprega organismos capazes de degradar compostos tóxicos transformando-os em substâncias menos agressoras. Dentre os microrganismos que são utilizados para este fim, o gênero Gordonia tem se destacado bastante devido a sua grande versatilidade metabólica, o que permite a utilização de substratos complexos e tóxicos como fonte energética, eliminando-os do meio ambiente. O sequenciamento e a análise dos genomas de dois isolados de G. paraffinivorans (MTZ041 e 052) e de um isolado de G. sihwensis (MTZ096), provenientes da compostagem, demonstrou que esses microrganismos possuem os elementos genéticos que conferem a habilidade de degradar hidrocarbonetos, borracha sintética e borracha natural. Para comprovar a capacidade desses isolados em utilizar estas diferentes fontes de carbono, foram realizados ensaios contendo um indicador de óxido redução (2,6 DCPIP), cinéticas de crescimento, análises químicas (Cromatografia Gasosa, CG), qPCR e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os três isolados usados neste trabalho foram capazes de utilizar hidrocarbonetos como fonte única de carbono. Os resultados dos ensaios cromatográficos demonstram que G. paraffinivorans MTZ041 consumiu 28,92% do hexadecano presente no meio, contra 69,80% consumido por G. sihwensis MTZ096 ao longo de 168 horas. As curvas de crescimento também demonstraram que a biomassa acumulada por G. sihwensis MTZ096 é 3,3 vezes maior do que a biomassa de G. paraffinivorans MTZ041 para o tratamento com hexadecano, totalizando 3,68 mg/ml e 1,11 mg/ml, respectivamente. Conforme esperado, mediante estas observações, a presença de hexadecano como fonte única de carbono no meio de cultivo, levou ao aumento da expressão dos genes responsáveis pela degradação de hidrocarbonetos. Para o sistema CYP 153, os genes FER, CYP 153 e FER RED tiveram sua expressão aumentada 750, 232 e 110 vezes, respectivamente. Já os genes alk B, rub A3, rub A4, rub B e alk U do sistema alcano hidroxilase tiveram sua expressão aumentada em 248, 1576, 1296, 6,6 e 20 vezes respectivamente. Estes resultados confirmam dados prévios da literatura de que os isolados de Gordonia tem grande potencial para biotransformação de hidrocarbonetos. Em relação à capacidade de assimilação de borracha sintética e natural, as análises in silico demonstraram que somente os isolados da espécie G. paraffinivorans possuem o gene Lcp (Látex Clearing Protein) responsável pelo primeiro passo da assimilação destes substratos. As curvas de crescimento em borracha natural e sintética como fonte única de carbono foram realizadas ao longo de 11 semanas e demonstram a capacidade destes substratos em suportar o crescimento robusto. Durante 80 dias, foi possível evidenciar a presença de bacilos e a formação de biofilme na borracha sintética e natural por meio de MEV. Este é o primeiro relato na literatura de G. paraffinivorans assimiladora de borracha e a terceira espécie do gênero Gordonia com esta habilidade metabólica. Dada a grande complexidade deste substrato e a escassez de microrganismos com esta capacidade, a descrição e a caracterização deste isolado são de grande originalidade e relevância biotecnológica. (AU)

• Processo FAPESP: 16/07360-0 - Avaliação do potencial de transformação de compostos tóxicos por isolados de Gordonia paraffinivorans e Gordonia sihwensis provenientes de compostagem
• Beneficiário: Stefania Pegorin Braga
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado