Análise das bases moleculares da tolerância ao íon cloreto em bactérias acidófilas utilizadas em biolixiviação

Autor(es)

Thiago Miranda da Silva

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2016-05-07

Membros da banca

Laura Maria Mariscal Ottoboni; Edi Lúcia Sartorato; Sueli Matilde da Silva Costa; Edmilson Ricardo Gonçalves; Salete Aparecida Gaziola

• Orientador: Laura Maria Mariscal Ottoboni; Tatiana Teixeira Torres

Resumo

Acidithiobacillus ferrooxidans é uma bactéria Gram-negativa, quimiolitotrófica e acidófila utilizada na biolixiviação de metais. Contudo, essa utilização é limitada em locais onde a água disponível para o processo contém sal, devido à sensibilidade da bactéria ao NaCl. Assim sendo, o conhecimento dos mecanismos moleculares acionados pelo estresse salino na bactéria é de grande interesse para indústria de biomineração. Desta forma, esse trabalho teve como objetivo a análise do estresse salino (NaCl) em células de A. ferrooxidans, por curtos (células salt-shock) ou longos (células salt-30) períodos de tempo. As células salt-shock e salt-30 de A. ferrooxidans foram analisadas por espectroscopia RAMAN e os resultados mostraram mudanças na composição de vários componentes de membrana da bactéria, como proteínas, lipídeos e carboidratos. Foi observado que estas alterações ocorreram tanto nas células salt-shock quanto nas células salt-30, mostrando que as alterações causadas pelo sal em A. ferrooxidans ocorrem de imediato e após longos períodos de exposição. A análise do proteoma das células salt-30 de A. ferrooxidans mostrou uma expressão diferencial de proteínas relacionadas à membrana celular ¿ como proteínas estruturais e transportadoras de várias moléculas - como mecanismo de defesa ao sal. Além disso, foi observada a diminuição dos níveis de expressão de proteínas relacionadas ao metabolismo central de carbono, produção de ATP e transcrição, dentre outros processos. Por outro lado, proteínas relacionadas à resposta a diferentes tipos de estresse, além de proteases e proteínas reguladoras da transcrição tiveram os níveis de expressão aumentados nas células salt-30. Estes dados indicam que a exposição ao sal por longos períodos afeta além da membrana, vários processos celulares. Já os experimentos de RNA-Seq foram realizados em células salt-shock com o intuito de avaliar os efeitos da exposição de A. ferrooxidans ao sal por curtos períodos. Os resultados mostraram a alteração nos níveis de transcrição de vários genes que codificam proteínas relacionadas à membrana celular e sua permeabilidade, destacando novamente a importância da membrana na defesa da bactéria contra os íons Cl-. A diminuição dos níveis de transcrição de vários genes relacionados a produção de energia, divisão celular e síntese de proteínas, contrastando com o aumento da transcrição de genes que codificam transposases e reguladores da transcrição, mostram que o efeito do NaCl em A. ferrooxidans é imediato, afetando tanto o crescimento quanto o metabolismo da bactéria. Foi realizado também o sequenciamento do genoma de Thiobacillus prosperus DSM 14174, uma bactéria altamente tolerante ao sal. O sequenciamento revelou que a bactéria possui genes responsáveis pela tolerância ao NaCl que não estão presentes em A. ferrooxidans. Entre esses genes estão os que codificam transportadores de íons cloreto e outros, além de genes responsáveis pela biossíntese e transporte de osmoprotetores. As análises filogenética e filogenômica indicaram que T. prosperus DSM 14174 é um membro da família Ectothiorhodospiraceae, composto de bactérias halófilas. Esta bactéria pertence ao mesmo gênero da bactéria Acidihalobacter prosperus DSM 5130. Entretanto, elas não são da mesma espécie (AU)

• Processo FAPESP: 10/12476-1 - Análise das bases moleculares da tolerância ao íon cloreto em bactérias acidófilas utilizadas em biolixiviação
• Beneficiário: Thiago Miranda da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado