Ferramentas químicas e genéticas aplicadas ao estudo de bactérias simbiontes de formigas

Autor(es)

Taise Tomie Hebihara Fukuda

• 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: 2022-05-06

Membros da banca

Monica Tallarico Pupo; Roberto Gomes de Souza Berlinck; Marcio Vinícius Bertacine Dias; Alessandra da Silva Eustaquio

• Orientador: Monica Tallarico Pupo

Resumo

A presente tese foi dividida em três capítulos, de acordo com os sistemas de simbiose estudados e o enfoque a elas dado: O Capítulo I se refere à revisão bibliográfica sobre interações entre insetos sociais e micro-organismos mediadas por compostos químicos; O capítulo II se refere ao estudo químico e evolutivo de Pseudomonas spp. na interação Cecropia-Azteca; e o Capítulo III, ao estudo sobre formigas attine do ponto de vista químico e biogeográfico. No Capítulo I é discutido o estado da arte quanto à pesquisa de produtos naturais guiada pela ecologia química, com enfoque nas simbioses entre micro-organismos e formigas cultivadoras de fungos, abelhas sem ferrão, cupins e vespas. No Capítulo II, foram feitas análises do genoma de uma linhagem de Pseudomonas isolada de Cecropia-Azteca, uma simbiose na qual a formiga defende a planta de agressores externos e a planta, por sua vez, fornece abrigo à colônia de formigas. O cluster gênico desta linhagem de Pseudomonas relacionado à produção de lipodepsipeptídeos cíclicos foi comparado a outros clusters descritos na literatura. Por meio destas análises foi possível identificar mutações que podem estar relacionadas à perda de função de domínios de condensação que também seriam responsáveis pela epimerização do aminoácido a montante da linha de montagem. Constatou-se também que a determinação da especificidade dos domínios de adenilação por meio de análise filogenética não possui resolução suficiente para a predição do peptídeo final. Sendo assim, este foi isolado e sua estrutura determinada, correspondendo a viscosinamida. O fato de que este composto possui atividade antifúngica somado ao perfil inibitório de linhagens de Pseudomonas sugere relevância ecológica deste gênero de bactérias na defesa química da simbiose Cecropia-Azteca. Na terceira parte, foram feitos estudos em formigas coletadas em diferentes locais do Brasil, incluindo a Floresta Amazônica, Mata Atlântica e Cerrado. Desta vez, outro sistema simbiótico foi estudado: a simbiose entre formigas Attine e actinobactérias do gênero Pseudonocardia, as quais podem produzir metabólitos usados para as formigas se defenderem de patógenos fúngicos especializados. A análise metabolômica (LC - MS) em várias linhagens de Pseudonocardia revelou que um número significativo de linhagens produziu um novo composto nomeado attinimicina. Sua via de biossíntese foi identificada, a qual possui relação evolutiva com outros peptídeos não ribossomais previamente caracterizados. Além disso, attinimicina mostra atividade antifúngica potente in vivo, mas atividade in vitro insignificante, sendo que sua atividade biológica está restrita à ausência de ferro. Sendo assim, a constante para quelar ferro foi determinada por meio do cálculo do pFeIII e foram feitas análises comparando a afinidade para complexação com outros metais, sendo que attinimicina mostra maior afinidade frente a ferro. A distribuição geográfica de attinimicina, restrita apenas ao território brasileiro, a distingue de outros metabólitos que foram identificados previamente a partir deste mesmo sistema. (AU)

• Processo FAPESP: 15/26349-5 - Estudo químico e ecológico de microrganismos associados à simbiose Cecropia-Azteca
• Beneficiário: Taise Tomie Hebihara Fukuda
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto