Identificação de elementos genéticos móveis no microbioma ruminal de bovinos Nelore

Autor(es)

Camila Aparecida Faleiros

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Pirassununga.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Zootecnica e Engenharia de Alimentos (FZE/BT)
• Data de defesa: 2024-04-11

Membros da banca

Heidge Fukumasu; Pâmela Almeida Alexandre; Luciano Lopes Queiroz

• Orientador: Heidge Fukumasu

Resumo

Com o advento da metagenômica, tornou-se possível compreender a importância da dinâmica entre o microbioma ruminal e fenótipos de interesse na produção animal. Dentre as aplicações dessa técnica, destaca-se a prospecção de elementos genéticos móveis (EGMs), os quais atuam como agentes que permitem a movimentação do DNA entre genomas, geralmente carregando genes acessórios que proporcionam vantagens aos seus hospedeiros, além de atuarem no controle de populações através de bacteriófagos líticos, mantendo o equilíbrio do ambiente. O objetivo do presente estudo foi identificar EGMs associados a bactérias ruminais através de ligações cromossômicas físicas pelo método Hi-C, visando estabelecer a relação entre vírus e bactérias no ambiente ruminal. O sequenciamento metagenômico shotgun e o método de ligação por proximidade ProxiMeta foram utilizados para análise de DNA obtido de amostras de conteúdo ruminal de quatro vacas da raça Nelore, gerando 1.713.111.307 pb que deram origem a 107 genomas bacterianos atribuídos principalmente às famílias Lachnospiraceae, Bacteroidaceae, Ruminococcaceae, Saccharofermentanaceae e Treponemataceae. A maioria dos genomas bacterianos codificaram vias que incluíram etapas na via central do metabolismo do carbono e no metabolismo de outros carboidratos. Enzimas ativas em carboidratos (CAZymes) foram identificadas, dentre as quais se destacam as hidrolases glicosídicas GH2, GH3, GH5, GH13 e GH43. Além disso, foram detectadas 31 associações entre bactérias hospedeiras e EGMs, das quais 17 estavam ligadas a vírus e 14 estavam ligadas a plasmídeos, além de eventos de coinfecção, nos quais um hospedeiro abrigava mais de um EGM ou o mesmo EGM se apresentava em mais de um hospedeiro. Os genomas virais foram atribuídos às famílias Myoviridae e Siphoviridae, mas a maioria não pôde ser classificada. Ainda, foram encontrados 12 genes de resistência a antibióticos, entre eles, sete conferiram resistência à tetraciclina por tet32, tet40, tet44, tetO, tetQ e tetW, e os outros conferiram resistência às classes nitroimidazol nimJ, macrolídeo mefA, lincosamida lnuC, beta-lactâmico blaACI-1 e aminoglicosídeo aadE. À luz de nosso conhecimento, este é o primeiro estudo em bovinos brasileiros que conecta EGMs com seus hospedeiros microbianos, identificando EGMs presentes no rúmen de bovinos Nelore criados a pasto, oferecendo insights para o avanço biotecnológico relacionado à digestão de alimentos e melhoria no desempenho de ruminantes em sistemas de produção. (AU)

• Processo FAPESP: 22/05541-9 - Prospecção de vírus e elementos móveis ruminais em bovinos Nelore associados à eficiência alimentar
• Beneficiário: Camila Aparecida Faleiros
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado