Multi-ômicas aplicadas ao conhecimento e exploração de microbiomas Antárticos

Resumo

Micro-organismos indígenos da Antártica possuem propriedades bioquimicas e metabólicas únicas, codificadas por seus recursos genéticos, que os tornam capazes de se adaptar e sobreviver a condições ambientais extremas, tais como altos níveis de salinidade, pressões que excedem 100 MPa, temperaturas baixas ou altas e extremamente flutuantes (de 89 °C a +90 °C), baixa disponibilidade de nutrientes e alta radiação solar. Entretanto, sabemos que embora as técnicas de cultivo tenham sido aprimoradas e tenham permitido a recuperação in vitro de um número crescente de micro-organismos ainda não cultivados, nosso conhecimento sobre sua ecologia permanece insuficiente para cultivar a maioria deles. Neste contexto, o presente projeto propõe empregar uma combinação de métodos microbiológicos tradicionais (isolamento e cultivo) e abordagem multi-ômica para uma ampla exploração dos recursos microbianos Antárticos, com foco em metabólitos e enzimas para aplicação biotecnológica. Os clones fosmidiais e isolados microbianos serão submetidos a ensaios de triagem de alta eficiência para avaliação de atividades diversas, incluindo biotransformação de metais pesados, e produção de metabólitos (antimicrobianos, pigmentos), enzimas (quitinases, peroxidases, proteínas anti-congelantes) e hidrocarbonetos. Ainda, será realizada uma varredura da diversidade filogenética e funcional das bibliotecas metagenômicas obtidas e de amostras Antárticas selecionadas da Ilha Deception empregando metodologia de seqüenciamento de DNA em larga escala. Os dados de sequencia obtidos permitirão conduzir um screening racional das bibliotecas metagenômicas baseado em sequencia, através do desenho de conjuntos de primers especificos para a detecção dos clones fosmidiais contendo os genes alvo visando a subsequente caracterização genética, superando eventuais limitações inerentes à expressão heteróloga. Os resultados esperados incluem a detecção de novos genes, enzimas e compostos bioativos com propriedades diferenciais e uso potencial em processos biotecnológicos futuros. Por fim, mas não menos importante, resultados inéditos acerca da diversidade filogenética e funcional presente nas amostras contribuirão para a compreensão das interações microbianas e mecanismos moleculares que suportam a vida nas condições extremas dos ambientes Antárticos. (AU)