A multi-omics reciprocal analysis for characterization of bacterial metabolism

Autor(es):Mostrar menos -

Arini, Gabriel Santos ; Borelli, Tiago Cabral ; Ferreira, Elthon Gois ; de Felicio, Rafael ; Rezende-Teixeira, Paula ; Pedrino, Matheus ; Rabico, Franciene ; de Siqueira, Guilherme Marcelino Viana ; Mencucini, Luiz Gabriel ; Tsuji, Henrique ; Andrade, Lucas Sousa Neves ; Garrido, Leandro Maza ; Padilla, Gabriel ; Gil-de-la-Fuente, Alberto ; Wang, Mingxun ; Lopes, Norberto Peporine ; Trivella, Daniela Barretto Barbosa ; Costa-Lotufo, Leticia Veras ; Guazzaroni, Maria-Eugenia ; da Silva, Ricardo Roberto

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: FRONTIERS IN MOLECULAR BIOSCIENCES; v. 12, p. 15-pg., 2025-03-20.

Resumo

Introduction Exploiting microbial natural products is a key pursuit of the bioactive compound discovery field. Recent advances in modern analytical techniques have increased the volume of microbial genomes and their encoded biosynthetic products measured by mass spectrometry-based metabolomics. However, connecting multi-omics data to uncover metabolic processes of interest is still challenging. This results in a large portion of genes and metabolites remaining unannotated. Further exacerbating the annotation challenge, databases and tools for annotation and omics integration are scattered, requiring complex computations to annotate and integrate omics datasets.Methods Here we performed a two-way integrative analysis combining genomics and metabolomics data to describe a new approach to characterize the marine bacterial isolate BRA006 and to explore its biosynthetic gene cluster (BGC) content as well as the bioactive compounds detected by metabolomics.Results and Discussion We described BRA006 genomic content and structure by comparing Illumina and Oxford Nanopore MinION sequencing approaches. Digital DNA:DNA hybridization (dDDH) taxonomically assigned BRA006 as a potential new species of the Micromonospora genus. Starting from LC-ESI(+)-HRMS/MS data, and mapping the annotated enzymes and metabolites belonging to the same pathways, our integrative analysis allowed us to correlate the compound Brevianamide F to a new BGC, previously assigned to other function. (AU)

• Processo FAPESP: 20/02207-5 - Inventariando o metabolismo secundário através da metabolômica: contribuição para a valoração da biodiversidade brasileira
• Beneficiário: Norberto Peporine Lopes
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Temático
• Processo FAPESP: 21/09375-3 - Desenvolvimento de novas plataformas microbianas tolerantes a hidrolisados de biomassa lignocelulósica
• Beneficiário: Matheus Pedrino Gonçalves
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/25432-7 - Buscando novas ferramentas moleculares para ampliar a robustez de Pseudomonas putida contra estresses abióticos
• Beneficiário: Guilherme Marcelino Viana de Siqueira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 21/08235-3 - Desvendando a lógica evolutiva e estrutura do resistoma marinho: uma abordagem com aprendizado estruturado profundo para descoberta de restrições evolutivas
• Beneficiário: Tiago Cabral Borelli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 21/01748-5 - Descoberta e desenvolvimento de novos chassis bacterianos não-modelo para aplicações biotecnológicas
• Beneficiário: María Eugenia Guazzaroni
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 17/18922-2 - Desenvolvimento de uma plataforma computacional modular extensível para análises de experimentos de metabolômica e metagenômica: inovando com a descoberta de novas atividades enzimáticas e produtos naturais de interesse farmacêutico derivados
• Beneficiário: Ricardo Roberto da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 21/10401-9 - Otimização da detecção e armazenamento de espectros de fragmentação de sinais biológicos em estudos de metabolômica
• Beneficiário: Gabriel Santos Arini
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado