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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2014.tde-30042014-153630
Documento
Autor
Nome completo
Juliana Eschholz de Araujo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2014
Orientador
Banca examinadora
Andreote, Fernando Dini (Presidente)
Luvizotto, Danice Mazzer
Oliveira, Valéria Maia de
Título em português
Detecção e análise de sequências afiliadas à Planctomycetes em manguezais do estado de São Paulo
Palavras-chave em português
Análises in sílico
Funcionalidade
Isolamento
Sulfatases
Resumo em português
Os manguezais são considerados um ecossistema único, devido sua particular combinação de condições ambientais, influenciados pela sua localização na interface entre o continente e oceano. O estudo deste ecossistema se torna urgente uma vez que os manguezais estão desaparecendo em todo mundo, e sua diversidade de grupos microbianos é ainda pouco conhecida. Dentro dessa temática, o presente projeto visa descrever a possível funcionalidade de bactérias pertencentes ao filo Planctomycetes nos manguezais. Tais organismos são ainda pouco estudados, de difícil cultivo, sendo obtidos principalmente em ambientes marinhos, tratamento de água e locais de criação de peixes. Dentro desse filo são encontrados microrganismos pertencentes a gêneros descritos como capazes de realizar a oxidação anaeróbica do íon amônio (anammox), uma importante transformação do nitrogênio em ambientes com baixa disponibilidade de oxigênio. E ainda, visamos descrever a possível funcionalidade de bactérias pertencentes ao filo Planctomycetes nos manguezais. Para isso, foi inicialmente realizada uma comparação dos genomas de Planctomycetes com as sequências obtidas por análises de metagenômica e metatranscriptômica, onde foram encontradas sequências similares às afiliadas a funções desconhecidas (putative protein) e a sulfatases. Tais enzimas são descritas como hidrolíticas, que catalizam a clivagem de ésteres de sulfato, liberando o enxofre na forma assimilável. A análise de sequências de uma biblioteca metagenômica (obtida de um manguezal contaminado com petróleo) permitiu a visualização de fragmentos genômicos de Planctomycetes. Esta análise revelou também a ocorrência de genes relacionados a produção de sulfatases, além de indicar arranjos gênicos distintos dos descritos nos genomas de organismos deste grupo, possivelmente indicando a ocorrência de endemismo de Planctomycetes em manguezais. Esta observação foi reforçada pelo cultivo de isolados afiliados a este grupo, os quais tiveram sua afiliação confirmada pelo sequenciamento parcial do gene ribossomal 16S DNAr. Alguns destes isolados formaram clusters diferenciados dentro do filo Planctomycetes, indicando que podem ser estes novas espécies. Sendo assim, a caracterização desse grupo de microrganismos numa combinação de análises in sílico e in vivo, possibilitou a confirmação da ocorrência de tais organismos nos manguezais, e gerou as primeiras informações sobre sua funcionalidade neste sistema, onde parece ocorrer de forma diferenciada aos demais ambientes onde já foram descritos.
Título em inglês
Detection and analysis of sequences affiliated with Planctomycetes in mangroves in the state of São Paulo
Palavras-chave em inglês
in silico analysis
Functionality
Isolation
Sulfatases
Resumo em inglês
Mangroves are considered an unique ecosystem due to its particular combination of environmental conditions, influenced by its location at the interface between land and ocean. The study of this ecosystem becomes urgent since mangroves are disappearing worldwide, and its diversity of microbial groups is still poorly understood. Within this theme, this project aims to describe the possible functionality of bacteria belonging to the phylum Planctomycetes in mangroves. Such organisms are still poorly studied, difficult to cultivate and mainly isolated from marine environments, water treatment and fish farming sites. Within this phylum are found microorganisms belonging to genera described as capable of performing the anaerobic oxidation of ammonium (anammox), a major transformation of nitrogen in environments with low oxygen availability. Here we aimed to describe the possible functionality of bacteria belonging to the phylum Planctomycetes in the mangroves. In order to achieve the target, it was initially performed a comparison of the Planctomycetes genomes with sequences obtained by metagenomics and metatranscriptomics, revealing the presence of sequences with similarity to those affiliated to unknown function and sulfatases. These are hydrolytic enzymes, which catalyze the cleavage of sulfate esters, releasing sulfur on its available form. The analysis of sequences from a metagenomic library (obtained from an oil-contaminated mangrove) allowed the visualization of genomic fragments related to Planctomycetes. It also revealed the presence of genes related with the production of sulfatases, besides the indication of specific genome arrangements, distinct from those describe in organisms allocated in this group, possibly indicating the occurrence of endemicity for Planctomycetes in mangroves. It was reinforced by the cultivation of isolates affiliated to this groups, whose have their affiliation confirmed by the partial sequencing of the 16S rDNA gene. Some isolates clustered composed new clusters within the Planctomycetes phylum, indicating the occurrence of new species. In sum, the characterization of this group by combining in sílico and in vivo analyses, allowed the confirmation of the occurrence of these organisms in mangroves, and generated the first insights about its functioning on this system, where it seems to occur in a differentiated form from those observed in other environments where it has been described.
 
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Data de Publicação
2014-05-14
 
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