Compartilhamento de moléculas de quorum sensing para sinalização e tolerância de Pseudomonas sp. a herbicidas como potencial para adaptação a diferentes condições de estresse ambiental
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG |
Texto Completo: | http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3201 |
Resumo: | O quorum sensing (QS) é um sistema de comunicação bacteriano que permite que as bactérias monitorem a densidade populacional celular circundante mediada por meio de moléculas sinalizadoras químicas denominadas autoindutores e, a partir disso, coordenem coletivamente a expressão gênica, iniciando alterações fisiológicas importantes para sua sobrevivência. Desse modo, as bactérias são capazes de sobreviver em ambientes onde as condições mudam constantemente, em decorrência da adaptação genética que resulta da flexibilidade de expressão de seus genes. No ambiente, as bactérias precisam lidar com diversos componentes tóxicos. A introdução de agrotóxicos por exemplo, contribuiu para o controle de pragas e para o aumento da produção agrícola. Mas apesar de sua utilização na agricultura ter beneficiado a produtividade de culturas, surgiram algumas preocupações quanto aos efeitos adversos destes poluentes. A exposição de bactérias a componentes tóxicos pode levar a alterações no metabolismo celular, no crescimento, na atividade enzimática e na diminuição da diversidade dessas bactérias. Quando expostas a ambientes estressantes, necessitam de mudanças nos processos fisiológicos e estruturais para sobreviverem. Desse modo, diversas espécies de bactérias utilizam importantes estratégias adaptativas coordenadas pelo QS para contribuir para o aumento de sua capacidade em termos de sobrevivência sob diferentes condições ambientais. Porém, ainda não está claro na literatura se o QS pode ser utilizado pelas bactérias para coordenar comportamentos coletivos na população em resposta a herbicidas. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar se há um sistema de resposta via QS em uma linhagem de Pseudomonas sp. modulado pela presença de herbicidas. Utilizou-se uma linhagem de Pseudomonas sp. proveniente de tanques de armazenamento de água utilizada na lavagem de embalagens de agrotóxicos e os herbicidas Heat contendo o princípio ativo saflufenacil, Boral 500 SC contendo sulfentrazone, Roundup Transorb R contendo glifosato, Aminol 806 contendo 2,4-D e Atectra contendo dicamba. Realizou-se uma extração das moléculas sinalizadoras que posteriormente foram analisadas em cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. Aqui mostramos que na presença dos herbicidas Heat e Roundup Transorb R a linhagem parece compartilhar um controle regulatório pelas mesmas moléculas sinalizadoras de QS para controlar o estresse oxidativo produzido tanto pelo sistema de obtenção de energia quanto pela toxicidade de herbicidas. Na presença dos herbicidas Boral 500 SC, Aminol 806 e Atectra, observou-se um perfil de moléculas que estão envolvidas em diferentes estágios de formação de biofilme e a sinalização dessas pode ser um indicativo de que a linhagem esteja modulando a formação de biofilme como uma estratégia adaptativa para suportar o estresse desses herbicidas. Desse modo, o QS bacteriano pode desempenhar um papel importante na adaptação a estresses ambientais e possivelmente trazer contribuições para o estudo de biorremediação de herbicidas. |
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Compartilhamento de moléculas de quorum sensing para sinalização e tolerância de Pseudomonas sp. a herbicidas como potencial para adaptação a diferentes condições de estresse ambiental. 2020. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2020.http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3201O quorum sensing (QS) é um sistema de comunicação bacteriano que permite que as bactérias monitorem a densidade populacional celular circundante mediada por meio de moléculas sinalizadoras químicas denominadas autoindutores e, a partir disso, coordenem coletivamente a expressão gênica, iniciando alterações fisiológicas importantes para sua sobrevivência. Desse modo, as bactérias são capazes de sobreviver em ambientes onde as condições mudam constantemente, em decorrência da adaptação genética que resulta da flexibilidade de expressão de seus genes. No ambiente, as bactérias precisam lidar com diversos componentes tóxicos. A introdução de agrotóxicos por exemplo, contribuiu para o controle de pragas e para o aumento da produção agrícola. Mas apesar de sua utilização na agricultura ter beneficiado a produtividade de culturas, surgiram algumas preocupações quanto aos efeitos adversos destes poluentes. A exposição de bactérias a componentes tóxicos pode levar a alterações no metabolismo celular, no crescimento, na atividade enzimática e na diminuição da diversidade dessas bactérias. Quando expostas a ambientes estressantes, necessitam de mudanças nos processos fisiológicos e estruturais para sobreviverem. Desse modo, diversas espécies de bactérias utilizam importantes estratégias adaptativas coordenadas pelo QS para contribuir para o aumento de sua capacidade em termos de sobrevivência sob diferentes condições ambientais. Porém, ainda não está claro na literatura se o QS pode ser utilizado pelas bactérias para coordenar comportamentos coletivos na população em resposta a herbicidas. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar se há um sistema de resposta via QS em uma linhagem de Pseudomonas sp. modulado pela presença de herbicidas. Utilizou-se uma linhagem de Pseudomonas sp. proveniente de tanques de armazenamento de água utilizada na lavagem de embalagens de agrotóxicos e os herbicidas Heat contendo o princípio ativo saflufenacil, Boral 500 SC contendo sulfentrazone, Roundup Transorb R contendo glifosato, Aminol 806 contendo 2,4-D e Atectra contendo dicamba. Realizou-se uma extração das moléculas sinalizadoras que posteriormente foram analisadas em cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. Aqui mostramos que na presença dos herbicidas Heat e Roundup Transorb R a linhagem parece compartilhar um controle regulatório pelas mesmas moléculas sinalizadoras de QS para controlar o estresse oxidativo produzido tanto pelo sistema de obtenção de energia quanto pela toxicidade de herbicidas. Na presença dos herbicidas Boral 500 SC, Aminol 806 e Atectra, observou-se um perfil de moléculas que estão envolvidas em diferentes estágios de formação de biofilme e a sinalização dessas pode ser um indicativo de que a linhagem esteja modulando a formação de biofilme como uma estratégia adaptativa para suportar o estresse desses herbicidas. Desse modo, o QS bacteriano pode desempenhar um papel importante na adaptação a estresses ambientais e possivelmente trazer contribuições para o estudo de biorremediação de herbicidas.Quorum sensing (QS) is a bacterial communication system that allows bacteria to monitor the surrounding cell population density mediated by means of chemical signaling molecules called autoinducers and, from that, collectively coordinate gene expression, initiating important physiological changes for its survival. In this way, bacteria are able to survive in environments where conditions change constantly, due to the genetic adaptation that results from the flexibility of expression of their genes. In the environment, bacteria have to deal with several toxic components. The introduction of pesticides, for example, contributed to pest control and increased agricultural production. But although its use in agriculture has benefited crop productivity, concerns have arisen about the adverse effects of these pollutants. Exposure of bacteria to toxic components can lead to changes in cell metabolism, growth, enzyme activity and decreased diversity of these bacteria. When exposed to stressful environments, they need changes in physiological and structural processes to survive. In this way, several species of bacteria use important adaptive strategies coordinated by the QS to contribute to the increase of their capacity in terms of survival under different environmental conditions. However, it is still unclear in the literature whether QS can be used by bacteria to coordinate collective behavior in the population in response to herbicides. Therefore, the objective of this work was to evaluate whether there is a QS response system in a Pseudomonas sp. modulated by the presence of herbicides. A strain of Pseudomonas sp. from water storage tanks used for washing pesticide packaging and Heat herbicides containing the active ingredient saflufenacil, Boral 500 SC containing sulfentrazone, Roundup Transorb R containing glyphosate, Aminol 806 containing 2,4-D and Atectra containing dicamba. An extraction of the signaling molecules was carried out and subsequently analyzed in liquid chromatography coupled with mass spectrometry. Here we show that in the presence of the Heat and Roundup Transorb R herbicides, the strain seems to share a regulatory control by the same QS signaling molecules to control the oxidative stress produced by both the energy production system and the herbicide toxicity. In the presence of the herbicides Boral 500 SC, Aminol 806 and Atectra, a profile of molecules was observed that are involved in different stages of biofilm formation and their signaling may be an indication that the lineage is modulating the formation of biofilm as an adaptive strategy to withstand the stress of these herbicides. Thus, bacterial QS can play an important role in adapting to environmental stresses and possibly bring contributions to the study of herbicide bioremediation.Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2020-10-01T21:34:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Paloma Nathane Nunes de Freitas.pdf: 1712953 bytes, checksum: f8d93471e06c2084bf370d8d00818fe4 (MD5)Made available in DSpace on 2020-10-01T21:34:03Z (GMT). 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Compartilhamento de moléculas de quorum sensing para sinalização e tolerância de Pseudomonas sp. a herbicidas como potencial para adaptação a diferentes condições de estresse ambiental Freitas, Paloma Nathane Nunes de CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS Adaptação bacteriana Comunicação bacteriana Comunicação bacteriana Herbicidas Microbiologia Ambiental Espectrometria de massas Bacterial adaptation Bacterial communication Environmental Microbiology Environmental Microbiology Herbicides Mass spectrometry |
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CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS Adaptação bacteriana Comunicação bacteriana Comunicação bacteriana Herbicidas Microbiologia Ambiental Espectrometria de massas Bacterial adaptation Bacterial communication Environmental Microbiology Environmental Microbiology Herbicides Mass spectrometry |
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Adaptação bacteriana Comunicação bacteriana Comunicação bacteriana Herbicidas Microbiologia Ambiental Espectrometria de massas Bacterial adaptation Bacterial communication Environmental Microbiology Environmental Microbiology Herbicides Mass spectrometry |
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O quorum sensing (QS) é um sistema de comunicação bacteriano que permite que as bactérias monitorem a densidade populacional celular circundante mediada por meio de moléculas sinalizadoras químicas denominadas autoindutores e, a partir disso, coordenem coletivamente a expressão gênica, iniciando alterações fisiológicas importantes para sua sobrevivência. Desse modo, as bactérias são capazes de sobreviver em ambientes onde as condições mudam constantemente, em decorrência da adaptação genética que resulta da flexibilidade de expressão de seus genes. No ambiente, as bactérias precisam lidar com diversos componentes tóxicos. A introdução de agrotóxicos por exemplo, contribuiu para o controle de pragas e para o aumento da produção agrícola. Mas apesar de sua utilização na agricultura ter beneficiado a produtividade de culturas, surgiram algumas preocupações quanto aos efeitos adversos destes poluentes. A exposição de bactérias a componentes tóxicos pode levar a alterações no metabolismo celular, no crescimento, na atividade enzimática e na diminuição da diversidade dessas bactérias. Quando expostas a ambientes estressantes, necessitam de mudanças nos processos fisiológicos e estruturais para sobreviverem. Desse modo, diversas espécies de bactérias utilizam importantes estratégias adaptativas coordenadas pelo QS para contribuir para o aumento de sua capacidade em termos de sobrevivência sob diferentes condições ambientais. Porém, ainda não está claro na literatura se o QS pode ser utilizado pelas bactérias para coordenar comportamentos coletivos na população em resposta a herbicidas. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar se há um sistema de resposta via QS em uma linhagem de Pseudomonas sp. modulado pela presença de herbicidas. Utilizou-se uma linhagem de Pseudomonas sp. proveniente de tanques de armazenamento de água utilizada na lavagem de embalagens de agrotóxicos e os herbicidas Heat contendo o princípio ativo saflufenacil, Boral 500 SC contendo sulfentrazone, Roundup Transorb R contendo glifosato, Aminol 806 contendo 2,4-D e Atectra contendo dicamba. Realizou-se uma extração das moléculas sinalizadoras que posteriormente foram analisadas em cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. Aqui mostramos que na presença dos herbicidas Heat e Roundup Transorb R a linhagem parece compartilhar um controle regulatório pelas mesmas moléculas sinalizadoras de QS para controlar o estresse oxidativo produzido tanto pelo sistema de obtenção de energia quanto pela toxicidade de herbicidas. Na presença dos herbicidas Boral 500 SC, Aminol 806 e Atectra, observou-se um perfil de moléculas que estão envolvidas em diferentes estágios de formação de biofilme e a sinalização dessas pode ser um indicativo de que a linhagem esteja modulando a formação de biofilme como uma estratégia adaptativa para suportar o estresse desses herbicidas. Desse modo, o QS bacteriano pode desempenhar um papel importante na adaptação a estresses ambientais e possivelmente trazer contribuições para o estudo de biorremediação de herbicidas. |
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FREITAS, Paloma Nathane Nunes de. Compartilhamento de moléculas de quorum sensing para sinalização e tolerância de Pseudomonas sp. a herbicidas como potencial para adaptação a diferentes condições de estresse ambiental. 2020. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2020. |
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