Gênomica comparativa de clusters putativos de biossíntese de peptídeos laço em procariotos do rúmen

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Assis, Fábia Giovana do Val de
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/32109
Resumo: Peptídeos laço são uma classe de produtos naturais sintetizados ribossomicamente e modificados pós-tradução que apresentam um conjunto diversificado de atividades relevantes, incluindo inibição do crescimento bacteriano, antagonista de receptor, e inibição de enzimas. Estratégias de mineração genômica têm contribuído para a descoberta de novos peptídeos laço e também de novos microrganismos produtores de peptídeos desse grupo. No entanto, pouco se sabe sobre a produção de peptídeos laço pela microbiota do ecossistema ruminal. Neste trabalho, análises in silico foram realizadas para investigar a distribuição de clusters gênicos relacionados com a biossíntese de peptídeos laço (lasA, lasB, lasC e lasD) em genomas de 320 bactérias e 5 archaeas ruminais e de 25 bactérias isoladas de fezes de ruminantes. Para 42 genomas de bactérias ruminais foram inferidos clusters putativos incompletos e completos para peptídeos laço, utilizando as ferramentas BAGEL3, AntiSMASH, Banco de dados 1 e Banco de dados 2, sendo o Filo Firmicutes o de maior representatividade. De um total de 26 genomas de bactérias do rúmen que tiveram inferidos clusters gênicos completos de biossíntese de peptídeos laço (em sua maioria pertencentes à classe II), 53% foi representado por linhagens do gênero Butyrivibrio. A análise da organização dos 26 clusters putativos completos de biossíntese de peptídeos laço inferidos via mineração genômica revelou a presença de vários genes com funções moleculares e biológicas diversas, dentre esses, predominaram (38% dos clusters) os genes putativos para histidina cinase (HisKA). Os domínios conservados dos produtos preditos para os genes de biossíntese de peptídeos laço indicaram os genes lasB e lasC como os mais conservados e úteis na mineração genômica desses peptídeos. Árvores filogenéticas representativas dos genes lasA, lasB, lasC e lasD revelaram que a presença dos genes de biossíntese de peptídeos laço retratavam um processo evolutivo. A reconstrução filogenética com base no gene que codifica o rRNA 16S para 42 genomas de bactérias do rúmen que apresentaram clusters putativos completos e incompletos para biossíntese de peptídeos laço, permitiu o agrupamento das linhagens em seus respectivos gêneros ou Família (Lachnospiraceae e Coriobacteriaceae). A partir das análises de metatranscriptoma, pôde-se inferir que os genes de biossíntese para peptídeos laço podem ser expressos com base no arquivo de metatranscriptoma SRR3169851 e reforçaram a evidência de que os genes putativos de biossíntese lasB e lasC são conservados entre linhagens da mesma espécie de bactérias do rúmen. Concluiu-se que a análise in silico forneceu evidências de novos clusters de genes biossintéticos em espécies bacterianas não previamente relacionadas com peptídeos laço, sugerindo que a microbiota ruminal representa uma fonte potencial de novos peptídeos laço.
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spelling Santana, Mateus FerreiraAssis, Fábia Giovana do Val dehttp://lattes.cnpq.br/6084595541625934Mantovani, Hilário Cuquetto2024-02-07T11:57:52Z2024-02-07T11:57:52Z2017-02-23ASSIS, Fábia Giovana do Val. Gênomica comparativa de clusters putativos de biossíntese de peptídeos laço em procariotos do rúmen. 2017. 99 f. Tese (Doutorado em Microbiologia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2017.https://locus.ufv.br//handle/123456789/32109Peptídeos laço são uma classe de produtos naturais sintetizados ribossomicamente e modificados pós-tradução que apresentam um conjunto diversificado de atividades relevantes, incluindo inibição do crescimento bacteriano, antagonista de receptor, e inibição de enzimas. Estratégias de mineração genômica têm contribuído para a descoberta de novos peptídeos laço e também de novos microrganismos produtores de peptídeos desse grupo. No entanto, pouco se sabe sobre a produção de peptídeos laço pela microbiota do ecossistema ruminal. Neste trabalho, análises in silico foram realizadas para investigar a distribuição de clusters gênicos relacionados com a biossíntese de peptídeos laço (lasA, lasB, lasC e lasD) em genomas de 320 bactérias e 5 archaeas ruminais e de 25 bactérias isoladas de fezes de ruminantes. Para 42 genomas de bactérias ruminais foram inferidos clusters putativos incompletos e completos para peptídeos laço, utilizando as ferramentas BAGEL3, AntiSMASH, Banco de dados 1 e Banco de dados 2, sendo o Filo Firmicutes o de maior representatividade. De um total de 26 genomas de bactérias do rúmen que tiveram inferidos clusters gênicos completos de biossíntese de peptídeos laço (em sua maioria pertencentes à classe II), 53% foi representado por linhagens do gênero Butyrivibrio. A análise da organização dos 26 clusters putativos completos de biossíntese de peptídeos laço inferidos via mineração genômica revelou a presença de vários genes com funções moleculares e biológicas diversas, dentre esses, predominaram (38% dos clusters) os genes putativos para histidina cinase (HisKA). Os domínios conservados dos produtos preditos para os genes de biossíntese de peptídeos laço indicaram os genes lasB e lasC como os mais conservados e úteis na mineração genômica desses peptídeos. Árvores filogenéticas representativas dos genes lasA, lasB, lasC e lasD revelaram que a presença dos genes de biossíntese de peptídeos laço retratavam um processo evolutivo. A reconstrução filogenética com base no gene que codifica o rRNA 16S para 42 genomas de bactérias do rúmen que apresentaram clusters putativos completos e incompletos para biossíntese de peptídeos laço, permitiu o agrupamento das linhagens em seus respectivos gêneros ou Família (Lachnospiraceae e Coriobacteriaceae). A partir das análises de metatranscriptoma, pôde-se inferir que os genes de biossíntese para peptídeos laço podem ser expressos com base no arquivo de metatranscriptoma SRR3169851 e reforçaram a evidência de que os genes putativos de biossíntese lasB e lasC são conservados entre linhagens da mesma espécie de bactérias do rúmen. Concluiu-se que a análise in silico forneceu evidências de novos clusters de genes biossintéticos em espécies bacterianas não previamente relacionadas com peptídeos laço, sugerindo que a microbiota ruminal representa uma fonte potencial de novos peptídeos laço.Lasso peptides are a class of naturally occurring ribosomal synthesized and post-translationally modified products that present a diverse set of relevant activities, including inhibition of bacterial growth, receptor antagonist, and inhibition of enzymes. Genomic mining strategies have contributed to the discovery of new lasso peptides and to new producers microorganisms in this group peptides. However, little is known about the lasso peptides production by the ruminal ecosystem microorganisms. In this work, we performed genome mining of the complete and partial genome sequences of 320 ruminal bacteria and 5 ruminal archaea and 25 bacteria isolated from ruminant feces to determine the distribution and diversity of lasso peptide gene clusters. For 42 genomes of ruminal bacteria, incomplete and complete putative clusters for lasso peptides were obtained using BAGEL3, AntiSMASH tools, Database 1 and Database 2, with the Firmicutes being the most representative. Of a total of 26 genomes of ruminal bacteria that had inferred complete gene clusters of lasso peptides biosynthesis (mostly belonging to class II), 53% were represented by strains of the genus Butyrivibrio. The analysis of the organization of the 26 complete putative clusters of lasso peptides biosynthesis inferred via genomic mining revealed the presence of several genes with diverse molecular and biological functions, among which the putative genes for histidine kinase (HisKA) predominated (38% of the clusters). The conserved domains of the products predicted for lasso peptide biosynthesis genes indicated lasB and lasC genes as the most conserved and useful in the genomic mining of these peptides. Phylogenetic trees representative of the genes lasA, lasB, lasC and lasD revealed that the presence of lasso peptide biosynthesis genes portrayed an evolutionary process. Phylogenetic reconstruction based on the gene encoding the 16S rRNA for 42 genomes of ruminal bacteria that presented complete and incomplete putative clusters for lasso peptide biosynthesis allowed the grouping of the strains in their respective genera or Family (Lachnospiraceae and Coriobacteriaceae). From the metatranscriptome analyzes, it could be inferred that the biosynthetic genes for lasso peptides can be expressed based on the metatranscriptome file SRR3169851 and reinforced the evidence that the putative biosynthetic genes lasB and lasC are conserved between lineages of the same rumen bacteria species. It was concluded that in silico analysis provided evidence of new clusters of biosynthetic genes in bacterial species not previously related to lasso peptides, suggesting that the ruminal microbiota represents a potential source of novel loop peptides.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de ViçosaMicrobiologia AgrícolaPeptídeosRúmenMicrobiotaBacteriocinasMicrobiologia AgrícolaGênomica comparativa de clusters putativos de biossíntese de peptídeos laço em procariotos do rúmenComparative genome pf putative clusters of bynthesis of lasso peptide in rumen prokaryotesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal de ViçosaDepartamento de Biologia GeralDoutor em Microbiologia AgrícolaViçosa - MG2017-02-23Doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFVLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/32109/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALtexto completo.pdftexto completo.pdftexto completoapplication/pdf2140185https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/32109/1/texto%20completo.pdfbd74ae7711c1349d69e4c93d715401a3MD51123456789/321092024-02-07 08:57:53.538oai:locus.ufv.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452024-02-07T11:57:53LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false
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