Caracterização de novos microrganismos cultivados a partir de solos do Cerrado

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Iocca, Aline Belmok de Araújo Dias
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/40073
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2020.
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spelling Caracterização de novos microrganismos cultivados a partir de solos do CerradoMicroorganismos - cultivoArchaeaBacteriaNovosphingobiumCerradosTese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2020.Embora o desenvolvimento de técnicas moleculares e abordagens independentes de cultivo tenha sido essencial para o acesso à grande diversidade microbiana existente em nosso planeta, o cultivo de microrganismos ainda é imprescindível para a caracterização e entendimento de diversos aspectos de sua biologia, bem como para potenciais aplicações industriais e biotecnológicas. Nesse sentido, considerando a necessidade de ampliar a quantidade de representantes cultivados, especialmente de grupos ainda pouco explorados, o objetivo desse trabalho foi cultivar e caracterizar novos isolados microbianos a partir de amostras de solo nativo de Cerrado, importante bioma brasileiro que apresenta grande riqueza microbiana. Incialmente, objetivou-se o enriquecimento de membros do domínio Archaea, um grupo ainda pouco estudado e com poucos representantes não extremófilos cultivados. A utilização de estratégias de enriquecimento para archaeas resultou na identificação de organismos pertencentes aos filos Thaumarchaeota e Bathyarchaeota em co-culturas com uma bactéria. No entanto, dificuldades relacionadas às metodologias de cultivo e detecção desses organismos impossibilitaram um expressivo enriquecimento das archaeas, culminando com crescimento mais rápido e abundante da espécie bacteriana presente nas culturas. Considerando as interessantes características da bactéria presente no cultivo, denominada GeG2 e pertencente ao gênero Novosphingobium, a segunda etapa do trabalho envolveu seu cultivo em meios definidos e caracterização biológica. Análises fisiológicas, moleculares e quimiotaxonômicas, bem como comparações baseadas no genoma completo, indicaram tratar-se de uma nova espécie, para a qual o nome Novosphingobium terrae será proposto. A formação de agregados celulares envoltos por espessa matriz extracelular e estruturas nanométricas esféricas foi observada nas culturas líquidas, indicando a produção de exopolissacarídeos (EPSs) e vesículas de membrana externa. A montagem do genoma completo revelou que GeG2 apresenta um genoma segmentado possuindo, além do cromossomo (4,1 Mb) e dois plasmídeos (212 e 68 kb), um megaréplicon (2,7 Mb) identificado como um provável cromídeo, com genes possivelmente envolvidos em funções adaptativas. Análises funcionais do genoma revelaram um amplo repertório de genes codificadores de enzimas ativas em carboidratos e envolvidos em degradação de compostos aromáticos, evidenciando o potencial biotecnológico da nova espécie, principalmente relacionado à produção de EPSs e à biodegradação e compostos recalcitrantes.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).Although the development of culture-independent methods has been extremely important to access and describe our planet ́s great microbial diversity, laboratory cultivation of microorganisms is still essential to better describe and understand their biology and biotechnological applications. Considering the importance of increasing the number of cultured representatives, especially from poorly characterized microbial groups, the aim of this project was to cultivate and characterize new microbial isolates from native soils of Cerrado, an extremely biodiverse Brazilian biome. The initial purpose of this work was the enrichment of Archaea, a still poorly characterized domain of life, with few non-extremophilic cultured representatives. Specific enrichment strategies resulted in the establishment of cocultures containing archaea belonging to phyla Thaumarchaeota and Bathyarchaeota and a bacterial strain. Nevertheless, limitations regarding methodologies for cultivation and detection of the previously uncultured archaeal groups identified made it impossible to significantly enrich these microorganisms, leading to bacterial overgrowth in the cultures. Considering the interesting characteristics related to the bacteria identified in the cultures, affiliated to the Novosphingobium genus and denominated strain GeG2, the microorganism was further isolated in defined media and characterized. Physiological, molecular, and chemotaxonomic analyses as well as whole genome comparisons revealed that GeG2 represents a novel species of the genus Novosphingobium, for which the name Novosphingobium terrae will be proposed. Cell aggregates surrounded by extracellular matrix and nanometric spherical structures were observed in liquid cultures, suggesting the production of exopolysaccharides (EPS) and outer membrane vesicles (OMVs). The complete genome was assembled revealing a 4.1 Mb chromosome and two plasmids (212 and 68 kb), in addition to a 2.7 Mb megareplicon identified as a putative chromid that contains genes potentially involved in adaptative functions. Functional analyses showed that the genome encodes a vast repertoire of carbohydrate active enzymes and genes involved in the degradation of aromatic compounds, highlighting the biotechnological potential of the new isolate obtained from Cerrado soils, especially regarding EPS production and biodegradation of recalcitrant compounds.Pereira, Ildinete SilvaKyaw, Cynthia MariaIocca, Aline Belmok de Araújo Dias2021-02-16T14:22:49Z2021-02-16T14:22:49Z2021-02-162020-10-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfIOCCA, Aline Belmok de Araújo Dias. Caracterização de novos microrganismos cultivados a partir de solos do Cerrado. 2020. xiii, 148 f., il. Tese (Doutorado em Biologia Molecular)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.https://repositorio.unb.br/handle/10482/40073A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-07-08T00:00:59Zoai:repositorio.unb.br:10482/40073Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-08T00:00:59Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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