Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Renato Augusto Corrêa dos, 1990-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634929
Resumo: Orientadores: Gustavo Henrique Goldman, Diego Mauricio Riaño Pachón
id UNICAMP-30_5dafc867ceb9ae914a58d46dc714978f
oai_identifier_str oai::1062655
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001Genomic analysis of the xylanolytic yeast Pseudozyma brasiliensis GHG001GenômicaComparação genômicaRNA-seqUstilaginaceaePentoses - MetabolismoGenomicsComparative genomicsRNA-seqUstilaginaceaePentoses - MetabolismOrientadores: Gustavo Henrique Goldman, Diego Mauricio Riaño PachónDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Os fungos do Filo Basidiomycota são os organismos mais relevantes na decomposição de matéria orgânica no planeta, sendo que os membros do subfilo Agaricomycotina são as principais espécies envolvidas na desconstrução de biomassa lignocelulósica. A família Ustilaginaceae pertence ao subfilo Ustilaginomycotina, grupo-irmão de Agaricomycotina, e inclui importantes fitopatógenos de gramíneas e leveduras não patogênicas que têm se destacado pelo potencial biotecnológico, incluindo a produção de enzimas de degradação de polímeros da parede celular de plantas. O xilano é o principal componente da porção hemicelulósica da parede celular de plantas e o entendimento de sua degradação por fungos, bem como do transporte de seu monômero, a xilose, para o interior celular e seu metabolismo interno, são essenciais para a aplicação industrial e o melhoramento genético destes organismos, incluindo a produção de bioetanol de segunda geração. A levedura xilanolítica Kalmanozyma brasiliensis GHG001 (previamente Pseudozyma brasiliensis) é um membro de Ustilaginaceae isolada do trato intestinal de uma larva de Chrysomelidae que parasitava a cana-de-açúcar, durante o screening de leveduras capazes de fermentar xilose, tendo se destacado pela produção de uma endoxilanase da família GH11. As abordagens ômicas são valiosas para a exploração do potencial de degradação de biomassa lignocelulósica. Trabalhos previamente realizados incluem genômica comparativa de diversos grupos de fungos ascomicetos e basidiomicetos com foco na degradação de lignocelulose e a transcriptômica com RNA-seq em basidiomicetos já foi estudada para entendimento da degradação de lignocelulose limitando-se, no entanto, aos membros de Agaricomycotina. Apesar do seu potencial biotecnológico e da disponibilidade das sequências genômicas de diversos membros, a família Ustilaginaceae permanece subexplorada. Neste trabalho, abordagens ômicas são usadas para a exploração do potencial biotecnológico desta família de fungos com foco na degradação de xilano e no metabolismo de xilose. Inicialmente, a análise de transcriptômica com RNA-seq é usada para melhorar a compreensão do metabolismo de xilano e xilose em K. brasiliensis GHG001, incluindo a expressão de genes que codificam as enzimas de degradação de xilano, os transportadores putativos de xilose e possíveis proteínas reguladoras da transcrição. A análise de RNA-seq foi usada também para o melhoramento da anotação estrutural desta levedura. Em seguida, uma abordagem de genômica comparativa foi aplicada para a exploração de outros membros da família com genomas sequenciados, incluindo leveduras isoladas de flores de Heliconia psittacorum, Moesziomyces spp. e Pseudozyma sp. pro tempore, potencialmente novas espécies. As análises de RNA-seq melhoraram significativamente a anotação estrutural do genoma de K. brasiliensis GHG001 e contribuíram para o melhor entendimento do metabolismo de pentoses e da regulação da expressão gênica. As análises filogenéticas de Ustilaginaceae contribuíram para a Sistemática da família de fungos e permitiram não apenas alocar as novas leveduras sequenciadas, mas também possibilitaram o estudo da genômica comparativa. Por fim, a prevalência de Enzimas Ativas em Carboidratos (CAZymes) e a evolução (expansões e contrações) de famílias CAZymes e de Proteínas Associadas à Transcrição (TAPs) destacaram aspectos importantes para o levantamento de hipóteses sobre a família de fungosAbstract: Fungi in phylum Basidiomycota comprise the most relevant in decomposition of organic matter in our planet, and members of the Agaricomycotina sub-phylum are the main involved in deconstruction of lignocellulosic biomass. The family Ustilaginaceae belongs to sub-phylum Ustilaginomycotina, a sister clade of Agaricomycotina, and includes important grass phytopathogens and non-pathogenic yeasts, both have been highlighted because of their biotechnological potential, including production of enzymes for deconstruction of plant cell wall polymers. Xylan is the main component of the hemicellulosic portion of plant cell wall and the comprehension of its degradation by fungi, as well as the transport of its monomer, xylose, and its internal metabolism are essential for industrial application and genetic improvement of these organisms, including production of Second Generation Bioethanol. The xylanolytic yeast Kalmanozyma brasiliensis GHG001 (previously Pseudozyma brasiliensis) is a member of Ustilaginaceae isolated from the gut of a Chrysomelidae larvae that parasitized sugarcane, during a screening of yeasts able to ferment xylose, and was outstanding in overproduction of an endoxylanase of family GH11. Omics approaches are valuable for exploitation of the potential of lignocellulosic biomass deconstruction. Previous works have been carried out that included comparative genomics of several fungal groups within ascomycetes and basidiomycetes with focus on lignocellulose degradation and transcriptomics employing RNA-seq in basidiomycetes has already been carried out for understanding of lignocellulose degradation, but limited to Agaricomycotina. Despite its biotechnological importance and availability of genome sequences for several of its members, the family Ustilaginaceae remains underexplored. In this work, omics approaches have been applied to exploit the biotechnological potential of this fungal family with focus on xylan degradation and xylose metabolism. First, a transcriptomic analysis with RNA-seq was employed to improve our comprehension of xylan and xylose metabolism in K. brasiliensis GHG001, including the expression of genes coding for xylan degrading enzymes, putative xylose transporters, and possible transcriptional regulatory proteins. RNA-seq analysis was also used to improve the genome structural annotation of the yeast. Next, a comparative genomics approach was used to exploit other members of the fungal family with sequenced genomes, including three novel ustilaginaceous yeasts, possibly new species, isolated from flowers of Heliconia psittacorum, Moesziomyces spp. F16C1 and F8B2, and Pseudozyma sp. F5C1 pro tempore, potentially novel species. RNA-seq analyses improved the structural annotation of the K. brasiliensis GHG001 genome and allowed a better understanding of the pentose metabolism and regulation of gene expression. Phylogenetic analyses of the family Ustilaginaceae contributed to its Systematics, allowing the placement of sequenced yeasts and providing an accurate phylogeny for the comparative genomic analysis. Lastly, the prevalence of CAZYmes and the evolution (expansions and contractions) of CAZYme and TAP families highlighted important aspects for raising hypotheses about the fungal familyMestradoBioinformáticaMestre em Genética e Biologia MolecularFAPESP2014/15799-7, 2016/13968-1CNPQ184722/2014-4[s.n.]Goldman, Gustavo Henrique, 1960-Riaño-Pachón, Diego MauricioPersinoti, Gabriela FelixRocha, Rafael SilvaUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSantos, Renato Augusto Corrêa dos, 1990-20182018-02-08T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (154 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634929SANTOS, Renato Augusto Corrêa dos. Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001. 2018. 1 recurso online (154 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634929. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1062655Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2020-10-27T10:50:34Zoai::1062655Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2020-10-27T10:50:34Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001
Genomic analysis of the xylanolytic yeast Pseudozyma brasiliensis GHG001
title Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001
spellingShingle Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001
Santos, Renato Augusto Corrêa dos, 1990-
Genômica
Comparação genômica
RNA-seq
Ustilaginaceae
Pentoses - Metabolismo
Genomics
Comparative genomics
RNA-seq
Ustilaginaceae
Pentoses - Metabolism
title_short Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001
title_full Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001
title_fullStr Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001
title_full_unstemmed Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001
title_sort Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001
author Santos, Renato Augusto Corrêa dos, 1990-
author_facet Santos, Renato Augusto Corrêa dos, 1990-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Goldman, Gustavo Henrique, 1960-
Riaño-Pachón, Diego Mauricio
Persinoti, Gabriela Felix
Rocha, Rafael Silva
Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Biologia
Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Santos, Renato Augusto Corrêa dos, 1990-
dc.subject.por.fl_str_mv Genômica
Comparação genômica
RNA-seq
Ustilaginaceae
Pentoses - Metabolismo
Genomics
Comparative genomics
RNA-seq
Ustilaginaceae
Pentoses - Metabolism
topic Genômica
Comparação genômica
RNA-seq
Ustilaginaceae
Pentoses - Metabolismo
Genomics
Comparative genomics
RNA-seq
Ustilaginaceae
Pentoses - Metabolism
description Orientadores: Gustavo Henrique Goldman, Diego Mauricio Riaño Pachón
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018
2018-02-08T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634929
SANTOS, Renato Augusto Corrêa dos. Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001. 2018. 1 recurso online (154 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634929. Acesso em: 15 mai. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634929
identifier_str_mv SANTOS, Renato Augusto Corrêa dos. Análise genômica da levedura xilanolítica Pseudozyma brasiliensis GHG001. 2018. 1 recurso online (154 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634929. Acesso em: 15 mai. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1062655
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (154 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1799138531752280064

Registros relacionados