Genômica comparativa da cianobactéria Limnospira platensis formadora de florações em lagoas do Pantanal (MS)

• Autor(a) principal: Barradas, Taiane Fernanda dos Santos
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-26042023-170035/
• topic: Adaptative genes; Ambiente extremo; Extreme environment; Filogenômica; Genes adaptativos; Genoma; Genome; Phylogenomic; Taxonomia; Taxonomy

As análises genômicas possibilitam investigar a capacidade funcional e as adaptações ambientais de numerosos microrganismos de relevância global, incluindo as cianobactérias. Nas condições extremas das lagoas salino-alcalinas do pantanal, as cianobactérias têm importância ecológica fundamental como produtores primários e engenheiras de ecossistemas. Embora o seu papel nos ciclos biogeoquímicos seja reconhecido, muito pouco se sabe sobre a composição dos genomas cianobacterianos do Pantanal. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi realizar análises genômicas e funcionais de duas linhagens de Limnospira platensis isoladas do pantanal brasileiro visando a compreensão de sua evolução, ecologia e adaptação funcional. Para isso, as linhagens foram submetidas a um tratamento com Extran (0,1) para reduzir a abundância da comunidade de bactérias associadas e o DNA extraído das células tratadas foi sequenciado em uma plataforma HiSeq e analisado com ferramentas genômicas. O sequenciamento e a montagem dos genomas geraram 28 scaffolds para a linhagem CENA650 com conteúdo GC de 44,13% e tamanho 7.193.576 bp, enquanto que a linhagem CENA597 apresentou um (1) scaffold com conteúdo GC de 44,14% e tamanho de 7.483.160 bp. A análise filogenética baseada no gene de 16S RNAr posicionou as linhagens CENA597 e CENA650 em um clado bem suportado de Limnospira, dentro de um subclado formado somente por linhagens de Limnospira platensis. A análise filogenômica baseada no alinhamento de 120 proteínas conservadas em todas as cianobactérias posicionou as linhagens CENA597 e CENA650 no clado contendo linhagens do gênero Limnospira. Os resultados mostraram que apesar da distância geográfica (~ 21 km) entre as duas lagoas de onde as duas linhagens foram isoladas, os seus genomas são muito semelhantes, o que era esperado uma vez que as pressões seletivas são similares, reduzindo as divergências do genótipo. Entretanto, a análise genômica comparativa dessas duas linhagens com L. platensis originárias de regiões mais distantes mostrou diferenças significativas. O diagrama de Venn identificou 3649 clusters de genes que foram compartilhados por todas as linhagens analisadas, indicando a conservação destes genes. Foram encontrados genes específicos que estão envolvidos na resistência a metais pesados e em respostas celulares a estresses oxidativos, resistência a patógenos e a antibióticos. A mineração dos genomas identificou genes específicos relacionados a adaptação ao ambiente extremo estudado, o que possivelmente contribuem para a sobrevivência e a dominância da L. platensis. Os genomas sequenciados neste estudo trazem importantes contribuições para a taxonomia e conhecimento da distribuição do gênero Limnospira, além de permitir futuras explorações do potencial biotecnológico desses isolados