Recuperação e caracterização de genomas de bacteriófagos a partir de metagenomas de compostagem

• Autor(a) principal: Flores, Vinicius Sousa
• Data de Publicação: 2023
• 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/95/95131/tde-09102023-164409/
• topic: Compostagem; Composting; Fagos; Genomas recuperados de metagenomas; Metagenoma; Metagenome; Metagenome-assembled genomes; Phage

Bacteriófagos ou fagos são vírus que infectam bactérias. Esses vírus causam grande impacto nas comunidades bacterianas dos mais diversos ambientes, sendo também centrais para a regulação de ciclos biogeoquímicos dos ambientes em que se encontram. Por muito tempo a sua diversidade e papel ecológico foi subestimada. O surgimento do sequenciamento de alto desempenho acompanhado do aprimoramento das técnicas de metagenômica permitiram um maior aprofundamento no estudo da diversidade e ecologia desses vírus. A recuperação de genomas montados a partir de metagenomas (ou Metagenome-Assembled Genomes - MAGs) permite a inferência do possível impacto que os genomas recuperados exercem sobre o ambiente. Nos últimos anos, compêndios de genomas de fagos têm sido construídos a partir de metagenomas de variados ambientes e suas implicações ecológicas têm sido exploradas. Entretanto, pouco ainda se sabe sobre o componente viral na compostagem, um ambiente altamente dinâmico em que as comunidades de microrganismos são definidas e reguladas pelo tipo de material compostado, disponibilidade de oxigênio, umidade e temperatura. O objetivo deste trabalho foi a construção de um catálogo de genomas de fagos recuperados de metagenomas de amostras de compostagem do Parque Zoológico de São Paulo. Para tal, realizamos a reconstrução de MAGs virais (vMAGs) com foco em fagos da classe Caudoviricetes. Foram recuperados 401 vMAGs de metagenomas de amostras coletadas em 6 composteiras distintas. A média de tamanho destes vMAGs foi 39 kbp, variando entre 10 kbp a 600 kbp. Um vMAG foi classificado como tendo seu genoma completo e 35 vMAGs foram classificados com alto grau de completude. Cerca de 50% dos vMAGs foram atribuídos a fagos com estilo de vida virulento, porém entre os vMAGs de maior completude o estilo de vida temperado foi predominante. A análise de clusterização apontou 77% dos clusters formados integralmente por vMAGs recuperados da compostagem, sugerindo que boa parte dos genomas recuperados pertencem a novos gêneros. Genes Metabólicos Auxiliares (Auxiliary Metabolic Genes AMGs) foram encontrados em 63 vMAGs, sendo ~6% de AMGs ligados ao metabolismo de carboidratos encontrados em plantas. Quinze vMAGs com AMGs foram ligados a MAGs bacterianos previamente recuperados e que possuem um papel central no metabolismo de carboidratos complexos. A análise do perfil de abundância dos vMAGs recuperados de duas das composteiras analisadas revelam um aumento gradual na abundância de fagos ao longo dos dias de compostagem.