Diversidade filogenética e funcional do microbioma, com ênfase nos genes envolvidos no metabolismo do arsênio, de sedimento impactado por mineração

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Patrícia Silva Costa
• Orientador(a): Andrea Maria Amaral Nascimento
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Genética
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9W8HQB

O Quadrilátero Ferrífero (Minas Gerais, Brasil) é uma das maiores regiões de mineração do mundo, sendo historicamente explorada por mais de 300 anos. Desde então, muitos metais e metaloides tóxicos foram liberados no ambiente, levando a contaminação de corpos dágua. Considerando que a comunidade procariótica influencia a biodisponibilidade destes elementos tóxicos e sua importância no equilíbrio ecológico de ambientes, investigou-se no microbioma a diversidade taxonômica e funcional no sedimento do Córrego da Mina, historicamente contaminado por metais. Abordagens clássica de cultivo com ênfase em bactérias resistentes ao arsênio (As) e genes responsáveis pela sua transformação , e metagenômica, usando plataforma de sequenciamento de nova geração, foram empregadas. Cento e vinte e três isolados bacterianos oxidadores de AsIII e redutores de AsV foram identificados, representados por 20 gêneros. Este estudo descreve pela primeira vez os gêneros Thermomonas e Pannonibacter como transformadores de As. A caracterização fenotípica dos isolados revelou que 72% foram redutores de AsV e 20% oxidadores de AsIII. Além disso, a caracterização genotípica revelou a presença dos genes arsC, aioA e arrA nos isolados: 85% dos isolados abrigaram o gene arsC, 20% o gene aioA e 7% o gene arrA. A análise filogenética dos genes arsC e aioA dos isolados e das bibliotecas de clones sugerem que os isolados obtidos representam bactérias ambientalmente importantes na especiação do As. Além disso, o perfil taxonômico revelado pela análise do metagenoma evidenciou uma comunidade complexa, com dominância dos filos Proteobacteria e Parvarcheota. Genomas de bactérias e arqueias foram reconstruídos baseados em anotações do banco de dados SEED, destacando-se os genomas de Candidatus Nitrospira defluvii e Nitrosopumilus maritimus. A presença dessas espécies no sedimento sugere importante participação no ciclo de C e N. Reconstrução funcional revelou um conjunto diversificado de genes para a assimilação de amônia e amonificação. Estes processos estão envolvidos na manutenção do ciclo de N no sedimento. Além disso, a anotação funcional do metagenoma revelou uma grande diversidade de genes de resistência a metais. Verificou-se, ainda, elevada diversidade metabólica no sedimento do Córrego da Mina, sugerindo que a contaminação histórica por metais, com ênfase em As, não mais afeta a comunidade procariótica. Portanto, os resultados aqui relatados adicionam novos conhecimentos na composição taxonômica e funcional microbiana de sedimentos contaminados por metais.