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Análise de metagenome-assembled genomes de uma comunidade microbiana enriquecida com lignina

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Balestrini, Vitória Pinheiro
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Degradação de lignina
Metabolismo
Metagenômica
Enriquecimento de comunidades
Link de acesso: http://repositorio.unb.br/handle/10482/46366
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Molecular, 2022.
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spelling Análise de metagenome-assembled genomes de uma comunidade microbiana enriquecida com ligninaDegradação de ligninaMetabolismoMetagenômicaEnriquecimento de comunidadesDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Molecular, 2022.A desconstrução da lignina por bactérias é um ramo recente nas pesquisas e possui diversas vantagens frente aos fungos, como a maior especificidade das reações e a facilidade de manipulação genética. Nesse estudo, foi analisada a diversidade microbiana de três consórcios enriquecidos para microrganismos capazes de degradar lignina com foco nas bactérias. Os consórcios foram obtidos a partir de três tipos de solo, sendo dois comerciais e um solo de compostagem jardim, cultivados a 30˚C e enriquecidos por meio de sucessivas passagens em meio de cultura na qual a lignina extraída por método alcalino foi usada como única fonte de carbono. Foi extraído o DNA metagenômico da terceira passagem do enriquecimento, sendo feito o sequenciamento pelo Joint Genome Institute. A partir desse sequenciamento foi recuperado 232 genomas montados, destacando-se 39 genomas após critérios de qualidade de completude de pelo menos 70% e contaminação menor ou igual a 10%. Desses 39 genomas, os filos mais abundantes nos três consórcios foram de Proteobacteria, Bacteroidetes e Actinobacteria, com somente dois genomas com taxonomia a nível de espécie. Os consórcios apresentaram funções condizentes com o local de isolamento, no caso o solo, além de possíveis metabolismos relacionados à degradação da lignina. Foram escolhidos 4 genomas, com base na taxonomia somente, por terem chegado apenas em nível de classe, para análises mais profundas de degradação de lignina focada nos monolignóis. Os genomas de Actinobacteria BY 70_11 e Actinobacteria BY 2_71_9 e Alphaproteobacteria MG 62_16 e Alphaproteobacteria MG 3_66_13, além de não representarem a mesma espécie, mostraram diferentes vias metabólicas relacionadas à degradação dos monolignóis, de acordo com anotação metabólica realizada. Desses, a Actinobacteria BY 70_11 apresentou a maior quantidade de genes associados à degradação de lignina. Entretanto, não se pode afirmar inequivocamente sobre a capacidade ou não de degradação da lignina codificada nesses 4 genomas pela falta de literatura sobre essas vias específicas. Apesar disso, ambos genomas de Actinobacteria apresentaram a via do ácido cafeico, um dos mais importantes compostos fenólicos, apresentando diversas propriedades biológicas, como antimicrobiana e antioxidante, via nunca reportada antes nessa classe de bactérias. Além dos 4 genomas apresentaram diferentes genes relacionados à degradação da lignina.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).The deconstruction of lignin by bacteria is a recent branch of research and has several advantages over fungi, such as greater specificity of reactions and ease of genetic manipulation. In this study, the microbial diversity of three consortia enriched for microorganisms capable of degrading lignin with a focus on bacteria was analyzed. The consortiums were obtained from three types of soil, two commercial soils and one garden compost soil, cultivated at 30˚C and enriched through successive passages in a culture medium in which the lignin extracted by the alkaline method was used as the only carbon source. The metagenomic DNA of the third pass of the enrichment was extracted, and sequencing was carried out by the Joint Genome Institute. From this sequencing, 232 assembled genomes were recovered, highlighting 39 genomes after quality criteria of completeness of at least 70% and contamination less than or equal to 10%. Of these 39 genomes, the most abundant phyla in the three consortia were Proteobacteria, Bacteroidetes and Actinobacteria, with only two genomes having taxonomy at the species level. The consortiums presented functions consistent with the place of isolation, in this case the soil, in addition to possible metabolisms related to lignin degradation. 4 genomes were chosen, based on taxonomy only, because they only reached the class level, for deeper analyzes of lignin degradation focused on monolignols. The genomes of Actinobacteria BY 70_11 and Actinobacteria BY 2_71_9 and Alphaproteobacteria MG 62_16 and Alphaproteobacteria MG 3_66_13, in addition to not representing the same species, showed different metabolic pathways related to the degradation of monolignols, according to the metabolic annotation performed. Of these, Actinobacteria BY 70_11 showed the highest number of genes associated with lignin degradation. However, it cannot be stated unequivocally about the ability or not to degrade the lignin encoded in these 4 genomes due to the lack of literature on these specific pathways. Despite this, both genomes of Actinobacteria showed the caffeic acid pathway, one of the most important phenolic compounds, presenting several biological properties, such as antimicrobial and antioxidant, a pathway never reported before in this class of bacteria. In addition to the 4 genomes, they presented different genes related to lignin degradation.Krüger, Ricardo HenriqueQuirino, Betânia FerrazBalestrini, Vitória Pinheiro2023-08-22T21:01:55Z2023-08-22T21:01:55Z2023-08-222022-02-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBALESTRINI, Vitória Pinheiro. Análise de metagenome-assembled genomes de uma comunidade microbiana enriquecida com lignina. 2022. 84 f., il. Dissertação (Mestrado em Biologia Molecular) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.http://repositorio.unb.br/handle/10482/46366porenginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2025-02-27T16:53:55Zoai:repositorio.unb.br:10482/46366Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-02-27T16:53:55Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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