Desenvolvimento de bactérias resistentes à alta salinidade mediante exploração de partes biológicas

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Simone, Camila Marques de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biologia sintética; Circuitos gênicos; Estresse salino; Genetic circuits; Promoters; Promotores; Saline stress; Synthetic biology
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17136/tde-04112025-175048/

A biologia sintética, alicerçada em conceitos consolidados da biotecnologia, permite modificar e criar circuitos gênicos, genomas e organismos, com aplicações na medicina, agricultura e indústria. Também impulsiona iniciativas voltadas à bioeconomia e à sustentabilidade, oferecendo soluções inovadoras para desafios atuais. O uso de microrganismos em bioprocessos traz vantagens ambientais e sustentáveis, pois possibilita transformar matérias-primas de baixo valor em produtos de interesse. Contudo, a elevada pegada hídrica desses processos representa um impacto ambiental significativo, devido ao consumo intensivo de água doce. Uma alternativa sustentável para mitigar esse problema é a utilização de água do mar nos bioprocessos, considerando que ela constitui a maior parte dos recursos hídricos disponíveis no planeta. No entanto, a água salgada possui uma alta concentração de sais, o que dificulta o crescimento e sobrevivência de microrganismos nesse ambiente, sendo de extrema importância a obtenção de linhagens que sobrevivam nessas condições. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo obter bactérias resistentes a altas concentrações de salinidade, empregando duas abordagens complementares: (i) identificação de bactérias com resistência intrínseca e (ii) identificação de partes biológicas associadas ao estresse salino para posterior modificação genética de microrganismos. Na primeira abordagem, foi realizada uma bioprospecção em bactérias isoladas de manguezais, esse processo resultou na identificação de oito isolados com crescimento em condições salinas. Paralelamente, na segunda abordagem, avaliamos a resposta de Pseudomonas putida KT2440, uma bactéria de interesse industrial, ao aumento de salinidade por meio de ensaios proteômicos. Identificamos diversas proteínas associadas às condições testadas e selecionamos cinco, cujos genes foram clonados no plasmídeo pVANT sob o controle do promotor constitutivo Pj106. Esses genes foram expressos em Escherichia coli DH10B e P. putida KT2440, mas as linhagens modificadas não apresentaram desempenho superior ao controle em meios salinos. Adicionalmente, a análise de dados de transcriptômica de diversas linhagens de P. putida, disponíveis em bases de dados, permitiu a identificação de genes associados à resposta ao estresse salino. Para avaliar a funcionalidade dos promotores associados a esses genes em meio salino, as sequências intergênicas situadas entre os referidos genes foram clonadas no plasmídeo pVANT, precedendo genes codificadores de proteínas fluorescentes. Assim, logrou-se a identificação de duas sequências promotoras implicadas na resposta ao estresse salino. O presente estudo amplia o entendimento acerca das respostas exibidas por microrganismos selecionados frente a ambientes salinos. Perspectivas futuras incluem uma busca por elementos regulatórios e sua subsequente combinação em circuitos gênicos, o que poderá potencializar avanços e descobertas relevantes para a área.