Análise do pangenoma de Clostridium scindens.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Caicedo, Kelly Yovani Olivos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42135/tde-06042026-161748/
Resumo: A influência das bactérias comensais na microbiota intestinal humana parece desempenhar um papel significativo na regulação do crescimento de espécies patogênicas. Estudos recentes tem sugerido que a atividade metabólica dos ácidos biliares por Clostridium scindens desempenha um papel protetor contra infecções causadas por Clostridium difficile. A proliferação e infecção por C. difficile ocorrem em situações de disbiose, e tem sido proposto que certos acidos biliares primários estimulam a germinação de seus esporos. No entanto, a conversao desses ácidos biliares primários em ácido deoxicolico (DCA), realizada pela C. scindens, atua como uma barreira a germinação dos esporos e ao crescimento das células vegetativas de C. difficile. Apesar da importância desse mecanismo, a compreensão genética e genômica da formação de DCA e sua capacidade de inibir C. difficile ainda nao foram completamente exploradas em C. scindens. O objetivo principal deste trabalho foi determinar o pangenoma de 34 cepas de C. scindens e de um conjunto de 200 genomas montados do metagenoma (Metagenome-Assembled Genomes MAGs) para entender a variabilidade entre cepas. Os resultados indicam que as 34 cepas de C. scindens possuem um pangenoma aberto com 12.720 grupos de genes ortologos, um genoma core com 1.630 famílias de genes, além de 7.051 e 4.039 famílias de genes nos genomas acessorio e único, respectivamente. O genoma core contem 39% das proteínas com função metabólica predita, e no genoma único predomina a função de armazenamento e processamento de informações, com 34% das proteínas. O perfil do pangenoma dos MAGs ainda mostrou ser aberto. Foi identificada a presença de genes bai e des entre grupos de cepas. A analise revela que as cepas de C. scindens estão distribuídas em dois clados separados, indicando o possivel início da separação de C. scindens em duas espécies, confirmada por conteúdo gênico, filogenômica e identidade de nucleotídeos (ANI). Este estudo constitui um relato sobre a estrutura e função do pangenoma de C. scindens, fornecendo uma base genética de importância para muitos aspectos da pesquisa sobre a microbiota intestinal.
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No entanto, a conversao desses ácidos biliares primários em ácido deoxicolico (DCA), realizada pela C. scindens, atua como uma barreira a germinação dos esporos e ao crescimento das células vegetativas de C. difficile. Apesar da importância desse mecanismo, a compreensão genética e genômica da formação de DCA e sua capacidade de inibir C. difficile ainda nao foram completamente exploradas em C. scindens. O objetivo principal deste trabalho foi determinar o pangenoma de 34 cepas de C. scindens e de um conjunto de 200 genomas montados do metagenoma (Metagenome-Assembled Genomes MAGs) para entender a variabilidade entre cepas. Os resultados indicam que as 34 cepas de C. scindens possuem um pangenoma aberto com 12.720 grupos de genes ortologos, um genoma core com 1.630 famílias de genes, além de 7.051 e 4.039 famílias de genes nos genomas acessorio e único, respectivamente. O genoma core contem 39% das proteínas com função metabólica predita, e no genoma único predomina a função de armazenamento e processamento de informações, com 34% das proteínas. O perfil do pangenoma dos MAGs ainda mostrou ser aberto. Foi identificada a presença de genes bai e des entre grupos de cepas. A analise revela que as cepas de C. scindens estão distribuídas em dois clados separados, indicando o possivel início da separação de C. scindens em duas espécies, confirmada por conteúdo gênico, filogenômica e identidade de nucleotídeos (ANI). Este estudo constitui um relato sobre a estrutura e função do pangenoma de C. scindens, fornecendo uma base genética de importância para muitos aspectos da pesquisa sobre a microbiota intestinal.The influence of commensal bacteria in the human intestinal microbiota suggests a significant role in regulating the growth of pathogenic species. Recent studies have indicated that the metabolic activity on bile acids by Clostridium scindens plays a protective role against infections caused by Clostridium difficile. The proliferation and infection by C. difficile occur in situations of dysbiosis, and it has been proposed that certain primary bile acids stimulate the germination of their spores. However, the conversion of these primary bile acids into deoxycholic acid (DCA), carried out by C. scindens, acts as a barrier to spore germination and the growth of vegetative cells of C. difficile. Despite the importance of this mechanism, the genetic and genomic understanding of DCA formation and its ability to inhibit C. difficile have not yet been fully explored in C. scindens. The primary aim of this study was to determine the pangenome of 34 strains of C. scindens and a set of ~200 MAGs (Metagenome- Assembled Genomes) to comprehend the variability among strains. The results indicate that the 34 strains of C. scindens possess an open pangenome with 12,720 groups of orthologous genes, a core genome with 1,630 gene families, in addition to 7,051 and 4,039 gene families in the accessory and unique genomes, respectively. The core genome encompasses 39% of proteins with predicted metabolic function, while the unique genome predominantly features storage and information processing functions, accounting for 34% of the proteins. The pangenome profile of the MAGs further demonstrates an open pangenome. The presence of bai and des genes was identified between groups of strains. Analysis reveals that C. scindens strains are distributed into two separate clades, indicating the possible beginning of the separation of C. scindens into two species, confirmed by gene content, phylogenomics and ANI. This study provides an account of the structure and function of the C. scindens pangenome, offering a genetic foundation of significance for numerous aspects of research concerning the intestinal microbiota.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAlves, João Marcelo PereiraCaicedo, Kelly Yovani Olivos2023-11-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42135/tde-06042026-161748/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-04-07T14:52:02Zoai:teses.usp.br:tde-06042026-161748Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-04-07T14:52:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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