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Reconstrução e análise de genomas de bactérias de compostagem a partir de dados metagenômicos

Lemos, Leandro Nascimento

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Bioinformática 2015-09-23

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Reconstrução e análise de genomas de bactérias de compostagem a partir de dados metagenômicos
  • Autor: Lemos, Leandro Nascimento
  • Orientador: Setubal, João Carlos
  • Assuntos: Bioinformática; Genomas Microbianos; Metagenômica; Bioinformatics; Metagenomics; Microbial Genomes
  • Notas: Dissertação (Mestrado)
  • Notas Locais: Programa Interunidades de Pós-graduação em Bioinformática
  • Descrição: Na última década tem sido possível reconstruir o genoma de bactérias e arquéias presentes em comunidades microbianas de ambientes naturais a partir de dados metagenômicos. Isso tem revolucionado nosso entendimento sobre a topologia da árvore da vida e a descoberta de novas capacidades metabólicas, bem como auxiliado na identificação mais acurada de genes de interesse industrial, visto que os dados estão mais completos e menos fragmentados. Com base neste contexto, o objetivo geral deste projeto foi reconstruir o genoma de bactérias ligadas a degradação de biomassa vegetal em comunidades microbianas da compostagem, focando em análises de diversidade de enzimas de Glicosil Hidrolases (GHs), a partir de dados de sequências metagenômicas gerados no projeto temático processo 11/50870-6. Para alcançar os nossos objetivos, foram desenvolvidos pipelines computacionais com softwares já disponíveis na literatura e foram utilizados dois conjuntos principais de dados de sequenciamento massivo (um conjunto de dados seriados que engloba inúmeros estágios do processamento da compostagem e um conjunto de dados do metagenoma de um consórcio microbiano celulolítico e termofílico construído a partir de amostras da compostagem). Foram reconstruídos 13 genomas (sete genomas em amostras dos dados seriados e seis genomas na amostra do consórcio microbiano), sendo identificado no mínimo quatro novas espécies. As análises baseadas em filogenômica indicam a presença de pelo menos uma nova classe dentro do filo Firmicutes, uma nova espécie da família Paenibacillaceae e a reconstrução pela primeira vez do genoma da espécie Bacillus thermozeamaize. Também foram identificadas 33 lacunas/ilhas metagenômicas (IMs). Essas regiões apresentaram genes diretamente ligados a biossíntese de polissacarídeos do envelope celular, pseudogenes e proteínas hipotéticas. Algumas dessas proteínas estão diretamente ligadas ao reconhecimento de bacteríofagos durante a fase de infecção viral. A presença de IMs também indica uma divergência entre as populações microbianas presentes na compostagem com a espécie de referência. Quanto ao potencial de degradação de biomassa vegetal, todos os microrganismos apresentam genes com potencial para degradação de material lignocelulolítico durante o processamento de diferentes estágios da compostagem, indicando a importância do papel funcional dessas bactérias na compostagem.
  • DOI: 10.11606/D.95.2016.tde-07012016-094306
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Bioinformática
  • Data de criação/publicação: 2015-09-23
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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