masterThesis
Análise genômica de microrganismos degradadores de hidrocarbonetos do petróleo e seu potencial de atuação em hidrocarbonetos prioritários
Registro en:
SILVA, Douglas Felipe de Lima. Análise genômica de microrganismos degradadores de hidrocarbonetos do petróleo e seu potencial de atuação em hidrocarbonetos prioritários. Orientador: Lucymara Fassarella Agnez Lima. 2023. 105f. Dissertação (Mestrado em Bioinformática) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.
Autor
Silva, Douglas Felipe de Lima
Resumen
Contamination of soils and marine ecosystems by hydrocarbons that constitute
petroleum from large and small oil spills throughout its supply chain brings
serious consequences to the environment. Among the existing strategies to
mitigate environmental impacts in affected areas, bioremediation by
bioaugmentation using organisms capable of degrading oil is an alternative that
offers a better cost-benefit ratio and promotes greater removal of compounds
when compared to physical-chemical methods. National and international
environmental regulatory agencies list 179 compounds as priority for
bioremediation due to their toxic and/or mutagenic potential. From previous
works, the members of the research group of the Laboratory of Molecular Biology
and Genomics have been obtaining bacterial isolates from samples of
environments contaminated by oil, maintaining a stock of these isolates that
compose a bank of microorganisms preserved by the laboratory. The genomes
of isolates with promising profile to act in bioremediation are being sequenced,
in an attempt to identify their taxonomic and metabolic profile. So far, through
the sequencing of the complete genome of 22 bacterial isolates previously
obtained by the group and sequencing of the 16S gene of 18 isolates obtained
from oil samples collected on beaches on Rio Grande do Norte in the development
of this work, resulted in the identification of 10 genera of bacteria able to grow
using oil as a carbon source. The analysis of the generated data, using the R
programming language, allowed the comparison with their respective reference
genomes, determining their relationships and particularities. It was identified
among all isolates with complete genome sequenced 53 genes that encode
enzymes, present in 20 pathways of degradation and metabolism of xenobiotics
from KEGG, which participate in the degradation process of 37 hydrocarbons
reported as priority, as well as the similarities of the degradation profile of the
isolates. Through in silico analysis, a consortium of 4 isolates was proposed with
potential to act in bioremediation of 34 of the 37 compounds. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq A contaminação de solos e ecossistemas marinhos por hidrocarbonetos que compõem o
petróleo, provenientes de vazamentos de grande e pequena escala em toda sua cadeia
produtiva, traz grave consequências o meio ambiente. Dentre as estratégias existentes
para atenuar os impactos ambientais nas áreas acometidas, a biorremediação por
bioaumentação ao utilizar organismos capazes de degradar petróleo se mostra uma
alternativa com melhor custo-benefício e que promove maior remoção de compostos
quando comparada a métodos físico-químicos. São listados por agências reguladoras
ambientais nacionais e internacionais 179 compostos com prioridade para
biorremediação devido ao seu potencial toxico e/ou mutagênico. A partir de trabalhos
anteriores, os integrantes do grupo de pesquisa do Laboratório de Biologia Molecular e
Genômica vem obtendo isolados bacterianos a partir de amostras de ambientes
contaminados por petróleo, mantendo um estoque desses isolados que formam um
banco de microrganismos preservado pelo laboratório. Os genomas de isolados com
perfil promissor para atuar em biorremediação estão sendo sequenciados, visando a
identificação taxonômica e de seu e perfil metabólico. Sendo assim, até agora, através
do sequenciamento do genoma completo de 22 isolados bacterianos obtidos
anteriormente pelo grupo e sequenciamento do gene 16S de 18 isolados obtidos a partir
de amostras de petróleo coletadas em praias do Rio Grande do Norte no
desenvolvimento deste trabalho, resultaram na identificação de 10 gêneros de bactérias
capazes de crescer utilizando petróleo como fonte de carbono. A partir da análise dos
dados gerados, por meio da linguagem de programação R, foi possível realizar a
comparação com os respectivos genomas de referência, determinando suas relações e
particularidades. Foram identificados dentre todos os isolados com genoma completo
sequenciado 53 genes que codificam enzimas, presentes em 20 vias de degradação e
metabolismo de xenobióticos do KEGG, que participam do processo de degradação de
37 hidrocarbonetos relatados como prioritários, bem como o grau de semelhança do
perfil de degradação entre isolados. Através da análise dos resultados in sílico foi
proposta a formulação de um consórcio de 4 isolados com potencial de atuar na
biorremediação de 34 dos 37 compostos.