Metagenômica: busca de novos genes envolvidos com a biodegradação de hidrocarbonetos

Industrial activities, oil spills and its derivatives, as well as the incomplete combustion of fossil fuels have caused a great accumulation of hydrocarbons in the environment. The number of microorganisms on the planet is estimated at 1030 and prokaryotes the most abundant. They colonized diverse environments for thousands of years, including those considered extreme and represent an untapped source of metabolic and genetic diversity with a large biotechnological potential. It is also known that certain microorganisms have the enzymatic capacity to degrade petroleum hydrocarbons and, in many ecosystems, there is an indigenous community capable of performing this function. The metagenomic has revolutionized the microbiology allowing access uncultured microbial communities, being a powerful tool for elucidation of their ecological functions and metabolic profiles, as well as for identification of new biomolecules. Thus, this study applied metagenomic approaches not only for functional selection of genes involved in biodegradation and emulsification processes of the petroleum-derived hydrocarbons, but also to describe the taxonomic and metabolic composition of two metagenomes from aquatic microbiome. We analyzed 123.116 (365 ± 118 bp) and 127.563 sequences (352 ± 120 bp) of marine and estuarine metagenomes, respectively. Eight clones were found, four involved in the petroleum biodegradation and four were able to emulsify kerosene indicating their abilities in biosurfactants synthesis. Therefore, the metagenomic analyses performed were efficient not only in the search of bioproducts of biotechnological interest and in the analysis of the functional and taxonomic profile of the metagenomes studied as well

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Atividades industriais, derramamentos de petróleo e seus derivados, bem como a combustão incompleta de combustíveis fósseis têm causado um grande acúmulo de hidrocarbonetos no meio ambiente. O número de microrganismos no planeta é estimado em 1030, sendo os procariotos os mais abundantes. Eles colonizaram diversos ambientes durante milhares de anos, incluindo aqueles considerados extremos e representam uma fonte inexplorada de diversidade genética e metabólica com um grande potencial biotecnológico. Sabe-se que muitos microrganismos possuem vias metabólicas complexas atuando na biodegradação de hidrocarbonetos derivados de petróleo e, em muitos ecossistemas, existe uma comunidade autóctone capaz de realizar essa função. A metagenômica tem revolucionado a Microbiologia permitindo o acesso às comunidades microbianas não cultiváveis, sendo uma potente ferramenta para elucidação de suas funções ecológicas, dos perfis metabólicos, bem como para identificação de novas biomoléculas. Assim, o presente estudo aplicou abordagens metagenômicas não apenas para seleção funcional de genes envolvidos nos processos de biodegradação e biossurfactação de hidrocarbonetos derivados do petróleo, mas também para descrição da composição taxonômica e metabólica de dois metagenomas de microbiota aquática. Foram analisadas 123.116 (365 ± 118 pb) e 127.563 sequências (352 ± 120 pb) dos metagenomas marinho e estuarino, respectivamente. Oito clones foram encontrados, sendo quatro envolvidos na biodegradação de petróleo e quatro capazes de emulsificar querosene, indicando a habilidade de sintetizar biossurfactantes. Portanto, as análises metagenômicas realizadas foram eficientes não apenas na busca de bioprodutos de interesse biotecnológico como também na análise do perfil funcional e taxonômico dos metagenomas estudados