Avaliação da importância ecológica e biotecnológica de 10 MAGs do filo Latescibacterota recuperados do microbioma de esponjas do recife Amazonas

Abstract

As esponjas e seus organismos associados possuem grande importância no ambiente marinho, atuando em diversos processos ecológicos. Eles ainda são uma fonte relevante de compostos bioativos que podem ser explorados biotecnologicamente. O Recife Amazonas é uma região peculiar que abriga enorme diversidade de seres vivos. O local é marcado pela vazão de água e sedimentos vindos do Rio Amazonas, formando uma pluma de sedimentos que impacta parâmetros físico-químicos e os organismos habitantes. Tendo isso em mente, foi feita a análise, através de métodos de bioinformática, de aspectos genéticos e metabólicos de 10 MAGs oriundos da microbiota de esponjas do Recife Amazonas com o intuito de saber sobre as possíveis contribuições desses microrganismos para o ecossistema e o hospedeiro e sobre a possibilidade de uso biotecnológico. O projeto iniciou com a coleta de amostras de tecido de esponjas do recife, seguida pela extração e sequenciamento do DNA metagenômico. A partir dele, foram recuperados mais de 200 MAGs de boa qualidade, sendo escolhidos 10, com base em classificações preliminares, para análise mais detalhada. Em seguida, foram desenvolvidos os seguintes procedimentos in silico: determinação da qualidade dos genomas e da similaridade entre eles, definição da taxonomia, reconstrução metabólica e busca por compostos bioativos. Todos os MAGs apresentaram qualidade entre média e alta, com contaminação abaixo de 10% e completude acima de 70%. Valores de ANI e dDDH indicam que dois pares de MAGs provavelmente pertencem à mesma espécie. Além disso, os MAGs foram classificados no mesmo filo, Latescibacterota, e classe, UBA2968. A reconstrução metabólica demonstrou a presença de genes relacionados à heterotrofia, com processos aeróbicos e anaeróbicos para obtenção de energia. A identificação de genes envolvidos nas vias de biorremediação e nos ciclos do nitrogênio, enxofre e fósforo mostram possíveis contribuições para o recife. Genes ligados à síntese de nutrientes e outros produtos úteis, à desintoxicação de metais pesados, e à defesa química foram encontrados, indicando possíveis benefícios ao hospedeiro. Do ponto de vista biotecnológico, os MAGs contêm alguns genes ligados à produção de metabólitos secundários e que codificam enzimas de interesse comercial e industrial. Também foram identificados peptídeos bioativos que possuem diversas propriedades. Assim, esse trabalho mostrou possíveis papéis desses microrganismos no recife, possíveis benefícios às esponjas, além de formas de exploração biotecnológica.