Análise genômica de microrganismos degradadores de hidrocarbonetos do petróleo e seu potencial de atuação em hidrocarbonetos prioritários

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...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Silva, Douglas Felipe de Lima
Outros Autores: Lima, Lucymara Fassarella Agnez
Formato: Dissertação
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52138
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Degradação de hidrocarbonetos
Petróleo
Metagenoma
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
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Silva, Douglas Felipe de Lima
Análise genômica de microrganismos degradadores de hidrocarbonetos do petróleo e seu potencial de atuação em hidrocarbonetos prioritários
description 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.
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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. 2023-04-13T23:07:34Z 2023-04-13T23:07:34Z 2023-02-28 masterThesis 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. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52138 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOINFORMÁTICA