Micro-organismos endofíticos: identificação de genes envolvidos em interações microbianas

Resumo

Nos últimos anos tem surgido um grande interesse pelos micro-organismos endofíticos como uma importante fonte de novas espécies e também devido ao potencial de utilização no controle biológico e produção de metabólitos com diferentes atividades biológicas. Apesar da crescente descoberta de compostos novos a partir destes micro-organismos, existe uma grande lacuna no conhecimento das vias biossintéticas responsáveis pela produção destes metabólitos bioativos e dos mecanismos envolvidos na interação com o hospedeiro e com outras espécies microbianas. Neste contexto, em projetos anteriores, uma coleção de micro-organismos endofíticos foi organizada (Proc. FAPESP 2003/14143-3) e genes envolvidos com a síntese de metabólitos secundários (Procs. FAPESP no. 2010/08286-2 e no. 2008/52407-9), interação com a planta hospedeira (Proc. FAPESP no. 2010/07594-5) e controle biológico (Procs. FAPESP no. 2008/52407-9) foram identificados no fungo endofítico Epicoccum nigrum linhagem P16 e nas bactérias endofíticas Burkholderia cenocepacia linhagem TC3.4.2R3 e Methylobacterium mesophilicum linhagem SR1.6/6. Nestes projetos citados acima, os genomas de E. nigrum e de M. mesophilicum foram sequenciados e estão em fase final de montagem e anotação, fato este que permitirá a descrição de possível vias envolvidas com a interação entre estes endófitos com a planta hospedeira e também com outros micro-organismos associados. Também foi organizada uma biblioteca de mutantes de B. cenocepacia e E. nigrum, com aproximadamente 2100 e 1200 mutantes, respectivamente, que tem sido utilizada para a identificação de genes envolvidos em interações microbianas. Assim, a partir das informações já obtidas em projetos anteriores, o objetivo do presente projeto será i) avaliar o transcriptoma (RNA-seq) de E. nigrum, B. cenocepacia e M. mesophilicum em diferentes condições de crescimento; ii) determinar os genes expressos em diferentes estágios da interação microbiana; iii) por meio do nocaute/complementação confirmar a associação de genes/operons com a síntese de compostos antimicrobianos e colonização da planta hospedeira; iv) clonar e expressar genes que codificam peptídeos envolvidos no controle de patógenos e v) identificar novos compostos produzidos pela linhagem selvagem e ausente nos mutantes de B. cenocepacia e de E. nigrum. Assim, este projeto visa contribuir para um melhor entendimento dos diversos processos biológicos relacionados à colonização da planta hospedeira, ao controle de doenças microbianas em plantas e síntese de moléculas de bioativas por micro-organismos endofíticos, permitindo não somente o desenvolvimento de estratégias de controle biológico baseado em endófitos, mas também em um banco de genes destes micro-organismos que poderá ser utilizado em diferentes aplicações biotecnológicas como a síntese de biomoléculas, geração de micro-organismos recombinantes, plantas geneticamente modificadas, entre outras aplicações. (AU)