Holobioma das esponjas marinhas, efeitos das mudanças climáticas e potenciais biotecnológicos: uma abordagem holística e multidisciplinar

Resumo

As esponjas marinhas realizam diversos serviços que contribuem para o funcionamento dos ecossistemas bentônicos. Elas também abrigam abundantes e diversas comunidades bacterianas com as quais estabelecem complexas interações e são capazes de auxiliar o hospedeiro no crescimento e desenvolvimento. As esponjas são desde a década de 1970 as principais fontes de produtos biotecnológicos e vários compostos bioativos isolados destes animais são, na verdade, sintetizados pelas comunidades microbianas associadas. Entretanto, a diversidade e a estrutura das comunidades de arquéia e eucaria associadas às esponjas ainda são pouco conhecidas, embora existam dados indicando que as arquéias estejam envolvidas também no ciclo do nitrogênio. Esta observação enfatiza a necessidade de investigar as diversidades taxonômicas microbianas e suas possíveis funções dentro das esponjas. Atualmente, assim como outros seres marinhos, as esponjas também enfrentam inúmeras dificuldades devido principalmente aos efeitos das mudanças climáticas. As espécies Aplysina fulva, A. caissara (endêmica) e A. cauliformis, presentes no litoral do estado de São Paulo e conhecidas por ter alta capacidade de formar associações com micro-organismos, serão investigadas neste projeto usando abordagens ecológicas, microbiológicas e biotecnológicas. Será determinado se o fator descendente controla o crescimento das esponjas na costa de São Paulo. Métodos dependentes e independentes de cultivo serão utilizados para investigar as comunidades procariótica e eucariótica associadas às esponjas. A diversidade taxonômica e estrutura da comunidade dos micro-organismos serão acessadas através do sequenciamento em larga escala dos genes codificadores de 16S e 18S rRNA. As três espécies de esponjas serão coletadas juntamente com a água do mar e sedimento para verificar a especificidade das comunidades microbianas associadas. Os experimentos em laboratório utilizando temperaturas previstas em cenários futuros de mudanças climáticas contará com o "know-how" da Profa. Dra. Tania Costa para a sua execução. Esses efeitos na comunidade procariótica e no hospedeiro serão investigados através das análises de metagenoma e metatranscriptoma. Além disso, o acompanhamento in situ permitirá avaliar a estabilidade temporal da comunidade procariótica associada às três espécies de Aplysina. Os potenciais biotecnológicos das bactérias isoladas das três espécies de Aplysina serão avaliados quanto a produção de substâncias antimicrobianas e anticâncer. A bioprospecção e o sequenciamento genômico das bactérias selecionadas com atividade antimicrobiana e anticâncer serão realizados por pesquisadores do laboratório do Prof. Dr. Wagner Vilegas. Os resultados obtidos neste projeto serão inovadores por investigar esponjas do Atlântico Sul e possibilitarão uma melhor compreensão das funções tanto dos hospedeiros quanto dos micro-organimos simbiontes associados. Além disso, este projeto visa acessar o grande potencial biotecnológico das bactérias isoladas das esponjas marinhas antes que a mudança da temperatura da água possa alterar a biodiversidade destes animais. Assim, a pergunta deste projeto é acessar a biodiversidade e a funcionalidade do holobioma das esponjas marinhas do litoral paulista. (AU)