Metagenômica microbiana para identificação de genes codificadores de microviridinas em cianobactérias de biomas brasileiros

Resumo

Cianobactérias foram recentemente redescobertas como proficientes produtoras de metabólitos secundários bioativos, em especial policetídeos, alcalóides e peptídeos. Destacam-se os peptídeos produzidos via megasintetases (microcistina, nodularina, aeruginosina) ou via ribossomo (microviridinas, cianobactinas, lantipeptídeos). As microviridinas formam uma nova classe de depsipeptídeose possuem uma estrutura tricíclica inédita na natureza. Devido à sua atividade inibitória de proteases, as microviridinas possuem um grande potencial para o tratamento de doenças como a enfisema pulmonar, fibrose cística ou infecções. A família de dos peptídeos tricíclicos de cianobactérias engloba treze variantes, mas dados de estudos ambientais sob a óptica da metagenômica sugerem que a diversidade genética das microviridinas seja maior do que esperado. Nos últimos anos a metagenômica se desenvolveu rapidamente como eficiente abordagem independente de cultivo, a qual permite acessar os genes de qualquer sequência ou função de um dado material ambiental. Dispõe de modernas técnicas para caracterizar genes e/ou clusters genéticos e/ou produção de metabólitos de amostras complexas, como florações de cianobactérias. Estas reservam uma inestimável diversidade genética, muitas vezes críptica, para a produção de metabólitos secundários bioativos. A abordagem do mining metagenômico para o estudo de um conjunto de amostras ambientais revelou uma surpreendente variabilidade de genes para a síntese de microviridinas, expandindo a biblioteca natural desses peptídeos tricíclicos. Este projeto de iniciação científica insere-se no plano de pesquisa de pós-doutoramento "Expandindo a biblioteca natural de microviridinas por meio de técnicas de mining metagenômico de florações de cianobactérias em biomas brasileiros (Processo FAPESP nr. 2013/50755-8)", que visa a prospecção de microviridinas crípticas em cepas isoladas e em florações de cianobactérias de biomas brasileiros.