Identificação de genes codificantes de chaperonas em bases de dados metagenômicos

Resumo

Naturalmente, a metagenômica permite que o potencial biotecnológico de bactérias antes incultiváveis seja acessível por "mineração" direta de sequências de DNA recuperadas do ambiente (Riesenfeld, et al., 2004). Deste modo, estudos de metagenômica funcional e baseados em sequências se mostraram eficazes na identificação de novos genes que conferem resistência a condições extremas, enzimas, antibióticos e outras moléculas bioativas derivadas de uma variedade de ambientes (Alves et. al., 2017). Em particular, abordagens metagenômicas aproveitam o potencial genético de micróbios residentes em ambientes extremos, como altas ou baixas temperaturas, salinidade, acidez, pressão, radiação ou altas concentrações de metais pesados (Alves et. al., 2017, Guazzaroni et. al., 2013). Decifrar a diversidade microbiana e as atividades metabólicas de microorganismos em condições extremas revelam as estratégias bioquímicas utilizadas por eles para sobreviver em condições extremas. Isso, por sua vez, pode ser usado para expandir a capacidade de sobrevivência de bactérias usadas em processos industriais. Um conjunto de famílias de proteínas chamadas de chaperonas moleculares auxilia vários processos envolvendo dobramento, desdobramento e homeostase de proteínas celulares. Após a desnaturação da proteína causada pelo estresse (por exemplo, devido à exposição ao calor ou radiação ultravioleta), as proteínas podem ser desdobradas, desagregadas e depois redobradas, ou podem ser direcionadas para o descarte por sistemas proteolíticos (Saibil, 2013). Estes mecanismos moleculares são essenciais para a célula superar os efeitos nocivos do estrese, e aumentar assim a tolerância em condições adversas de crescimento. Desta forma, o presente projeto visa minerar genes codificantes de chaperonas e outras proteínas que conferem resistência a condições de estrese (como proteínas de ligação a ácidos nucleicos) em bases de dados públicos de sequências metagenômicas provenientes de ambientes extremos. Assim, se pretende identificar novos genes a ser utilizados futuramente em circuitos gênicos sintéticos, com potencial capacidade de expandir a resistência a diversas condições de estrese em bactérias, de grande utilidade em processos biotecnológicos.