Metagenômica Comparativa Revela Conjuntos de Genes Comumente Enriquecidos no Microbioma Intestinal Humano

Inúmeros micróbios habitam o intestino humano, e muitos deles ainda não foram caracterizados ou são incultiváveis. Eles formam uma complexa comunidade microbiana que afeta profundamente a fisiologia humana. Para identificar as características genômicas comuns e as variáveis a todos os microbiomas do intestino humano, nós realizamos uma análise metagenômica comparativa de larga escala de amostras fecais de 13 indivíduos saudáveis de várias idades, incluindo crianças ainda em estágio de amamentação. Ao final, obtivemos que, enquanto a microbiota intestinal de crianças em estágio de amamentação é simples e apresenta uma alta taxa variação inter-individual taxonômica e na composição dos genes, a microbiota de adultos e crianças  que não estavam sendo amamentadas eram mais complexa, mas apresentou uma alta uniformidade funcional, independentemente da idade ou sexo. Pesquisando os genes representados na microbiota intestinal,  foram identificados 237 famílias de genes comemumente enriquecidas em adultos e 136 famílias específicas de crianças, com uma pequena sobreposição. Uma análise de sua função predita revelou várias estratégias empregadas por cada tipo de microbiota para adaptar-se ao ambiente intestinal, sugerindo que esse conjunto de genes codifica as funções essenciais da microbiota intestinal específica de adultos e crianças. Analisando os genes órfãos, 647 novas famílias de genes foram identificadas como presentes exclusivamente no microbioma intestinal humano.  Ainda foi descoberto que uma família conjugada de transposons altamente amplificada nos microbioma intestinal humano, o que sugere fortemente que o intestino é um "hot spot" para transferência de genes entre micróbios. 

Leia o artigo na íntegra aqui!

Análises metagenômicas e metatranscriptômicas integradas de comunidades microbianas no meso e bathypelágico do norte do Oceano Pacífico.

Resumo:

Embora a evidência emergente indique que a água em alto mar contém um reservatório inexplorado de alta diversidade metabólica e genética , este reino não tem sido bem estudado em comparação com a água da superfície do mar . O estudo forneceu a primeira análise metagenômica e metatranscriptômica integrada das comunidades microbianas em águas profundas do mar do Pacífico Norte. Amplificações de DNA / RNA e análises metagenômicas e metatranscriptômicas simultâneas foram empregadas para descobrir informações sobre comunidades microbianas em águas profundas de quatro locais diferentes que vão desde o oceano mesopelágico para o oceano pelágico. Dentro da comunidade procariota , as bactérias são absolutamente dominantes ( ~ 90% ) ,maioria Archaea , em ambos os conjuntos de dados metagenômicos e metatranscriptômicos . O surgimento de filos archaeal  como  Crenarchaeota , Euryarchaeota , Thaumarchaeota , filos bacterianos como Actinobacteria , Firmicutes , sub- filos Betaproteobacteria , Deltaproteobacteria e Gammaproteobacteria , e a diminuição dos filos bacterianos Bacteroidetes e Alphaproteobacteria são as principais diferenças  na composição das comunidades procariotas na água em alto-mar , quando comparado com a referência Global Ocean Sampling Expedition ( GOS ) de água de superfície . Cianobactérias fotossintéticas existem em todas as quatro bibliotecas metagenômicas e em  duas bibliotecas metatranscriptômicas. Na comunidade de Eucariotos, uma diminuição da abundância de fungos e algas no mar profundo foi observada. Relação RNA / DNA foi utilizada como um índice para mostrar a força da atividade metabólica dos micróbios no mar profundo. Análises funcionais indicaram que os micróbios do fundo do mar estão levando uma vida defensiva.

Acesse o artigo na íntegra aqui!!!

Descoberta de microrganismos e enzimas envolvidas na decomposição da palha de arroz utilizando análises metagenômicas

Resumo 

Incubações com altas concentrações de sódio foram realizadas para enriquecer as comunidades microbianas e enzimas que decompõem palha de arroz sob mesófilos (35°C) e (55°C) condições termofílicas. Enriquecimentos em altas temperaturas apresentaram uma comunidade que foi de 7,5 vezes mais metabolicamente ativo em palha de arroz do que enriquecimentos mesófilos. Atividades das enzimas xilanase e endoglucanse extraídas foram também 2,6 e 13,4 vezes maior, respectivamente, para enriquecimentos termófilas. Sequenciamentos metagenômicos foram realizados em comunidades enriquecidas para determinar a composição da comunidade.

Algumas proteínas foram mais expressas na comunidade termofílica.  Descobriu-se promissoras fontes de enzimas lignocelulolíticas termófilas para a palha do arroz em altas concentrações de sódio. Existe grande interesse industrial nestas enzimas, pois elas podem ser utilizadas durante a produção de biocombustíveis.

Artigo na íntegra aqui!!!

Análise metagenômica revela possíveis maneiras de biodegradação de pesticidas persistentes em água doce e sedimentos marinhos

Resumo 

A abundância e diversidade de genes de biodegradação (BDGs) e vias de degradação potenciais de diclorodifeniltricloroetano (DDT) , hexaclorociclohexano (HCH) e atrazina (ATZ) em água doce e sedimentos marinhos foram investigados por meio de análise metagenômica com 6 conjuntos de dados (16 GB no total). Os conjuntos de dados foram obtidos usando seqüenciamento Illumina. Os resultados mostraram que a abundância e a diversidade de BDGs , DDGS variou de acordo com fonte da amostra e locais escolhidos para amostragem. Os genes que codificam para a peroxidase e outros genes importantes. Identificou-se 69 gêneros capazes de degradar os poluentes orgânicos, estes eram em sua maioria filiados com Proteobacteria (49,3%) e Actinobacteria (21,7%) . Quatro gêneros, incluindo Plesiocystis, Anaerolinea, Jannaschia e Mycobacterium foram as principais populações de biodegradação em todos os sedimentos. Neste estudo, as vias de biodegradação quase completos de DDT e ATZ foram encontrados e a via de degradação parcial de HCH foi detectado em todos os sedimentos.

Artigo na íntegra aqui!!!

Isolamento de um novo homólogo de cutinase com a atividade de tereftalato de polietilieno a partir da degradação de folha-ramo composta, utilizando uma abordagem metagenômica

Resumo

O gene que codifica o homologo de cutinase, LC-cutinase, foi clonado a partir de uma biblioteca metagenomica de fosmideos de uma folha-ramo composto por pesquisa funcional utilizando tributirina em placas de agar. LC-cutinase mostra a identidade máxima de sequência de aminoácidos de 59,7% para Thermomonospora curvata lipase, ela também mostra a identidade de 57,4% para Thermobifida fusca cutinase.  Quando LC-cutinase se encontra sem um suposto peptidio sinal, é segregado para o periplasma de células de E. coli, com o auxilio de sequência líder de pelB. Mais do que 50% da proteína recombinante, denominado LC-cutinase foi excretado para o meio extracelular, posteriormente foi purificado e caracterizado. LC-cutinase hidrolisa vários monoésteres de ácidos graxos com comprimentos de cadeia acil de 2 a 18, com uma preferência para os substratos de cadeia curta (C (4) do substrato no máximo ) mais otimamente a pH 8,5 e 50 ° C , mas não pode hidrolisar azeite de oliva . Perdeu atividade com meias-vidas de 40 minutos  a 70 ° C e 7 minutos a 80 ° C. LC -cutinase  tinha uma capacidade de degradar poli ( ε - caprolactona ) e tereftalato de polietileno ( PET ) . A atividade específica de degradar PET da LC - cutinase foi determinada como sendo de 12 mg/h/mg de enzima (2,7 mg /h/μkat de PNP- butirato  de atividade degradante), a pH 8,0 e 50 ° C. Esta atividade é mais elevada do que as das cutinases bacterianas e fúngicas relatadas até agora , o que sugere que a LC - cutinase não só serve como um bom modelo para a compreensão do mecanismo molecular da enzima degradadora de PET , mas é também potencialmente aplicáveis ​​para a modificação da superfície e da degradação de PET .

Artigo encontrado na íntegra aqui.