Estudos

Estudando metagenômica

Linhas gerais

Os estudos de metagenômica requerem uma base sólida de conhecimentos em bioinformática, pois através dessa ferramenta é possível realizar a predição de genomas de microrganismos sem a necessidade de realizar culturas individuais em laboratório. A metagenômica permite inclusive aos pesquisadores o estudo do genoma dos microrganismos não cultiváveis em laboratório. Graças à facilidade em realizar sequenciamento de nova geração se tornou frequente a construção de bibliotecas metagenômicas, com o intuito de bioprospectar novas enzimas, genes e proteínas ou vias metabólicas que tenham aplicação biotecnológica.

Construção de bibliotecas metagenômicas

 A construção de bibliotecas metagenômicas  pode ser realizada em cinco etapas, sendo elas:

·         isolamento de DNA do solo;

·         ligação do DNA em vetor específico;

·         clonagem do DNA e inserção do vetor em célula hospedeira;

·         construção da biblioteca metagenômica; e  

·         rastreamento dos clones da biblioteca

Podemos simplificar a construção de uma biblioteca através do esquema a seguir: 

Marcadores moleculares 

rRNA 16S

O marcador molecular comumente utilizado em estudos e criação de bibliotecas metagenômicas utiliza os genes do RNA ribossômico 16S, deviso a sua regularidade em populações de microrganismos. Este gene apresenta 1500pb e 9 regiões conservadas que são frequentes em populações microbianas. O comprimento destas regiões é variável e a escolha do fragmento para desenho de primers e contrução do marcador molecular dependerá do ambiente em que a amostra foi coletada.
A utilização deste marcador molecular é muito importante para direcionar as pesquisas para organismos que não estão listados em bancos de dados, ou seja possíveis organismos de potencial biotecnológico. 

Estrutura do rRNA 16S:

 

Espaço interno transcrito (ITS)

Outro tipo de marcador utilizado para identificação filogenética de microrganismos utiliza  região dos espaçadores transcritos internos (ITS-Internal Transcribed Spacer) comum em eucariotos e procariotos. Nos procariotos, a região ITS se localiza entre uma região codificante para três rRNA.

Foco dos estudos 

Os estudos de metagenômica são realizados para melhor compreensão da ecologia microbiana, para identificação de microrganismos que podem estar associados a agentes patogênicos que causam infecções generalizadas em hospitais, na área da biorremediação de solos, grande parte das pesquisas envolve a descoberta de microrganismos relacionados com a degradação decontaminantes, na área industrial os estudos se focam para a descoberta de novas enzimas que possam tornar viável a produção de etanol de segunda geração em larga escala.