Logotipo Biotec AHG

Microorganismos marinhos: objeto de estudo da metagenômica

Imprimir .
O estudo dos diversos microorganismos que habitam as diferentes profundidades dos oceanos, por meio da metagenômica, pode trazer informações valiosas sobre o genoma das células de espécies procarióticas. Os procariontes são seres vivos simples que não possuem a carioteca, membrana que envolve e isola o núcleo da célula. 

Apesar de ter sido o pioneiro nos estudos dos microorganismos dos oceanos em todo o mundo o pesquisador Craig Venter só havia amostrado as camadas menos profundas. A amostragem e análise metagenômica de microorganismos em profundidades abaixo dos 4.000 metros é única e foi realizada na estação Hawaii Ocean Time Series, no Havaí, EUA. O estudo mostrou grande diversidade de espécies de microorganismos nesta profundidade.

Outro estudo foi realizado em Ioniam, uma planície abissal, situada entre a Sicília (Itália) e a Grécia, em uma profundidade de 3.000 metros e com uma temperatura em torno dos 14°C, temperatura considerada morna e que contrasta com as demais regiões oceânicas de grande profundidade, pois as temperaturas nestas regiões são mais baixas.

A análise do solo de regiões abissais do Pacífico mostrou que os microorganismos presentes produzem em grande quantidade inúmeras enzimas metabólicas ligadas à degradação de matéria orgânica mais resistente. Apesar disso, os microorganismos complementam seu metabolismo heterotrófico (organismos que não produzem seu próprio alimento) através de fontes de energia quimiolitotróficas (obtém energia pela oxidação de compostos inorgânicos simples, ex: amônia, nitrito, compostos sulfurados, etc...) No mar Mediterrâneo, principalmente, a forma mais provável de obtenção de energia para o metabolismo destes seres vivos, é a oxidação do monóxido de carbono (CO2) proveniente de atividade tectônica.     Os pesquisadores têm notado que a maior parte dos microorganismos de regiões mais profundas não vive de forma isolada. O artifício usado pelos microorganismos para a obtenção de alimentos com fartura é o de ficarem agregados em partículas que os tornariam luminescentes e assim serem engolidos por outros animais, cujo interior é rico em nutrientes. Esse comportamento pode ser detectado geneticamente.    

Os pesquisadores se surpreenderam ao encontrarem uma grande quantidade de genes luminescentes presentes nas bactérias do Mediterrâneo. Esses genes, que têm sido identificados como LuxA e que estão diretamente ligados à luminescência, só se expressam quando as bactérias vivem em colônias, e quando associadas aos detritos dos animais, podem encontrar neles um ambiente rico em nutrientes. Esse conhecimento foi conseguido através da análise de dados metagenômicos desses microorganismos do Mediterrâneo.  

O fato das bactérias se tornarem luminescentes colabora com a estratégia desse microorganismo de sobrevivência, principalmente pelo fato de que os animais que ali vivem serem fotossensíveis. Sendo assim os microorganismos acabam sendo um atrativo para esses animais.

A análise dos dados metagenômicos ou da biblioteca metagenômica, foi feita por uma seleção filogenética que se baseou na amplificação do gene do RNAr 16S(RNA ribossômico). O gene 16S é um polinucleotídeo que funciona como a parte de uma subunidade do ribossomo de procariontes.    

Ciência revolucionária

A metagenômica estuda o genoma das mais variadas espécies de microorganismos, utilizando uma técnica em que são clonados grandes fragmentos de DNA de microorganismos em seu ambiente natural. Esse material genético é colocado em um meio de cultura, seqüenciado e analisado a partir da função que realiza. Essa técnica tem como objetivos obter informações sobre novos sinais químicos, novos metabólitos secundários, os quais possam ser de utilidade para o homem, e a reconstrução total do genoma de um organismo não cultivado em laboratório. A ciência da metagenômica é considerada uma revolução no estudo do genoma dos microorganismos.    Em entrevista á Agência Fiocruz de Notícias, o parasitologista e pesquisador do Laboratório de Bioquímica, Fisiologia e Imunologia de Insetos do Instituto Oswaldo Cruz (IOC) da Fiocruz, Eloi Garcia, comentou sobre o novo paradigma científico que descoberto pelas tecnologias moleculares e mostra os possíveis rumos da ciência frente aos impactos da metagenômica. Ele comentou também que “a metagenômica abriu uma nova perspectiva para a ciência porque permite a identificação de uma quantidade enorme de microorganismos presentes em seu ambiente natural”.     O pesquisador cita ainda o fato de que durante os últimos 50 anos, os estudos dos microorganismos eram feitos exclusivamente pela fisiologia, morfologia e bioquímica de organismos cultiváveis em meios de cultura. Esse panorama perdurou até o surgimento da biologia molecular e de técnicas da genética e da bioinformática. Garcia acredita que com o advento da metagenômica a ciência poderá obter muito mais dados e conseqüentemente, aumentar significativamente o conhecimento sobre as diferentes espécies e microorganismos em seu ambiente natural.

  
27/09/2007
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG
 

 © BIOTEC AHG 2017 - Todos os direitos reservados - Rua Dr. Melo Alves, 529, cj. 82. Cerqueira César. São Paulo-SP, Brasil. CEP: 01417-010