Response of Microorganisms to High Hydrostatic Pressure

Summary: Existe um interesse crescente no papel dos microrganismos marinhos nos processos de biotecnologia, biogeoquímica, poluição e saúde. Portanto, o conhecimento da biodiversidade marinha em ambientes extremos é de grande interesse biotecnológico. No caso das profundezas do oceano, as dificuldades são ainda maiores pela coleta e manutenção nas condições de pressão e temperatura do ambiente no qual a comunidade microbiana esta inserida. Através do uso de métodos de sequenciamento de genoma total para estudar microrganismos diretamente em seus habitats naturais, uma abordagem conhecida como metagenômica, genômica ambiental ou genômica comunitária, tem o potencial de revelar ideias novas e fundamentais sobre o mundo oculto dos organismos piezofílicos. Além disso, vale destacar o papel das bactérias redutoras de sulfato (BRS), um grupo importante e fisiologicamente complexo, dada a sua presença em diversos no ambiente, principalmente nos oceanos. As BRS crescem em ambiente anaeróbico e facilitam a conversão de sulfato em sulfeto. Portanto, este grupo de bactérias desempenha um papel importante na corrosão microbiana e na integridade dos reservatórios de petróleo. A levedura Saccharomyces cerevisiae é um eucarionte unicelular muito utilizado como modelo para estudos de resposta aos estresses e muitos estudos de resposta a HHP já foram realizados neste microrganismo. Na membrana plasmática, a alta pressão ordena a camada de fosfolipídios fazendo com que os ácidos graxos fiquem ordenados mais firmemente, reduzindo a fluidez da membrana e aumentando sua espessura, o que além de interferir nos processos de difusão, ainda pode comprometer a estrutura e, consequentemente, a atividade de proteínas de membrana. As proteínas também são afetadas pela pressão, valores próximos a 200 MPa podem gerar importantes alterações conformacionais que podem levar a modificações nas reações enzimáticas, bem como no funcionamento e nas interações protéicas. Mais ainda, o tratamento de pressão hidrostática modula muitas vias de sinalização implicadas na resposta celular ao estresse, conduzindo a uma indução e repressão de uma variedade de genes. Como exemplo, foi sugerido que a regulação de alguns genes induzidos por tratamento de pressão hidrostática está sob o controle dos fatores transcricionais, Msn2p e Msn4p. Já foi descrito que 40% dos genes induzidos pelo tratamento de pressão de 200 MPa por 30 min, apresentaram um ou mais STRE na sua região promotora. A proposta trata da identificação e caracterização da comunidade microbiana das altas profundezas dos oceanos e também na utilização de microrganismos modelos, tais como S. cerevisiae. O trabalho terá como foco principal um estudo bioquímico, fisiológico e morfológico visando a identificação novos microrganismos. Além disso, será realizado um estudo de metagenômica, o que certamente irá trazer não só dados de novos organismos, mas de novas proteínas, enzimas, de estrutura e interação de macromoléculas com potencial biotecnológico. Com o desenvolvimento deste projeto, novas linhas de pesquisa serão abertas no Laboratório de Biotecnologia Aplicada ao Agronegócio, propiciando a absorção de novos alunos de IC, mestrado e doutorado do PG-Biotecnologia da UFES em tema relevante para o ES e para o Brasil.

Starting date: 20/05/2020
Deadline (months): 60

Participants:

Role	Name
Collaborator *	ANTONIO ALBERTO RIBEIRO FERNANDES
Coordinator *	PATRICIA MACHADO BUENO FERNANDES (M/D)
Student Doctorate *	LUÍZA FAVARATTO SANTOS
Student Doctorate *	ANE CATARINE TOSI COSTA
Vice coordinator *	ALEXANDRE MARTINS COSTA SANTOS