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Tipo: Tese
Título: Caracterização do bacteriofago UFV-AREG1: potencial para o biocontrole de Escherichia coli O157:H7
Characterization of UFV- AREG1 bacteriophage: potential for biocontrol of Escherichia coli O157: H7
Autor(es): Soto Lopez, Maryoris Elisa
Abstract: A bactéria Escherichia coli O157:H7 é um importante patógeno humano veiculado por alimentos. Sua ingestão pode causar diarreia sanguinolenta e nos casos mais agudos, a síndrome urêmica hemolítica. Neste estudo é reportado o isolamento, a caracterização e a organização do genoma do bacteriófago UFV-AREG1, capaz de infectar E. coli O157:H7, bem como o estudo da sua estabilidade em diferentes condições de pH, luz, temperatura e soluções sanitizantes que podem estar presentes na indústria de alimentos. O fago UFV-AREG1 foi isolado do residuário de água retirados de estábulos, e após a propagação atingiu um titulo de 10 12 UFP·mL - . Ele possui cabeça icosaédrica de 114 por 84 nm e uma cauda contrátil de 117 por 23 nm. O bacteriófago UFV-AREG1 foi classificado na família Myoviridae e no gênero T4virus, o que o difere da maioria dos bacteriófagos específicos para essa bactéria. O bacteriófago UFV-AREG1 apresentou sensibilidade à luz UV e à fluorescente, no entanto este resultado não afeta o uso na indústria de alimentos. O fago UFV-AREG1 permaneceu viável após a simulação dos processos de sanitização com ácido peracético, peróxido de hidrogênio e dicloroisocianurato de sódio, em condições de pH extremas e temperaturas de 7 e 25 °C, o que indica um potencial de uso em condições que podem estar presentes na indústria de alimentos devido à sua estabilidade. O bacteriófago UFV-AREG1 possui um genoma linear, dupla fita (dsDNA) com 170.788 pb, densidade gênica de 1,60 gene/kb e um conteúdo G+C de 35,3%, que é a faixa observada nos bacteriófagos do gênero T4. Seu genoma apresenta 274 ORF ́s e possui 96 % de similaridade com os fagos HY01 e PEC4, mantém pelo menos 39 diferenças de produtos gênicos com o fago T4. Assim como todo fago do gênero T4virus, o genoma do fago UFV-AREG1 também foi aberto com o gene rIIa. O fago UFV-AREG1 possui dois clusters devidamente diferenciados, o primeiro corresponde aos produtos gênicos relacionados aos processos metabólicos virais e o segundo cluster agrupa as proteínas expressas com funções relacionadas à conformação estrutural do vírus e à lise celular propriamente dita. Uma explosão de uma única célula de E. coli O157:H7 infectada pelo fago UFV-AREG1 é capaz de produzir 18 novas partículas virais em aproximadamente 60 minutos. O fago UFV-AREG1 apresenta diversos elementos regulatórios como promotores do tipo bacteriano e terminadores independentes de Rho, bem como a presença de tRNAs. A maioria das proteínas codificadas não possuem domínios conservados. Este é o primeiro relato do estudo genômico do fago UFV-AREG1, o qual possui grande potencial para ser utilizado como agente de biocontrole de E. coli O157:H7 em variadas aplicações, tais como sensores, promotores de crescimento ou probioticos.
Escherichia coli O157:H7 is an important human foodborne pathogen. Their ingestion may cause bloody diarrhea and, in the most acute cases, hemolytic uremic syndrome. In this study, is reported the isolation, characterization and organization of the bacteriophage genome UFV-AREG1, capable of infecting E. coli O157: H7, as well as the study of its stability under different pH, light, temperature and sanitizing solutions are reported that coul be present in the food industry. UFV-AREG1 phage were isolated from stable wastewater and after propagation can reached a titre of 10 12 PFU·mL -1 . UFV-AREG1 phage has an icosahedral head with 114-by-84 nm and a contractile tail of 117 by 23 nm. The bacteriophage UFV-AREG1 was classified in the Myoviridae family and in the genus T4virus, which differs from most bacteriophages specific for this bacterium. The bacteriophage UFV-AREG1 showed sensitivity to UV and fluorescent light, however, this result does not affect the use in the food industry. The UFV-AREG1 phage remained viable and after the simulation of the sanitization processes with peracetic acid, hydrogen peroxide and sodium dichloroisocyanurate, in extreme pH conditions and temperatures of 7 and 25 ° C, indicating potential use under present conditions in the food industry due to its stability. The UFV-AREG1 bacteriophage has a linear, double-stranded genome (dsDNA) with 170,788 bp, with a gene density of 1.60 gene / kb and a G+C content of 35.3%, which is the range observed in bacteriophages of the T4virus genus. Its genome has 274 ORF's and has 96% similarity with the phage HY01 and PEC4, and maintains differences in at least 39 gene products with the phage T4. Like all phage of the T4virus genus, the UFV-AREG1 phage genome was opened with the rIIa gene. The UFV-AREG1 phage apresented two clusters, the first one, corresponds to the gene products related to the viral metabolic processes and the second cluster groups the expressed proteins with functions related to the structural conformation of the virus and to the cellular lysis. A single cell of E. coli O157:H7 infected by the UFV-AREG1 phage is capable of producing 18 new viral particles in approximately 60 minutes. The UFV-AREG1 phage presents several regulatory elements such as bacterial type promoters and independent-Rho terminators, as well as the presence of tRNAs. Most encoded proteins do not have conserved domains. This is the first report of the genomic study of UFV-AREG1 phage, which has great potential to be used as a biocontrol agent of E. coli O157: H7 in various applications, such as, sensors, growth promoters or probiotics.
Palavras-chave: Bacteriófagos
Genoma
Myoviridae
CNPq: Ciência e Tecnologia de Alimentos
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Titulação: Doutor em Ciência e Tecnologia de Alimentos
Citação: SOTO LOPEZ, Maryoris Elisa. Caracterização do bacteriofago UFV-AREG1: potencial para o biocontrole de Escherichia coli O157:H7. 2018. 75 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2018.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/24275
Data do documento: 30-Jan-2018
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