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Tipo: Dissertação
Título: Genômica comparativa e predição de peptídeos antimicrobianos em genomas de Streptococcus isolados do rúmen bovino
Comparative genomics and prediction of antimicrobial peptides in Streptococcus genomes isolated from the bovine rumen
Autor(es): Oliveira, Isabela Maria Fernandes
Abstract: O ecossistema ruminal é composto por uma alta diversidade de microrganismos que desepenham papel fundamental na nutrição e saúde do hospedeiro. Estudos recentes tem sugerido que o rúmen representa uma fonte promissora de novos peptídeos antimicrobianos e resultados anteriores demonstraram que os peptídeos produzidos por algumas linhagens de Streptococcus possuem características úteis para o controle de patógenos. Neste trabalho, o objetivo foi isolar, caracterizar e sequenciar o genoma de bactérias produtoras de peptídeos antimicrobianos obtidas do rúmen de bovinos Nelore alimentados com forrageiras tropicais. Cinco isolados foram selecionados e identificados como Streptococcus lutetiensis. Após a anotação dos genomas foram utilizadas ferramentas computacionais para mineração de clusters de biossíntese de bacteriocinas para identificação e comparação de sequências de peptídeos antimicrobianos. Além disso, foi realizada uma análise comparativa com genomas de Streptococcus isolados de humanos, para avaliar diferenças quanto aos requerimentos nutricionais e potencial patogênico dessas espécies. Nas análises usando bancos de dados de acesso livre, os cinco genomas de Streptococcus apresentaram clusters putativos de biossíntesse de bacteriocinas da classe II e apenas o S. lutetienses 59 apresentou um cluster associado com a biossíntese de lantibióticos (classe I). Em análises complementares usando a ferramenta protótipo AMPLY, foi observado um padrão de sequências homólogas a pre-peptídeos mais diverso do que o observado para peptídeos maduros, modificados pós traducionalmente. Nas análises comparativas dos cinco genomas ruminais com os genomas de Streptococcus gallolyticus subsp. gallolyticus ATCC 43143, Streptococcus pyogenes M1 GAS e Streptococcus pasteurianus ATCC 43144, foi observado que os genomas dos Streptococcus isolados de humanos apresentavam vias metabólicas mais completas para a utilização de carboidratos, o que não ocorreu para as vias de biossíntese de vitaminas e metabolismo de nitrogênio, nos quais os isolados do rúmen apresentaram mais genes associados com essas vias do anabolismo. Fatores de virulência foram identificados em todas as espécies analisadas, porém as espécies clínicas apresentaram maior quantidade e diversidade de genes relacionados com o fenótipo de patogenicidade, com destaque para S. pyogenes. Os resultados demonstraram que todos os isolados de Streptococcus do rúmen são potenciais produtores de AMPs e indicaram que linhagens do complexo Streptococcus bovis/equinus representam uma fonte promissora de bacteriocinas das classes I e II.
The ruminal ecosystem is composed of a high diversity of microorganisms that play a fundamental role in the nutrition and health of the host. Recent studies have suggested that the rumen also represents a promising source of new antimicrobial peptides and preliminary work demonstrated that the peptides produced by some strains of Streptococcus have useful characteristics for the control of pathogens. In this work, the objective was to isolate, characterise and sequence the genome of antimicrobial peptide- producing bacteria obtained from the rumen of Nelore cattle fed with tropical forages. Five isolates were selected and identified as S. lutetiensis. After the annotation of the genomes, computational tools were used to mine gene clusters probably associated with the biosynthesis of bacteriocins aiming to identify and compare new sequences of antimicrobial peptides. In addition, a comparative genomic analysis was carried out to evaluate the nutritional requirements and pathogenic potential of other Streptococcus isolated from humans. The five genomes of Streptococcus presented clusters involved in the biosynthesis of class II bacteriocins and only S. lutetienses 59 presented a cluster involved in the biosynthesis of lantibiotics (class I). Complementary analyses using the AMPLY prototype tool, allowed the identification of sequences that were homologous to prepeptides showing greater diversity than that observed for mature, posttranslationally modified peptides. In the comparative analyses of the five ruminal genomes with Streptococcus gallolyticus subsp. gallolyticus ATCC 43143, Streptococcus pyogenes M1 GAS and Streptococcus pasteurianus ATCC 43144, it was observed that the genomes from human isolates presented more complete metabolic pathways for carbohydrate metabolism, which was not observed for the pathways of vitamin biosynthesis and nitrogen metabolism, in which the rumen isolates presented more complete pathways. Virulence factors were identified in all species analysed, but the clinical species presented a greater quantity and diversity of genes related to the phenotype of pathogenicity, especially S. pyogenes. The results demonstrated that ruminal Streptococcus are potential producers of AMPs and indicated that strains of the Streptococcus bovis/equinus complex represent a promising source of class I and II bacteriocins.
Palavras-chave: Bacteriocinas
Streptococcus lutetiensis
Ruminantes
CNPq: Microbiologia Agricola
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: OLIVEIRA, Isabela Maria Fernandes. Genômica comparativa e predição de peptídeos antimicrobianos em genomas de Streptococcus isolados do rúmen bovino. 2017. 109 f. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2017.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/21352
Data do documento: 26-Jun-2017
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