GEMOVE – Genes em movimento: Como capturar os genes móveis em comunidades microbianas?

Coordenador

Cláudia Sofia Soares de Oliveira

Programa

EXPL/BIA-MIC/1567/2012

Datas

03/06/2013 - 02/06/2014

Financiamento para o CESAM

40.133 €

Financiamento Total

40.133 €

As comunidades bacterianas são capazes de se adaptar a quase todos os ambientes do planeta. Esta adaptação é consequência da diversidade de estirpes e da plasticidade dos genomas. Projetos de sequenciação têm revelado que os genomas bacterianos não são estruturas rígidas e finitas, já que aproximadamente 20% do seu conteúdo em genes terá tido origem noutros microrganismos. As evidências da existência de um fluxo de genes entre diferentes espécies bacterianas apoiam a importância do papel da troca e de rearranjos de genes nas comunidades microbianas tornando ténues e estreitas as barreiras filogenéticas. Os agentes principais envolvidos são conhecidos como elementos genéticos móveis (MGE) e têm promovido a mobilização e rearranjos genéticos. Pressões selectivas têm garantido a persistência de genes úteis para as bactérias no ambiente. Exemplos são os genes de resistência a antibióticos, de virulência e dos genes que codificam enzimas de degradação de compostos tóxicos. Este conjunto de genes “móveis” nas comunidades bacterianas tem grande interesse científico dado o seu potencial na biotecnologia (através da utilização de genes codificando degradação de poluentes), na análise de risco (quando é observada a coseleção de genes de virulência e de resistência a antibióticos) e também porque podem fornecer uma imagem da resposta de uma comunidade microbiana a variações ou pressões ambientais. A transferência horizontal de genes (HGT) e MGE associados tem sido objeto de estudo nos últimos anos e tem mostrado que a transferência de genes mediada por plasmídeos é o responsável principal para a mobilização de genes nas comunidades microbianas. Tipicamente são estruturas modulares compostas por genes essenciais e acessórios. Estes últimos contêm a informação genética com potencial para ser transferida para outros hospedeiros bacterianos e são o tema de estudo nesta proposta. Os plasmídeos como agentes principais de mobilização de genes nas comunidades microbianas respondem a pressões ambientais despoletando rearranjos genéticos e aumentando as taxas de transferência de genes aumentando as possibilidades de mobilização de genes úteis para espécies bacterianas/comunidade bacteriana. Pode dizer-se que as zonas nos plasmídeos contendo genes acessórios encerram a resposta a condições ambientais. Atualmente não há nenhuma metodologia dirigida ao estudo de genes acessórios em plasmídeos. A (aparente) elevada diversidade de zonas acessórias, juntamente com a diversidade de tipos de plasmídeos (com diferentes estruturas genéticas) e, possivelmente, a existência de diferentes zonas preferenciais de inserção de genes são algumas das dificuldades que podem ser antecipadas quando se pretende desenvolver metodologias para estudar estes genes móveis. No entanto, o desenvolvimento de métodos moleculares pode promover inovação nos estudos de análise de risco ambiental e uma ferramenta poderosa para explorar potencial  iotecnológico das funções codificadas em plasmídeos.