Prospecção de genes de interesse biotecnológico : uma abordagem metagenômica

O número total de células procarióticas na Terra tem sido estimado em 4 a 6x1030 sendo que apenas cerca de 1% dos microrganismos presentes no meio ambiente pode ser cultivado, através de técnicas padrão de cultivo e plaqueamento, se apresentando, portanto, como um enorme pool biológico e genético que pode ser explorado, visando a identificação e a caracterização de genes com potencial biotecnológico. Dentro desta perspectiva, a abordagem metagenômica foi aplicada neste trabalho a partir de metodologias de seleção funcional visando à identificação de novos genes relacionados ao reparo de DNA e/ou resistência a estresse oxidativo, genes relacionados com atividade de degradação de hidrocarbonetos, e atividade hidrolítica (lipase, amilase e protease). Com esse objetivo, uma biblioteca metagenômica, construída a partir de amostras de solo coletadas no município de João Câmara RN, foi analisada funcionalmente utilizando meios sólidos contendo substratos específicos (atividade hidrolítica), suplementados com H2O2 (reparo de DNA e/ou resistência a estresse oxidativo) e meio liquido suplementado com óleo árabe leve (atividade de degradação de hidrocarbonetos). Após confirmação da atividade e exclusão de falsos-positivos foram obtidos 49 clones, sendo 2 positivos para atividade amilase, 22 resistentes ao estresse oxidativo gerado por H2O2 e 25 com atividade de degradação de hidrocarbonetos, cuja análise das seqüências revelou,além de proteínas hipotéticas, dienolactona hidrolase, DNA polimerases, acetiltransferase, fosfotransferase, metiltransferase, endonucleases entre outras, cuja coerência com as funções ensaiadas, ressalta o sucesso da abordagem metagenômica aliada a metodologias funcionais e, os resultados obtidos bastante promissores. PALAVRAS CHAVE: Metagenoma, BiotecnologiaThe total number of prokaryotic cells on Earth has been estimated at 4 to 6x1030 and only about 1% of microorganisms present in the environment can be cultivated by standard techniques of cultivation and plating. Therefore, it is a huge biological and genetic pool that can be exploited, for the identification and characterization of genes with biotechnological potential. Within this perspective, the metagenomics approach was applied in this work. Functional screening methods were performed aiming to identify new genes related to DNA repair and / or oxidative stress resistance, hydrocarbon degradation and hydrolytic activities (lipase, amylase and protease). Metagenomic libraries were built utilizing DNA extracted from soil samples collected in João Câmara RN. The libraries were analyzed functionally using specific substrate containing solid medium (hydrolytic activity), supplemented with H2O2 (DNA repair and / or resistance to oxidative stress) and liquid medium supplemented with light Arabian oil (activity, degradation of hydrocarbons). After confirmation of activity and exclusion of false-positive results, 49 clones were obtained, being 2 positive for amylase activity, 22 resistant to oxidative stress generated by H2O2 and 25 clones active for hydrocarbons degradation. Analysis of the sequences showed hypothetical proteins, dienelactona hydrolase, DNA polymerase, acetyltransferase, phosphotransferase, methyltransferase, endonucleases, among other proteins. The sequence data obtained matched with the functions tested, highlighting the success of metagenomics approaches combined with functional screening methods, leading to very promising result