The microbione of glacier retreat areas in King George Island, Antarctica

As regiões polares são as que mais sofreram com o aumento da temperatura média global, cerca de 2,5ºC desde os anos 1950, devido às atividades antrópicas. Uma consequência é o derretimento de geleiras, que expõe um solo com gradiente de fatores físicos, químicos e biológico e que é um modelo de estudo de sucessão ecológica microbiana. Este trabalho tem como objetivo compreender a comunidade microbiana da cronossequência das geleiras Collins (aprox. 3500 anos de retração) e Baranowski (aprox. 40 anos de retração), na Ilha Rei George, Antártica. Os métodos do estudo são baseados na metagenômica, técnica utilizada para determinar o DNA total de uma amostra ambiental. Utilizando ferramentas de bioinformática, é possível investigar a diversidade, taxonomia e os perfis funcionais da comunidade. Os resultados das análises de taxonomia de reads e diversidade mostram padrões de sucessão ecológica diferentes para as geleiras. Na geleira Collins, as comunidades microbianas são mais homogêneas, enquanto que a geleira Baranowski mostra mudanças na estrutura microbiana ao longo do transecto. A estratégia de reconstrução de MAGs permitiu estudar genomas específicos de cada geleira. Com as amostras da geleira Baranowski, foram reconstruídos mais genomas e de mais táxons bacterianos do que com as da geleira Collins. Para a anotação funcional, foram selecionados os MAGs de maior qualidade, organismos heterotróficos e aeróbios cujo metabolismo de carbono e nitrogênio permite a manutenção da comunidade local; genes de resistência são elementos importantes para sobrevivência; e genes de degradação revelam potenciais biotecnológicos. Nas análises de pangenoma, genes exclusivos dos MAGs explorados estavam relacionados a produção de biofilme, transferência horizontal e resistência a drogas e a estresses ambientais. Por fim, novos trabalhos podem ser iniciados utilizando outras técnicas, como transcriptômica e proteômica, para desvendar a comunidade microbiana do solo antártico no contexto das mudanças climáticas.The polar regions are the ones that have suffered the most with the average global temperature increase, about 2.5ºC since the 1950s, due to anthropic activities. A consequence is melting glaciers, which expose soil with gradient of physical, chemical and biological factors and is a microbial ecological succession study model. This study has the aim to comprehend the microbial community of the Collins (aprox. 3500 years of retraction) and Baranowski (aprox. 40 years of retraction) glaciers\' chronossequence, in King George Island, Antarctica. The study methods are based on metagenomics, a technique used to determine the total DNA from an environmental sample. With bioinformatic tools, it is possible to investigate the community\'s diversity, taxonomy and functional profiles. The results of reads\' taxonomy and diversity analyses show different ecological succession patterns for the glaciers. For Collins glacier, the microbial communities are homogeneous, whereas Baranowski glacier shows changes in the microbial structure along the transect. The MAGs reconstruction strategy allowed to study specific genomes from each glacier. With the Baranowski glacier\'s samples, more MAGs were reconstructed and from more bacterial taxa than with Collins glacier\'s samples. For functional annotation, high quality MAGs were selected, heterotrophic and aerobic organisms whose carbon and nitrogen metabolism enables local community maintenance; resistance genes are important elements for survival; and degradation genes reveal biotechnological potentials. In the pangenome analyses, exclusive genes from the explored MAGs were related to biofilm production, horizontal transfer, drugs and environmental stress\' resistance. Finally, new studies can use other techniques, such as transcriptomics and proteomics, to unravel the microbial community of antarctic soil in the context of climate change