Avaliação da degradação de hidrocarbonetos por bactérias provenientes de compostagem
Data
2016-02-24
Autores
Araujo e Oliveira, Aline Marcia Silva 
Orientadores
Niero, Cristina Viana
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
Composting is an alternative to convert organic waste into fertilizer which occurs predominantly by the action of microorganisms. Thus, it is expected that microorganisms capable of degrading various compounds inhabit compost bins. The aim of this study was to isolate hydrocarbon-degrading bacteria from composting. Three samples originated from a compost bin in the Fundação Parque Zoológico de São Paulo were studied using selective cultivation methods with poor nutrients media containing n-hexadecane as sole carbon source. Forty-four microorganisms were isolated and identified by mass spectrometry (MALDI-TOF) or sequencing of a 16S rRNA gene fragment. The isolates were identified as belonging to from the genus Acinetobacter, Pseudomonas, Stenotrophomonas, Gordonia, Elizabethkingia, Pandorea, Aquamicrobium, Bacillus, Klebsiella and Chryseobacterium. Three isolated from the genus Gordonia were submitted to growth curves and 2,6-DCPIP assays with different hydrocarbons as sole carbon source, and demonstrated ability to assimilate aliphatic hydrocarbons, and one of the isolates stood out from the others due to the increased growth in the media. The genomes of these 3 isolates were sequenced and bioinformatics analysis revealed the presence of CYP153 system, one of the systems responsible for starting the hydrocarbon degradation. qPCR experiments were performed in Gordonia isolates of the same species and through them it was verified that two genes from this system (ferredoxin and CYP153) have increased expression in both isolates in the presence of n-hexadecane in and dodecane when compared to the expression in the presence of glucose. However, a distinct profile in the growth curve as well as in the qPCR among isolates of the same species can be verified. The CYP153 system of the two isolates were cloned and expressed in E.coli BL21(DE3). Enzimatic activity of this system in E.coli could not be confirmed. The results demonstrate that the studied compost bins harbor microorganisms capable of expressing proteins responsible for hydrocarbon degradation.
A compostagem é uma alternativa para transformar resíduos orgânicos em fertilizante que ocorre predominantemente pela ação de microrganismos. Assim, espera-se que habitem nas composteiras microrganismos com capacidade de degradar os mais diversos compostos. O objetivo geral deste trabalho visou isolar bactérias presentes na compostagem com capacidade de degradar hidrocarbonetos. Foram estudadas três amostras de uma composteira proveniente da Fundação Parque Zoológico de São Paulo utilizando métodos de cultivo em meio pobre em nutrientes contendo n-hexadecano como fonte única de carbono. Quarenta e quatro microrganismos foram isolados e identificados utilizando a espectrometria de massas (Maldi-TOF) ou sequenciamento de um fragmento do gene 16S rRNA. Os isolados foram identificados como pertencentes aos gêneros Acinetobacter, Pseudomonas, Stenotrophomonas, Gordonia, Elizabethkingia, Pandorea, Aquamicrobium, Bacillus, Klebsiella e Chryseobacterium. Três isolados do gênero Gordonia foram submetidos a curvas de crescimento e a ensaios de degradação com o reagente 2,6-DCPIP em hidrocarbonetos distintos como fonte única de carbono, e demonstraram capacidade de assimilar hidrocarbonetos alifáticos, sendo que um dos isolados destacou-se dos outros pelo maior crescimento nos meios. Os genomas destes três isolados foram sequenciados e a análise de bioinformática revelou a presença do sistema CYP153, um dos responsáveis pelo início da degradação de hidrocarbonetos. Experimentos de qPCR foram realizados em isolados de Gordonia da mesma espécie e por meio destes foi possível verificar que dois genes deste sistema (ferredoxina e CYP153) possuem a expressão aumentada nos dois isolados na presença de n-hexadecano e dodecano quando comparada à expressão dos mesmos na presença de glicose. Pode-se verificar, entretanto, um perfil distinto tanto na curva de crescimento quanto no qPCR entre os isolados da mesma espécie. O sistema CYP153 dos dois isolados foram clonados e expressos em E.coli BL21(DE3). A comprovação da atividade enzimática desse sistema em E.coli não pode ser confirmada. Os resultados demonstram que a compostagem estudada abriga microrganismos que podem expressar proteínas responsáveis pela degradação de hidrocarbonetos.
A compostagem é uma alternativa para transformar resíduos orgânicos em fertilizante que ocorre predominantemente pela ação de microrganismos. Assim, espera-se que habitem nas composteiras microrganismos com capacidade de degradar os mais diversos compostos. O objetivo geral deste trabalho visou isolar bactérias presentes na compostagem com capacidade de degradar hidrocarbonetos. Foram estudadas três amostras de uma composteira proveniente da Fundação Parque Zoológico de São Paulo utilizando métodos de cultivo em meio pobre em nutrientes contendo n-hexadecano como fonte única de carbono. Quarenta e quatro microrganismos foram isolados e identificados utilizando a espectrometria de massas (Maldi-TOF) ou sequenciamento de um fragmento do gene 16S rRNA. Os isolados foram identificados como pertencentes aos gêneros Acinetobacter, Pseudomonas, Stenotrophomonas, Gordonia, Elizabethkingia, Pandorea, Aquamicrobium, Bacillus, Klebsiella e Chryseobacterium. Três isolados do gênero Gordonia foram submetidos a curvas de crescimento e a ensaios de degradação com o reagente 2,6-DCPIP em hidrocarbonetos distintos como fonte única de carbono, e demonstraram capacidade de assimilar hidrocarbonetos alifáticos, sendo que um dos isolados destacou-se dos outros pelo maior crescimento nos meios. Os genomas destes três isolados foram sequenciados e a análise de bioinformática revelou a presença do sistema CYP153, um dos responsáveis pelo início da degradação de hidrocarbonetos. Experimentos de qPCR foram realizados em isolados de Gordonia da mesma espécie e por meio destes foi possível verificar que dois genes deste sistema (ferredoxina e CYP153) possuem a expressão aumentada nos dois isolados na presença de n-hexadecano e dodecano quando comparada à expressão dos mesmos na presença de glicose. Pode-se verificar, entretanto, um perfil distinto tanto na curva de crescimento quanto no qPCR entre os isolados da mesma espécie. O sistema CYP153 dos dois isolados foram clonados e expressos em E.coli BL21(DE3). A comprovação da atividade enzimática desse sistema em E.coli não pode ser confirmada. Os resultados demonstram que a compostagem estudada abriga microrganismos que podem expressar proteínas responsáveis pela degradação de hidrocarbonetos.
Descrição
Citação
ARAUJO E OLIVEIRA, Aline Marcia Silva. Avaliação da degradação de hidrocarbonetos por bactérias provenientes de compostagem. 2016. 98 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2016.