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ANÁLISE COMPARATIVA DE GENOMAS CLÍNICOS E AMBIENTAIS DO GÊNERO Alcaligenes
Francisnei Pedrosa da Silva
Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro
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Crie um tópicoAlcaligenes é um gênero que compreende bactérias Gram-negativas que habitam uma ampla variedade de nichos. Diferentes espécies de Alcaligenes possuem a capacidade para promover o crescimento das plantas e suprimir fitopatógenos, aspecto que tem sido associado à diversidade genômica do gênero. Entretanto, a versatilidade genômica de Alcaligenes também tem sido associada com a capacidade de causar infecções oportunistas em humanos, levantando preocupações acerca da segurança destes microrganismos em aplicações biotecnológicas. Nesse trabalho, realizamos um estudo de genômica comparativa de Alcaligenes, com foco na determinação dos perfis de resistência, virulência e nos conjuntos gênicos que possam contribuir para a distinção dos isolados de origem clínica e ambiental. Os 34 genomas de Alcaligenes disponíveis publicamente no NCBI Refseq foram obtidos e avaliados. A identidade entre os genomas foi mensurada com os valores de ANI (average nucleotide identity). As análises filogenéticas foram conduzidas com o software IQ-Tree, utilizando grupos gênicos preditos com Orthofinder. Os genes potencialmente envolvidos na promoção do crescimento de plantas (PCP) foram investigados extensivamente com o algoritmo Usearch, utilizando uma base de dados elaborada com sequências obtidas da literatura. O viruloma e resistoma dos genomas foram conduzidos com o Usearch utilizando a base de dados CARD e VFBD, respectivamente. O pangenoma foi estimado com Roary. Para localizar os genes associados à origem clínica, utilizamos a abordagem de pan-GWAS com o SCOARY. As análises de ANI permitiram a identificação de genomas filogeneticamente mal classificados, enquanto as análises filogenéticas revelaram a divisão do gênero em 5 filogrupos. Os genomas apresentaram genes para síntese de compostos indólicos envolvidos na PCP. O viruloma é composto por genes envolvidos na motilidade, adesão, secreção de enzimas e estresse oxidativo. O core-resistoma é composto apenas pelo gene floR, envolvido na resistência à florfenicol. O resistoma acessório apresentou diversos genes relacionados com a resistência à beta-lactâmicos, aminoglicosídeos e à outros antibióticos, exclusivos de isolados clínicos. O filogrupo 5, que inclui os genomas de A. faecallis, apresentou um pangenoma aberto com 6.509 famílias gênicas, o que suporta a alta diversidade genética da espécie. A análise de pan-GWAS do filogrupo 5 revelou 89 genes associados com os isolados clínicos (p. ex. otsB e surA). Em conjunto, os resultados deste trabalho têm importantes contribuições para o entendimento da diversidade genética de Alcaligenes, o que nos permitirá melhor investigar sua segurança para aplicações biotecnológicas.
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