Publicação

Avaliação metagenómica do hidrogenoma de águas minerais naturais (Região Norte de Portugal) e águas termais (Região da Galiza - Espanha)

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Nos últimos anos, as águas termais e as águas minerais naturais têm vindo a ganhar especial atenção por parte da comunidade científica, nomeadamente, na prevenção e no tratamento de algumas doenças, mas também devido aos organismos microbianos que existem nestes habitats. Os microrganismos constituem uma fonte para a obtenção de novos compostos, tanto para a medicina como para a biotecnologia. Este trabalho teve por objetivo estudar, pela primeira vez, a diversidade taxonómica e funcional das comunidades microbianas existentes nas águas minerais naturais da Região Norte de Portugal e aumentar o conhecimento já existente da diversidade microbiana das águas termais da Região da Galiza. Para isso, recorreu-se à utilização das NGS (Next Generation Sequencing) em conjunto com a sequenciação Shotgun e a sequenciação do gene 16S rRNA, permitindo analisar o respetivo Hidrogenoma das águas em estudo. Foram colhidas, filtradas e analisadas quanto aos seus parâmetros físico-químicos duas réplicas de cada uma das cinco amostras de água. Posteriormente procedeu-se à extração do seu DNA metagenómico. As amostras de DNA resultantes da extração, foram sequenciadas com a plataforma Illumina MiSeq para a obtenção das sequências do gene 16S rRNA e com a plataforma Illumina HiSeq 4000 para a obtenção das sequências Shotgun. Após a obtenção das sequências foram utilizadas ferramentas bioinformáticas, nomeadamente as ferramentas FASTQC e MG-RAST server, permitindo assim obter o perfil taxonómico e funcional das sequências. Os principais iões responsáveis pelo agrupamento das águas provenientes da Região da Galiza foram, os compostos de enxofre (SO3 -2 e S-2 ) e o CO3 -2 no caso das amostras ES_PR e ES_TI e o pH no caso da amostra ES_BUR. Já relativamente às águas provenientes da Região Norte de Portugal, os iões (Mg, Ca e Sr) agruparam a água de PT_SA num grupo diferente da água PT_CH. Esta última foi agrupada de forma distinta graças aos compostos azotados (NO3 - e NH4 + ), C, RS, Na e Rb. A sequenciação do gene 16S rRNA resultou aproximadamente num total de 804 158 reads com um comprimento médio de 426pb. Na sequenciação Shotgun, utilizando apenas duas das amostras em estudo, conseguiram obter-se 94 973 018 reads, com um comprimento médio de 150pb e utilizando apenas duas das amostras em estudo. A sequenciação do gene 16S rRNA mostrou uma diversidade elevada de microrganismos em todas as águas analisadas, contudo, existe uma clara predominância bacteriana dos filos Proteobacteria (nas amostras de água PT_CH, ES_BUR e PT_SA), seguido do filo Firmicutes (nas águas ES_PR e ES_TI), Deinococcus-Thermus (nas águas PT_CH e ES_BUR), Aquificae (nas águas ES_BUR e PT_CH) e Nitrospira (nas águas PT_CH, ES_TI, ES_PR e ES_BUR). As técnicas utilizadas neste trabalho, assim como os resultados obtidos, podem num futuro próximo, permitir um melhor entendimento sobre a composição das comunidades microbianas e de que forma esses microrganismos interferem na constituição físico-química das águas termais e minerais naturais, muitas vezes associada a propriedades medicinais. Futuramente, o hidrogenoma poderá vir a ser utilizado como uma ferramenta auxiliar na prática de hidrologia médica.
Autores principais:	Ferreira, Patrick Plácido Pascoal
Assunto:	Hidrogenoma Águas minerais naturais Águas Termais 16S rRNA Shotgun Illumina NGS Metagenómica
Ano:	2018
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso restrito
Instituição associada:	Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Idioma:	português
Origem:	Repositório da UTAD

Descrição
Resumo:	Nos últimos anos, as águas termais e as águas minerais naturais têm vindo a ganhar especial atenção por parte da comunidade científica, nomeadamente, na prevenção e no tratamento de algumas doenças, mas também devido aos organismos microbianos que existem nestes habitats. Os microrganismos constituem uma fonte para a obtenção de novos compostos, tanto para a medicina como para a biotecnologia. Este trabalho teve por objetivo estudar, pela primeira vez, a diversidade taxonómica e funcional das comunidades microbianas existentes nas águas minerais naturais da Região Norte de Portugal e aumentar o conhecimento já existente da diversidade microbiana das águas termais da Região da Galiza. Para isso, recorreu-se à utilização das NGS (Next Generation Sequencing) em conjunto com a sequenciação Shotgun e a sequenciação do gene 16S rRNA, permitindo analisar o respetivo Hidrogenoma das águas em estudo. Foram colhidas, filtradas e analisadas quanto aos seus parâmetros físico-químicos duas réplicas de cada uma das cinco amostras de água. Posteriormente procedeu-se à extração do seu DNA metagenómico. As amostras de DNA resultantes da extração, foram sequenciadas com a plataforma Illumina MiSeq para a obtenção das sequências do gene 16S rRNA e com a plataforma Illumina HiSeq 4000 para a obtenção das sequências Shotgun. Após a obtenção das sequências foram utilizadas ferramentas bioinformáticas, nomeadamente as ferramentas FASTQC e MG-RAST server, permitindo assim obter o perfil taxonómico e funcional das sequências. Os principais iões responsáveis pelo agrupamento das águas provenientes da Região da Galiza foram, os compostos de enxofre (SO3 -2 e S-2 ) e o CO3 -2 no caso das amostras ES_PR e ES_TI e o pH no caso da amostra ES_BUR. Já relativamente às águas provenientes da Região Norte de Portugal, os iões (Mg, Ca e Sr) agruparam a água de PT_SA num grupo diferente da água PT_CH. Esta última foi agrupada de forma distinta graças aos compostos azotados (NO3 - e NH4 + ), C, RS, Na e Rb. A sequenciação do gene 16S rRNA resultou aproximadamente num total de 804 158 reads com um comprimento médio de 426pb. Na sequenciação Shotgun, utilizando apenas duas das amostras em estudo, conseguiram obter-se 94 973 018 reads, com um comprimento médio de 150pb e utilizando apenas duas das amostras em estudo. A sequenciação do gene 16S rRNA mostrou uma diversidade elevada de microrganismos em todas as águas analisadas, contudo, existe uma clara predominância bacteriana dos filos Proteobacteria (nas amostras de água PT_CH, ES_BUR e PT_SA), seguido do filo Firmicutes (nas águas ES_PR e ES_TI), Deinococcus-Thermus (nas águas PT_CH e ES_BUR), Aquificae (nas águas ES_BUR e PT_CH) e Nitrospira (nas águas PT_CH, ES_TI, ES_PR e ES_BUR). As técnicas utilizadas neste trabalho, assim como os resultados obtidos, podem num futuro próximo, permitir um melhor entendimento sobre a composição das comunidades microbianas e de que forma esses microrganismos interferem na constituição físico-química das águas termais e minerais naturais, muitas vezes associada a propriedades medicinais. Futuramente, o hidrogenoma poderá vir a ser utilizado como uma ferramenta auxiliar na prática de hidrologia médica.