Made available in DSpace on 2016-04-07T13:21:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 adriana_froes_ioc_dout_2013.pdf: 5530931 bytes, checksum: 43b710d5483c30787958b55a772f967b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2013 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / O uso inadequado de antibióticos tem causado um grande impacto na saúde pública devido à seleção e aumento de bactérias patogênicas multirresistentes e de difícil tratamento. Dentre os antibióticos administrados na área clínica, os \03B2-lactâmicos são os mais usados e atuam no bloqueio da síntese da parede celular bacteriana, levando à sua morte. Bactérias desenvolveram resistência a esses antibióticos, devido, inclusive, à produção de \03B2-lactamases que são capazes de clivar o anel \03B2-lactâmico, permitindo que a síntese da parede celular bacteriana ocorra. Os hospitais são uma grande fonte de seleção de bactérias multirresistentes, passando para os esgotos municipais e ambientes, mas pouco se sabe a respeito da prevalência e diversidade desses genes em esgotos hospitalares. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo a exploração taxonômica e funcional do metagenoma dos esgotos de dois hospitais do Rio (EHRJ), assim como a análise da diversidade de \03B2-lactamases presentes nesses hospitais e em bases de dados metagenômicos públicas (CAMERA e IMG/M). A análise taxonômica das sequências dos esgotos hospitalares do Rio revelou maior abundância de Firmicutes (~55%) e Bacteroidetes (~30%) em ambas as amostras hospitalares. A mineração de \03B2-lactamases foi realizada através de buscas com perfis HMM para cada classe (A, C e D) em bases de dados metagenômicos, incluindo a de EHRJ Os resultados indicaram a presença de prováveis homólogos de \03B2-lactamases nos diferentes ambientes, tendo sua anotação funcional confirmada por similaridade com bases de domínios conservados e filogenia, mostrando ser um método sensível e eficaz. Em relação às amostras de esgotos hospitalares, a filogenia mostrou que essas sequências foram agrupadas próximas às \03B2-lactamases representativas dos grupos Firmicutes e Bacteroidetes, corroborando com os resultados de análise taxonômica. As sequências das amostras EHRJ formaram um clado entre si, na maioria das vezes, distantes das sequências dos diferentes projetos metagenômicos previamente estudados de outros ambientes que agruparam próximas de sequências representativas do grupo Proteobacteria, em sua maioria. O hospital da Zona Sul do Rio apresentou uma maior abundância de \03B2-lactamases da classe A (50%), enquanto no hospital da Zona Norte a classe D (55%). Em relação às subclasses de \03B2-lactamases, ACC (53%), CfxA (65%), OXA-10 (30%) e LCR-1 (27%) foram as subclasses de \03B2-lactamases mais abundantes detectadas no efluente da Zona Sul, enquanto nas amostras da Zona Norte as mais abundantes foram CfxA (28,4%) e CEPA (20%), ACC e FOX (~20%) e OXA-10 (32%). Essa diferença na distribuição dessas subclasses pode estar relacionada com a quantidade e tipos de antibióticos \03B2-lactâmicos administrados em cada hospital. A análise taxonômica revelou que Firmicutes (~55%) e Bacteroidetes (~30%) foram os grupos mais abundantes presentes nas amostras de esgotos hospitalares do Rio / The misuse of antibiotics has caused a huge impact on public health because of the selection and increase of multiresistent pathogenic bacteria , making its treatment extremely hard . Among the antibiotics taught in the clinical area, ß - lactamics are the most used and acts on blocking the bacteria cel l wall synthesis , causing its death. However, bacteria have evolved resistence to these antibiotics due mainly to the production of β - lactamases which are capable of cleaving the β - lactam ring, allowing the cell wall synthesis to occur . Hospitals are a gre at source of multiresistant bacteria selection , and it passes to municipal and environments effluents . However, little is known about the real prevalence of these genes in hospitals sewage. This work applied high - throughput sequenc ing and metagenomic analy ses to explore the diversity and functional analysis in bacterial community from two sewage hospitals in Rio de Janeiro - RJ and also to study the diversity of β - lactamases in those two hospitals environments, including those available in public databases su ch as CAMERA and IMG/M . S earches with pHMMs were performed against metagenomes datasets using appropriate profiles for studies concerning β - lactamases diversity. Besides, functional and taxonomic characterization of β - lactamases was performed using samples from the two hospitals sewage, including phylogenetic analysis of the possible β - lactamases . Results from the searches with pHMMs showed that these profiles were capable of mining β - lactamases from different sources, checked by similarity analysis with conserved patterns databases and phylogeny showing the efficacy and sensitivity of our pHMM - based approach in detecting putative β - l actamases sequences. Phylogeny assisted to classify these enzymes showing the sewage hospitals probable β - lactamases grouped along the same clade and close to Firmicutes and Bacteroidetes sequences, and distant from probable β - lactamases retrieved from met agenomic projects from environmental (especially aquatic and terrestrial), engineered and host - associated ecossystems, which grouped closer to β - lactamases from Proteobacteria, mainly. Hospital from South Zone (SZ) of Rio presented a greater abundance of c lass A β - lactamases (50%), while in the hospital from North Zone (NZ) were class D (55%). Concerning the subclasses of β - lactamases, ACC (53%), CfxA (65%), OXA - 10 (30%) and LCR - 1 (27%) were the most abundant detected on sewage samples from the SZ hospital of Rio as on samples from NZ hospital the most abundant were CfxA (28,4%) and CEPA (20%), ACC and FOX (~20%) and OXA - 10 (32%). Such difference in this subclasses distributions could be related to the quantities and types of β - lactams antibiotics administe red in the two hospitals. Taxonomic analysis revealed that Firmicutes (~55%) and Bacteroidetes (~30%) were the most abundant groups composing the hospital sewage samples from Rio

A metagenômica é o estudo do material genético extraído diretamente de comunidades microbianas. Ao invés de estudar as espécies microbianas isoladamente, como ocorre nos estudos genômicos convencionais, a metagenômica considera as interações entre os microorganismos de determinado habitat e a inuência de tais interações sobre a comunidade microbiana. Um dos passos fundamentais de um estudo metagenômico é a chamada classificação taxonômica, isto é, a identificação das espécies das quais o material genético foi obtido. O processo de classificação taxonômica envolve uma série de decisões de projeto. Atualmente, no contexto da metagenômica, tais decisões são tomadas de maneira quase intuitiva, sem nenhum embasamento teórico ou empírico. A proposta deste trabalho é preencher essa lacuna. Em particular, procura-se analisar o impacto dos seguintes parâmetros sobre a precisão de uma classificação taxonômica: (i) o comprimento das subseqüências usadas na codificação dos metagenomas; (ii) a medida de distância utilizada para medir a similaridade das seqüências; e (iii) a estratégia de classificação, que pode ser a convencional, em que as seqüências são classificadas isoladamente, ou a hierárquica, em que o processo de classificação leva em consideração o contexto taxonômico de cada fragmento. Para realizar tal estudo, foi adotado um classificador simples que realiza a categorização baseando-se no grau de semelhança entre a seqüência em questão e o seu vizinho mais próximo { ou seja, o popular k-NN com k = 1. A escolha pelo 1-NN justifica-se pelo fato de esse classificador incorporar um nível mínimo de viés ao processo de classificação, tendo em vista que esse modelo não faz qualquer suposição a respeito da distribuição dos dados. Foi realizado um experimento computacional de larga escala em que todos os genomas microbianos seqüenciados até Janeiro de 2010 foram utilizados como dados. A partir de uma análise extensiva dos resultados, chegou-se às seguintes conclusões. Subseqüências de pequeno comprimento geram altos erros de classificação, pois codificam de forma semelhante fragmentos metagenômicos distintos. Por outro lado, subseqüências muito longas representam de forma diferente metagenomas semelhantes, e isso também resulta em erros de classificacão altos. Em relação a noção de distância adotada, ao contrário do esperado, a variação das métricas não alterou de forma significativa a precisão do classificador. Finalmente, a estratégia hierárquica de classificação mostrou-se mais eficaz do que a convencional, o que está de acordo com as expectativas iniciais.

Submitted by MILENA TAVARES LIMA null (milena.tavares@hotmail.com) on 2018-02-22T20:53:15Z No. of bitstreams: 1 tese.docx: 10715432 bytes, checksum: 43d05c474d46b9a07105fe43fdc08920 (MD5) / Rejected by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: O arquivo para ser submetido no repositório deve ser em formato pdf como descrito no item 13 do tutorial do repositório: 13. Para enviar o arquivo contendo sua dissertação ou tese é necessário que:  o arquivo esteja no formato Portable Document Format (PDF);  o arquivo não esteja protegido;  o trabalho (dissertação ou tese) esteja reunido em um único arquivo, inclusive os apêndices e anexos. Agradecemos a compreensão on 2018-02-23T13:51:33Z (GMT) / Submitted by MILENA TAVARES LIMA null (milena.tavares@hotmail.com) on 2018-02-23T13:57:19Z No. of bitstreams: 1 Tese_Milena_Tavares_Lima_Constancio.pdf: 2839426 bytes, checksum: 0aaadc8cdfe45a78b2777dd26109dea2 (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-02-23T17:32:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 constancio_mtl_dr_jabo.pdf: 2839426 bytes, checksum: 0aaadc8cdfe45a78b2777dd26109dea2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-23T17:32:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 constancio_mtl_dr_jabo.pdf: 2839426 bytes, checksum: 0aaadc8cdfe45a78b2777dd26109dea2 (MD5) Previous issue date: 2018-01-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O interesse no estudo de comunidades microbianas de ambientes pouco avaliados, impactados e/ou extremos tem aumentado significativamente. Dentre os ambientes estudados, encontram-se as águas residuais de áreas de mineração. Com o grande número de cavas e lagoas de rejeitos gerados através da atividade mineradora e o pouco estudo deste tema no Brasil, foi desenvolvido este trabalho, onde avaliamos a taxonomia e capacidade funcional da comunidade microbiana. As amostras de água foram coletadas de uma cava de mineração e uma lagoa de rejeitos de uma região anteriormente utilizada para extração de minério de ferro no Centro de Biodiversidade (CeBio) da empresa VALE/SA, em Sabará/MG. Análises do perfil de atividade metabólica indicaram um excelente desempenho quanto à degradação de diferentes compostos. Além disso, o isolamento com métodos tradicionais de cultivo mostrou que algumas bactérias apresentam capacidade em produzir diferentes enzimas de interesse biotecnológico. O DNA foi extraído e sequenciado através de técnicas metagenômicas, o sequenciamento do gene de 16S rRNA foi realizado na plataforma Ion PGM™. Esta análise, além de revelar a taxonomia da comunidade presente na água da cava e lagoa, identificou o perfil funcional indicando enriquecimento de subsistemas importantes para ambas as amostras. Adicionalmente para a água da cava de mineração, foi realizado o sequenciamento do DNA total na plataforma Ion Proton™, que através de análises com o banco de dados SEED revelou genes associados à manutenção celular e ao ciclo do nitrogênio, sugerindo que a comunidade microbiana está bem adaptada ao processo de recuperação da área. Além disso, as ORfs preditas do metagenoma foram utilizadas para uma análise no banco de dados BacMet, que revelou uma abundância de genes relacionados a resistência a metais. Assim, nossos dados expandem os conhecimentos sobre a estrutura e capacidade funcional das comunidades microbianas de ambientes aquáticos impactados, fornecendo uma melhor compreensão do papel dos micro-organismos em processos de remediação natural. / The interest in the study of microbial communities of low evaluated, impacted or extreme environments has increased significantly. Among the studied environments, there is the wastewater from mining areas. Due to the large number of reject pits and lagoons generated by the mining activity and the lack of study of this theme in Brazil, this study was developed to evaluate the taxonomy and functional capacity of the microbial community. The water samples were collected from a mining pit and a reject lagoon from a region formerly used for iron extraction at the Biodiversity Center (CeBio) from VALE/SA, in Sabará/MG. Analyzes of the metabolic activity profile indicated an excellent performance regarding the degradation of different compounds. Moreover, the isolation with traditional methods of culture showed that some bacteria have the capacity to produce different enzymes of biotechnological interest. The DNA was extracted and sequenced using metagenomic techniques, the 16S rRNA gene sequencing was performed on the Ion PGM™ platform. This analysis, in addition to revealing the taxonomy of the community present in the water of the pit and the lagoon, identified the functional profile indicating enrichment of important subsystems for the studied samples. In addition to the water from the mining pit, the total DNA sequencing was carried out on the ION Proton™ platform, which, through analysis with the SEED database, revealed genes associated with cell maintenance and the nitrogen cycle, suggesting that the microbial community is well adapted to the recovery process of the area. Also, the predicted ORfs from metagenomic were used for an analysis in the BacMet database that revealed an abundance of genes related to resistance to metals. Thus, our data expand the knowledge about the structure and functional capacity of microbial communities in impacted aquatic environments, providing a better understanding of the role of microorganisms in natural remediation processes. / FAPESP: 2014/07592-3

Made available in DSpace on 2016-08-12T18:48:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-12-09. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-12T18:51:11Z : No. of bitstreams: 1 000865029.pdf: 2611225 bytes, checksum: 697ca922738a94cb06d9a27560638d2a (MD5) / Os Elementos Genéticos Móveis (EGMs) são segmentos de DNA presentes em todos os domínios, e que apresentam a capacidade de mobilização em um genoma. São considerados agentes chaves na evolução e diversificação dos seres vivos. Sequências de Inserção (IS) são os EGMs mais abundantes dos procariotos. IS são elementos compactos, que codificam o gene responsável pela mobilização, a transposase. Estudos de genômica comparativa indicam que a transposase é o gene mais abundante presente em banco de dados públicos de genomas e metagenomas. O presente estudo avaliou a abundância e diversidade de transposases a partir de dados de sequenciamento de alto rendimento provenientes de duas bibliotecas metagenômicas, a primeira originada de solo com cultivo de cana-de-açúcar e a segunda de solo de floresta. Os metagenomas foram analisados através de duas frentes de investigação. Na primeira frente de investigação foram identificadas as transposases em um conjunto de 267.879.464 reads paired-end (2x100bp) através da ferramenta MG-RAST. Na segunda frente de investigação, os reads de cada metagenoma foram montados (de novo assembly) e posteriormente anotados através da plataforma MG-RAST e da ferramenta ISsaga 2.0. A plataforma MG-RAST identificou 902.982 (reads) com função atribuída para transposases, enquanto que a ferramenta ISsaga 2.0 recuperou 592 (scaffolds) contendo quadros aberto de leitura (ORFs) codificando para transposases. Um total de 120 (22%) scaffolds e 767.534 (85%) reads anotados foram classificados em grupos taxonômicos distintos, onde o filo Proteobacteria (48% - MG-RAST e 34,3% - ISsaga 2.0) foi predominante. Análises comparativas e biocuração indicam que 695.296 (77%) dos reads foram incorretamente atribuídos com função transposase pela ferramenta MG-RAST. Dentre as famílias de transposases classificadas pelo ISsaga 2.0 destacam-se as famílias: IS110 (76/13,9%), IS3 (74/13,6%), e em particular... / Mobile Genetic Elements (MGE) are segments of DNA present in the biological domains that have the ability to move around within a genome. They are considered key player in the evolution and diversification of living things. Insertion Sequences (IS) are the most abundant MGEs of prokaryotes. IS are compact elements that encode the gene responsible for the mobilization, the transposase. Comparative genomic studies indicate that the transposase is the most abundant gene found in public database of genomes and metagenomes. This study evaluated the abundance and diversity of transposases from high-throughput sequencing data originated from two metagenomic libraries, one from soil with sugarcane cultivation and the other from forest soil. The metagenomes were analyzed through two research fronts. In the first one, transposases were identified in a set of 267. 879. 464 reads paired-end (2x100bp) by MG RAST tool. In the second front of research, the reads of each metagenome were fitted (de novo assembly) and subsequently recorded by ISsaga 2.0 tool and platform MG-RAST. The platform MG- RAST identified 902.982 (reads) with allocated transposase function, whereas the 2.0 ISsaga tool recovered 592 (scaffolds) containing open reading frames (ORFs) coding for transposase. A total of 120 (22%) scaffolds and 767.534 (85%) reads noted were classified in different taxonomic groups resulting the phylum Proteobacteria (48% - MG-RAST and 34.3% - Issaga 2.0). Comparative analysis and biocuration indicate that 695.296 (77%) of the reads were incorrectly assigned with transposase function by MG-RAST tool. Among the families of transposase classified by Issaga 2.0, feature the families: IS110 (76 / 13.9%), IS3 (74 / 13.6%), and particularly 65 scaffolds (11.9%) from ISNCY family (not classified yet). Another noticeable result is that no IS previously described in the literature has been identified in these metagenomic data. This study revealed: (a) MG-RAST ...

Made available in DSpace on 2016-09-27T13:39:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-12-03. Added 1 bitstream(s) on 2016-09-27T13:45:06Z : No. of bitstreams: 1 000865034_20171203.pdf: 153851 bytes, checksum: 30ebdc494e0c9267585653b781683912 (MD5) Bitstreams deleted on 2017-12-08T12:00:13Z: 000865034_20171203.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-12-08T12:01:06Z : No. of bitstreams: 1 000865034.pdf: 1774770 bytes, checksum: cbbb1c1e9d8ae900c12fb9153a166e2e (MD5) / A partir de uma biblioteca metagenômica de um consórcio microbiano degradador de óleo diesel, um clone (PL3C3) expressando um novo gene de protease foi selecionado dentre vinte e seis positivos para degradação de azocaseína. Através do sequenciamento, foi analisado um contig e identificado uma ORF que codifica a proteína, denominada ORF19 composta por 966 pb, 321 aminoácidos, exibindo 69% de identidade com uma alfa/beta hidrolase de Parvibaculum lavamentivorans DS-1(número de acesso ABS62095.1). A sequência da ORF19 após análise em um banco de dados de protease - MEROPS - mostrou 74,3% de identidade com uma serino-protease da família S9U (número de acesso MER095859). Através da análise filogenética, foi possível sugerir que a ORF19 é um novo membro desta família exibindo a tríade catalítica e motivos conservados característicos. A massa molecular da proteína foi estimado em 35 kDa, tendo por base a sua composição em aminoácidos e estimativas junto ao programa Protparam, e considerando o padrão de migração eletroforética da proteína em condições desnaturantes. O gene da ORF19 foi clonado no vetor de expressão pET28a, porém, a proteína recombinante não foi super-expressa em Escherichia coli BL21 (DE3). Contudo, a troca de hospedeiro, vetor, e estudos para uma super-expressão é necessário para a obtenção da proteína, visando sua futura caracterização. Este estudo contribui para a descoberta de uma nova serino-protease utilizando abordagens moleculares, como a metagenômica / From a metagenomic library of a microbial consortium that degrades diesel oil, a clone (PL3C3) expressing a novel protease gene was selected from twenty six positive for azocasein degradation. Through sequencing, an analysis was made contig and identified an ORF encoding a protein, called ORF19 composed of 966 bp, 321 amino acids, exhibiting 69% identity with an alpha / hydrolase beta Parvibaculum lavamentivorans DS-1 (accession number ABS62095. 1). The sequence of ORF19 after analysis of a protease database - MEROPS - showed 74.3% identity with a serine protease family S9U (access number MER095859). Through phylogenetic analysis, it was possible to suggest that ORF19 is a new member of this family displaying the catalytic triad and characteristic conserved motifs. The molecular mass of the protein was estimated at 35 KDa, based on its amino acid composition and estimates Protparam by the program, and considering the pattern of electrophoretic migration of the protein under denaturing conditions. The ORF19 gene was cloned into the pET28a expression vector, but not the recombinant protein was overexpressed in E. coli BL21 (DE3). However, the exchange of host, vector, and studies for overexpression is required to obtain the protein, for their further characterization. This study contributes to the discovery of a new serine protease using molecular approaches, as metagenomic

Orientador: João Pessoa de Araújo Junior / Coorientador: Alexander Welker Biondo / Banca: Maria Inês de Moura Campopos Pardini / Banca: Deilson Elgui de Oliveira / Banca: Jean Carlos Ramos da Silva / Banca: Walfrido Kuhl Svoboda / Resumo: Zoonoses emergentes com origem em animais selvagens representam a mais significante e crescente ameaça à saúde global. Os primatas não humanos contribuem com 20% das principais doenças humanas, são considerados o principal modelo experimental e também servem como sentinelas para diferentes doenças que acometem o homem. Os objetivos da presente tese foram desenvolver protocolos de metagenômica viral para detectar sequências de vírus a partir de plasma de primatas não humanos do Novo Mundo (Saimiri sciuratus, Aotus ainfulatus, Alouatta guariba e Sapajus apella) mantidos em cativeiro no Centro Nacional de Primatas (Belém, PA), no Refúgio Biológico Bela Vista (Foz do Iguaçu, PR) e no Parque Ecológico do Tietê (São Paulo, SP). A tecnologia Illumina (MiSeq) foi usada para o sequenciamento massivo e um fluxograma bioinformático foi desenvolvido para analisar as sequências obtidas. De forma geral, genomas correspondentes a diferentes famílias virais foram identificadas e ênfase foi dada ao torque teno vírus, ao vírus da hepatite G (tipos A e B), parvovírus e papilomavírus. Uma nova sequência de genoma completo do gênero Hepacivirus, família Flaviviridae, foi identificado em primatas do sul do Brasil. Os resultados demonstram a possibilidade de variedade de genomas virais presentes em primatas do Novo Mundo, considerados clinicamente saudáveis e destaca a importância de estudos que objetivam identificar possíveis vírus emergentes. Palavras-chave: doenças infecciosas emergentes, primatas não humanos do Novo Mundo, metagenômica viral, sequenciamento massivo e um fluxograma bioinformático foi desenvolvido para analisar as sequências obtidas. De forma geral,genomas correspondentes a diferentes famílias virais foram identificadas e ênfase foi dada ao torque teno vírus, ao vírus da hepatite G (tipos A e B), parvovírus e papilomavírus. Uma nova sequência de genoma completo do gênero Hepacivirus, família ... / Abstract: Wild animals-borne emerging zoonoses represent the most significant and growing threat to global health. Non-human primates contribute with 20% of major human diseases, as they are considered the main experimental model and also can be considered sentinels for different diseases that affect humans. The aims of the present thesis were to develop a viral metagenomics protocol to detect sequences from viruses in plasma from captive New World non-human primate species (Saimiri sciuratus, Aotus ainfulatus, Alouatta guariba e Sapajus apella) from National Primate Center (Belém, PA), Bela Vista Biological Sanctuary (BVBS, Foz do Iguaçu, PR), and Tietê Ecological Park (São Paulo, SP). The Illumina technology (MiSeq) was used for deep sequencing, and a bioinformatics pipeline was developed in order to analyze the sequences obtained. Overall, genomes corresponding to different viral families were identified from plasma, and emphasis was given to torque tenus virus, hepatitis G virus types A and B, parvovirus, and pappilomavirus. A new whole-genome sequence from Hepacivirus genus, Flaviviridae family, was identified in monkeys from Southern Brazil. The results demonstrate the wide variety of viral genomes present on clinically healthy New World monkeys and highlight the importance of studies that aim to identify possible emerging viruses / Doutor

Orientador: Alessandro de Mello Varani / Coorientador: Elisângela Soares Gomes / Banca: Marcos Túlio Oliveira / Banca: Mariana Carina Frigieri / Resumo: Os Elementos Genéticos Móveis (EGMs) são segmentos de DNA presentes em todos os domínios, e que apresentam a capacidade de mobilização em um genoma. São considerados agentes chaves na evolução e diversificação dos seres vivos. Sequências de Inserção (IS) são os EGMs mais abundantes dos procariotos. IS são elementos compactos, que codificam o gene responsável pela mobilização, a transposase. Estudos de genômica comparativa indicam que a transposase é o gene mais abundante presente em banco de dados públicos de genomas e metagenomas. O presente estudo avaliou a abundância e diversidade de transposases a partir de dados de sequenciamento de alto rendimento provenientes de duas bibliotecas metagenômicas, a primeira originada de solo com cultivo de cana-de-açúcar e a segunda de solo de floresta. Os metagenomas foram analisados através de duas frentes de investigação. Na primeira frente de investigação foram identificadas as transposases em um conjunto de 267.879.464 reads paired-end (2x100bp) através da ferramenta MG-RAST. Na segunda frente de investigação, os reads de cada metagenoma foram montados (de novo assembly) e posteriormente anotados através da plataforma MG-RAST e da ferramenta ISsaga 2.0. A plataforma MG-RAST identificou 902.982 (reads) com função atribuída para transposases, enquanto que a ferramenta ISsaga 2.0 recuperou 592 (scaffolds) contendo quadros aberto de leitura (ORFs) codificando para transposases. Um total de 120 (22%) scaffolds e 767.534 (85%) reads anotados foram classificados em grupos taxonômicos distintos, onde o filo Proteobacteria (48% - MG-RAST e 34,3% - ISsaga 2.0) foi predominante. Análises comparativas e biocuração indicam que 695.296 (77%) dos reads foram incorretamente atribuídos com função transposase pela ferramenta MG-RAST. Dentre as famílias de transposases classificadas pelo ISsaga 2.0 destacam-se as famílias: IS110 (76/13,9%), IS3 (74/13,6%), e em particular... / Abstract: Mobile Genetic Elements (MGE) are segments of DNA present in the biological domains that have the ability to move around within a genome. They are considered key player in the evolution and diversification of living things. Insertion Sequences (IS) are the most abundant MGEs of prokaryotes. IS are compact elements that encode the gene responsible for the mobilization, the transposase. Comparative genomic studies indicate that the transposase is the most abundant gene found in public database of genomes and metagenomes. This study evaluated the abundance and diversity of transposases from high-throughput sequencing data originated from two metagenomic libraries, one from soil with sugarcane cultivation and the other from forest soil. The metagenomes were analyzed through two research fronts. In the first one, transposases were identified in a set of 267. 879. 464 reads paired-end (2x100bp) by MG RAST tool. In the second front of research, the reads of each metagenome were fitted (de novo assembly) and subsequently recorded by ISsaga 2.0 tool and platform MG-RAST. The platform MG- RAST identified 902.982 (reads) with allocated transposase function, whereas the 2.0 ISsaga tool recovered 592 (scaffolds) containing open reading frames (ORFs) coding for transposase. A total of 120 (22%) scaffolds and 767.534 (85%) reads noted were classified in different taxonomic groups resulting the phylum Proteobacteria (48% - MG-RAST and 34.3% - Issaga 2.0). Comparative analysis and biocuration indicate that 695.296 (77%) of the reads were incorrectly assigned with transposase function by MG-RAST tool. Among the families of transposase classified by Issaga 2.0, feature the families: IS110 (76 / 13.9%), IS3 (74 / 13.6%), and particularly 65 scaffolds (11.9%) from ISNCY family (not classified yet). Another noticeable result is that no IS previously described in the literature has been identified in these metagenomic data. This study revealed: (a) MG-RAST ... / Mestre

Orientador: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos / Banca: Rodrigo Matheus Pereira / Banca: Janete Apparecida Desidério / Resumo: A partir de uma biblioteca metagenômica de um consórcio microbiano degradador de óleo diesel, um clone (PL3C3) expressando um novo gene de protease foi selecionado dentre vinte e seis positivos para degradação de azocaseína. Através do sequenciamento, foi analisado um contig e identificado uma ORF que codifica a proteína, denominada ORF19 composta por 966 pb, 321 aminoácidos, exibindo 69% de identidade com uma alfa/beta hidrolase de Parvibaculum lavamentivorans DS-1(número de acesso ABS62095.1). A sequência da ORF19 após análise em um banco de dados de protease - MEROPS - mostrou 74,3% de identidade com uma serino-protease da família S9U (número de acesso MER095859). Através da análise filogenética, foi possível sugerir que a ORF19 é um novo membro desta família exibindo a tríade catalítica e motivos conservados característicos. A massa molecular da proteína foi estimado em 35 kDa, tendo por base a sua composição em aminoácidos e estimativas junto ao programa Protparam, e considerando o padrão de migração eletroforética da proteína em condições desnaturantes. O gene da ORF19 foi clonado no vetor de expressão pET28a, porém, a proteína recombinante não foi super-expressa em Escherichia coli BL21 (DE3). Contudo, a troca de hospedeiro, vetor, e estudos para uma super-expressão é necessário para a obtenção da proteína, visando sua futura caracterização. Este estudo contribui para a descoberta de uma nova serino-protease utilizando abordagens moleculares, como a metagenômica / Abstract: From a metagenomic library of a microbial consortium that degrades diesel oil, a clone (PL3C3) expressing a novel protease gene was selected from twenty six positive for azocasein degradation. Through sequencing, an analysis was made contig and identified an ORF encoding a protein, called ORF19 composed of 966 bp, 321 amino acids, exhibiting 69% identity with an alpha / hydrolase beta Parvibaculum lavamentivorans DS-1 (accession number ABS62095. 1). The sequence of ORF19 after analysis of a protease database - MEROPS - showed 74.3% identity with a serine protease family S9U (access number MER095859). Through phylogenetic analysis, it was possible to suggest that ORF19 is a new member of this family displaying the catalytic triad and characteristic conserved motifs. The molecular mass of the protein was estimated at 35 KDa, based on its amino acid composition and estimates Protparam by the program, and considering the pattern of electrophoretic migration of the protein under denaturing conditions. The ORF19 gene was cloned into the pET28a expression vector, but not the recombinant protein was overexpressed in E. coli BL21 (DE3). However, the exchange of host, vector, and studies for overexpression is required to obtain the protein, for their further characterization. This study contributes to the discovery of a new serine protease using molecular approaches, as metagenomic / Mestre

A costa do Rio Grande do Sul recebe sazonalmente uma variedade de espécies marinhas que incluem aves, tartarugas e mamíferos. Entre elas, os lobos-marinhos são observados freqüentemente nas praias do litoral, principalmente durante os meses de inverno. Embora muitos destes animais procurem as praias para descansar, muitos deles chegam debilitados ou mortos. Estabelecer quais são os prováveis agentes microbiológicos que possam causar doenças nestes animais e seu potencial para transmissão de zoonoses é uma tarefa difícil pelos dados disponíveis. O objetivo deste estudo foi de aplicar uma análise metagenômica para caracterizar o viroma fecal de lobos-marinhos encontrados mortos ao longo da costa sul-rio-grandense. Duas espécies foram examinadas: o lobo-marinho-sul-americano (Arctocephalus australis) e o lobo-marinho-subantártico (Arctocephalus tropicalis). Dez amostras de fezes de A. australis (n=5) e A. tropicalis (n=5) foram coletadas dos intestinos de lobos-marinhos mortos e as partículas virais foram purificadas, extraídas e uma PCR randômica foi realizada. Os produtos amplificados foram seqüenciados por duas plataformas de seqüenciamento, Ion Torrent e Illumina, e os contigs foram submetidos ao BLASTx. Ambos os viromas foram predominados por bacterófagos, no entanto, vírus entéricos de eucariotos e potenciais novos vírus também foram encontrados. Seqüências de anelovírus, parvovírus e picornavírus foram identificadas nas duas espécies de lobos-marinhos. Seqüências de picobirnavírus e semelhantes a hepevírus foram identificadas em A. australis, enquanto sapovírus, rotavírus e sakobuvírus foram encontrados em A. tropicalis. Estes resultados contribuem para um maior entendimento dos vírus que circulam entre as populações de lobos-marinhos. / The Rio Grande do Sul coast, the southernmost state in Brazil, seasonally hosts numerous marine species, including birds, turtles and mammals. Among the marine mammals, the Subantarctic and South American fur seals are observed near and on-shore frequently, particularly during winter months. Although some reach the coast to rest, several are found dead or debilitated along the shore. Establishing microbial etiological agents of diseases and the potential for fur seals to serve as reservoirs of zoonotic diseases remains limited due to available data. The aim of this study was to apply a metagenomic approach to characterize the fecal virome of fur seals found dead along the Rio Grande do Sul coast. Two species were analyzed: the South American fur seal (Arctocephalus australis) and the Subantarctic fur seal (Arctocephalus tropicalis). Ten fecal samples from A. australis (n=5) and A. tropicalis (n=5) were collected from the intestines of dead fur seals and viral particles were purified, extracted and a random PCR was performed. The amplified products were sequenced through Ion Torrent and Illumina NGS platforms and assembled reads were subjected to BLASTx searches. Both viromes were dominated by bacteriophages, however, enteric and potentially novel eukaryotic viruses were also found. Sequences of anellovirus, parvovirus and picornavirus were identified in both fur seal species. Sequences of picobirnavirus and a hepevirus-like were identified in A. australis; while sapovirus, rotavirus and sakubovirus were found in A. tropicalis. These findings contribute to a better understanding of the viruses that occur in fur seal populations.

A costa do Rio Grande do Sul recebe sazonalmente uma variedade de espécies marinhas que incluem aves, tartarugas e mamíferos. Entre elas, os lobos-marinhos são observados freqüentemente nas praias do litoral, principalmente durante os meses de inverno. Embora muitos destes animais procurem as praias para descansar, muitos deles chegam debilitados ou mortos. Estabelecer quais são os prováveis agentes microbiológicos que possam causar doenças nestes animais e seu potencial para transmissão de zoonoses é uma tarefa difícil pelos dados disponíveis. O objetivo deste estudo foi de aplicar uma análise metagenômica para caracterizar o viroma fecal de lobos-marinhos encontrados mortos ao longo da costa sul-rio-grandense. Duas espécies foram examinadas: o lobo-marinho-sul-americano (Arctocephalus australis) e o lobo-marinho-subantártico (Arctocephalus tropicalis). Dez amostras de fezes de A. australis (n=5) e A. tropicalis (n=5) foram coletadas dos intestinos de lobos-marinhos mortos e as partículas virais foram purificadas, extraídas e uma PCR randômica foi realizada. Os produtos amplificados foram seqüenciados por duas plataformas de seqüenciamento, Ion Torrent e Illumina, e os contigs foram submetidos ao BLASTx. Ambos os viromas foram predominados por bacterófagos, no entanto, vírus entéricos de eucariotos e potenciais novos vírus também foram encontrados. Seqüências de anelovírus, parvovírus e picornavírus foram identificadas nas duas espécies de lobos-marinhos. Seqüências de picobirnavírus e semelhantes a hepevírus foram identificadas em A. australis, enquanto sapovírus, rotavírus e sakobuvírus foram encontrados em A. tropicalis. Estes resultados contribuem para um maior entendimento dos vírus que circulam entre as populações de lobos-marinhos. / The Rio Grande do Sul coast, the southernmost state in Brazil, seasonally hosts numerous marine species, including birds, turtles and mammals. Among the marine mammals, the Subantarctic and South American fur seals are observed near and on-shore frequently, particularly during winter months. Although some reach the coast to rest, several are found dead or debilitated along the shore. Establishing microbial etiological agents of diseases and the potential for fur seals to serve as reservoirs of zoonotic diseases remains limited due to available data. The aim of this study was to apply a metagenomic approach to characterize the fecal virome of fur seals found dead along the Rio Grande do Sul coast. Two species were analyzed: the South American fur seal (Arctocephalus australis) and the Subantarctic fur seal (Arctocephalus tropicalis). Ten fecal samples from A. australis (n=5) and A. tropicalis (n=5) were collected from the intestines of dead fur seals and viral particles were purified, extracted and a random PCR was performed. The amplified products were sequenced through Ion Torrent and Illumina NGS platforms and assembled reads were subjected to BLASTx searches. Both viromes were dominated by bacteriophages, however, enteric and potentially novel eukaryotic viruses were also found. Sequences of anellovirus, parvovirus and picornavirus were identified in both fur seal species. Sequences of picobirnavirus and a hepevirus-like were identified in A. australis; while sapovirus, rotavirus and sakubovirus were found in A. tropicalis. These findings contribute to a better understanding of the viruses that occur in fur seal populations.