Os organismos extremófilos são considerados atualmente reservatórios de novas biomoléculas de interesse biotecnológico. Dentro deste grupo encontram-se os microrganismos que requerem altas concentrações de sal para crescer, denominados halófilos. Também existem os halotolerantes que são aqueles microrganismos que não precisam de sal para proliferar, mas toleram altas concentrações de NaCl. Os ambientes salinos provaram ser uma fonte rica de microrganismos halotolerantes produtores de novos compostos naturais e, portanto, a pesquisa nestes ambientes torna-se de grande importância. No Brasil, na região salina de Areia Branca no bioma caatinga, foram isoladas bactérias halotolerantes que foram estudadas com o objetivo de avaliar a produção de novos biopolímeros de interesse biotecnológico. Acredita-se que os polímeros naturais desses microrganismos extremos podem ter aplicações inovadoras ou características diferentes às tradicionais. Neste estudo, os isolados foram identificados em nível de gênero com base na análise da sequência do gene 16s rRNA. Os isolados foram principalmente bactérias Gram-positivas atribuídas às famílias Bacillaceae, Staphylococcaceae, Microbacteriaceae e uma bactéria Incertae Sedis do filo firmicutes, afiliadas aos gêneros Bacillus, Staphylococcus, Curtobacterium e Exiguobacterium, respectivamente. Apenas um isolado Gram-negativo foi identificado e atribuído como membro da família Pseudomonadaceae, incluso no gênero Pseudomonas. Avaliou-se a tolerância ao sal dos isolados em meio TSB suplementado com 5, 35, 60 e 120 g/L de NaCl. Todos os isolados apresentaram a capacidade de crescer nas quatro concentrações de NaCl avaliadas, com exceção do isolado Exiguobacterium sp. sac36 que não cresceu na concentração de 120 g/L de NaCl no meio. Realizaram-se ensaios de acúmulo de polihidroxialcanoatos (PHA) e evidenciou-se que quatro isolados do gênero Bacillus são capazes de acumular 3-hidroxibutirato (3HB) a partir de glicose, xilose, e alguns destes em glicerol. Adicionalmente, confirmou-se que quando há altas concentrações de NaCl no meio, o acúmulo de 3HB dos isolados produtores diminui. Observou-se também que doze isolados halotolerantes são produtores de exopolissacarídeos (EPS). Testes realizados indicaram que os mesmos podem ter efeitos imunoestimulantes em macrófagos. Finalmente, avaliou-se a produção de ácido hialurônico (AH) pelos isolados halotolerantes. Segundo sugere o método de Alcian blue, todos os isolados foram capazes de produzir AH, mostrando que a maior parte deles acumulou o biopolímero em concentrações maiores ou semelhantes ao controle. Os resultados obtidos evidenciam que os isolados halotolerantes avaliados são uma fonte rica em compostos com atividades promissoras para as diferentes indústrias. O presente trabalho contribui no estudo do potencial biotecnológico de microrganismos isolados no bioma caatinga, destacando sua biodiversidade, versatilidade e a necessidade de continuar explorando esses ambientes extremos pouco estudados. / Extremophile organisms are considered reservoirs of new biomolecules of biotechnological interest. In this group there are microorganisms that require high salt concentration to grow, called halophiles, and halotolerant microorganisms, that do not need salt to proliferate but can tolerate high concentrations of NaCl. Saline environments proved to be a rich source of new natural compounds by halotolerant producers and therefore, research in these environments becomes of great importance. In Brazil, in the saline region of Areia Branca in the caatinga biome, halotolerant bacteria were isolated and studied in order to evaluate the production of new biopolymers of biotechnological interest. It is believed that the natural polymers of those extreme microorganisms could have innovative applications or different characteristics from the traditional biopolymers. In this study, the isolates were identified at the genus level based on 16S rRNA gene sequence analysis. Isolates were mainly Gram-positive bacteria from Bacillaceae, Staphylococcaceae and Microbacteriaceae families, and Bacillus, Exiguobacterium, Staphylococcus and Curtobacterium genera. One of the Gram-negative isolate was identified as member of the Pseudomonadaceae family, genus Pseudomonas. The evaluation of salt tolerance of the bacterial isolates on TSB medium supplemented with 5, 35, 60 and 120 g / L NaCl was performed. All the isolates showed the ability to grow in the four concentrations evaluated, except for Exiguobacterium sp. sac36, that did not grow at 120 g / L NaCl. Polyhydroxyalkanoate (PHA) accumulation assays were performed using glucose, xylose and glycerol as carbon source. The results showed that four strains of the genus Bacillus were able to accumulate 3-hydroxybutyrate (3HB) in all conditions. Additionally, it was confirmed that the presence of high concentrations of NaCl in the medium causes a decrease in 3HB accumulation in the cells. It was observed that twelve halotolerant bacteria produced exopolysaccharides (EPS). Tests performed indicated that those EPS could have immunostimulatory effects on macrophages. Finally, hyaluronic acid (HA) production was evaluated. According to Alcian blue method, all strains were able to produce HA, showing that most of the isolates accumulated the biopolymer in higher or similar concentrations to the control. The results showed that the halotolerant isolates are a rich source of compounds with promising activities for different industries. This study contributes to the knowledge of microorganisms from the caatinga biome and their biotechnological potential, highlighting their biodiversity, versatility and the need to continue exploring these poorly studied extreme environments.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-19052017-103842 |
| Date | 06 December 2016 |
| Creators | Pinilla, Maria Paula Parada |
| Contributors | Maldonado, Gabriel Padilla |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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