Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-01T13:22:09Z
No. of bitstreams: 1
thiagopereiradasilva.pdf: 8248708 bytes, checksum: 846bfbc45d8748f458221b2646af213c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T16:00:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1
thiagopereiradasilva.pdf: 8248708 bytes, checksum: 846bfbc45d8748f458221b2646af213c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T16:00:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1
thiagopereiradasilva.pdf: 8248708 bytes, checksum: 846bfbc45d8748f458221b2646af213c (MD5)
Previous issue date: 2012-03-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O bacterioplâncton é um dos componentes da cadeia trófica em ecossistemas
aquáticos, sendo regulado por fatores como disponibilidade de nutrientes,
temperatura, predação e infecção viral. A morte de bactérias é caracterizada como o
processo de perda funcional e morfológica da célula e tem função de controlar a
abundância e produção bacteriana, com significado importante na ciclagem de
carbono e nutrientes nos ecossistemas aquáticos. No entanto, o processo de morte
celular em bactérias aquáticas é desconhecido. Ainda não se sabe se a morte celular
programada (MPC), processo regulado e bem conhecido em organismos eucariotos,
ocorre em bactérias aquáticas. Este trabalho teve por objetivo investigar a ocorrência
de MCP em bactérias aquáticas utilizando dois modelos de ecossistemas: lago Batata
e lago dos Manacás. O lago Batata é um ecossistema amazônico de inundação e
encontra-se divido em duas áreas: impactada e natural. O lago dos Manacás é um
ecossistema artificial localizado em Minas Gerais. Três grupos de bactérias,
provenientes do lago dos Manacás, lago Batata – área natural e lago Batata – área
impactada foram estudados. As amostras de água foram coletadas na sub-superfície
dos lagos e processadas para análises da viabilidade celular por microscopia de
fluorescência e da fragmentação de DNA por citometria de fluxo. Em paralelo,
amostras do lago Batata – área impactada foram processadas para microscopia
eletrônica de transmissão (MET) para caracterizar a diversidade ultraestrutural da
comunidade bacteriana e investigar a ocorrência de alterações celulares bacterianas.
Os resultados da viabilidade celular utilizando marcadores específicos para
integridade de membrana (LIVE/DEAD BacLight) mostraram diretamente a presença
de bactérias vivas/viáveis e mortas/inviáveis . O lago Batata apresentou maior
proporção de morte celular bacteriana (36,20%) em comparação com o lago dos
Manacás (19,66%). As análises de fragmentação de DNA (ensaio TUNEL) mostraram
que a MCP constitui um fenômeno presente nos ecossistemas aquáticos estudados,
com maior ocorrência na área impactada do lago Batata. A MET revelou a presença
de bactérias aquáticas com grande diversidade ultraestrutural, representada por
diferenças morfológicas quanto ao envoltório celular, cápsula, mesossomos, vesículas
membranosas, partículas aderidas e tilacóides. Além disso, 34,28% das bactérias
apresentavam vírus no citoplasma. A diversidade ultraestrutural pode representar a
ampla diversidade metabólica e adaptativa bacteriana, enquanto a presença de vírus
parece relacionada com a morte bacteriana. As análises de integridade ultraestrutural
mostraram que (i) a maior proporção de bactérias encontrava-se com alterações
ultraestruturais indicativas de processo de morte, (ii) a frequência de ocorrência de
cápsula foi menor nas bactérias vazias, (iii) bactérias com alterações apresentaram
maior frequência de partículas aderidas, e (v) o número médio de fagos por secção foi
significativamente maior nas bactérias alteradas em comparação com as bactérias
intactas. A MET mostrou a ocorrência de alterações ultraestruturais típicas de MCP,
como retração e condensação citoplasmáticas. Em conjunto, nossos dados ressaltam
morte bacteriana como um evento importante atuando na regulação da comunidade
bacteriana e demonstra, pela primeira vez, a ocorrência de MCP em bactérias
aquáticas. A MCP pode ter significado funcional como um dos mecanismos
desenvolvidos para sobrevivência da comunidade bacteriana. / The bacterioplankton is an important component of the food web structure in aquatic
ecosystems and it is regulated by many factors such as nutrient supply, temperature,
predation and virus infection. Bacterial death is characterized by functional and
morphological loss of the bacterial cell with roles in the control process of abundance
and bacterial production of aquatic ecosystems and functional meaning in the carbon
and nutrient cycles. However, the cell death process in aquatic bacteria remains to be
defined. Programmed cell death (PCD) is a regulated process largely known in
eukaryotic organisms. There are not studies dealing with PCD occurrence in aquatic
bacteria. This study aimed to investigate the occurrence of PCD in free-living aquatic
bacteria in two models of aquatic ecosystems: Batata lake and Manacás lake. Batata
Lake is located on floodplain Trombetas river in northern of Brazilian Amazon. This
ecosystem has been impacted for bauxite tailings over teen years and it is presently
divided in impacted and natural stations. Manacás Lake is an artificial system located
in Minas Gerais. Three groups of bacteria from Manacás Lake, Batata lake – impacted
area - and Batata lake – natural area -were studied. Water samples were collected
from the subsurface of these lakes and processed for analyses of bacterial viability by
fluorescence microscopy and DNA fragmentation by flow citometry. In parallel,
samples from Batata lake – impacted area - were processed for transmission electron
microscopy (TEM) for characterization of the bacterial community ultrastructural
diversity and investigation of bacteria alterations. Our cell viability results using
specific markers for membrane integrity (LIVE/DEAD BacLight) showed directly the
presence of live/viable and dead/ not viable bacteria. Batata lake presented a higher
proportion of bacterial death (36,20%) compared to Manacás lake (19,66%). DNA
fragmentation analyses (TUNEL assay) showed that PCD is a phenomenon occurring
in all aquatic ecosystems investigated, with higher frequency in the Batata lakeimpacted
area compared to the other ecosystems. Our TEM analyses revealed a great
bacterial ultrastructural diversity represented by morphological differences in the
cellular envelope, capsule, mesosomes, membrane vesicles, attached particles and
thylacoids. Moreover, around 34,28% of the bacteria showed virus in their cytoplasm.
The ultrastructural diversity may represent the large metabolic and adaptative diversity
of aquatic bacteria while the presence of virus may be related to bacterial death. Our
ultrastructural integrity analyses showed that (i) the higher proportion of bacteria was
in death process or dead (damaged and empty), (ii) the capsule frequency is lower in
empty bacteria, (iii) the higher bacteria-particle association was found in altered
bacteria, (iv) the mean number of viruses per cell section was higher in altered
compared to intact bacteria. TEM also showed the presence occurrence of typical
ultrastructural changes indicative of MPC, such as cell retraction and condensation.
Altogether, our data demonstrate that PCD occur in aquatic bacteria, and that this
event may be a survival mechanism for bacterial communities in these ecosystems.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/1934 |
| Date | 29 March 2012 |
| Creators | Silva, Thiago Pereira da |
| Contributors | Melo, Rossana Correa Netto de, Chiarini-Garcia, Hélio, Bizarro, Heloísa D’Avila da Silva |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora, Programa de Pós-graduação em Ecologia, UFJF, Brasil, ICB – Instituto de Ciências Biológicas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0039 seconds