Resumo |
Cianobactérias (filo Cyanobacteriota) são micro-organismos procariontes gram-negativos que possuem a capacidade de realizar fotossíntese oxigênica. Tais micro-organismos são conhecidos por terem uma ampla diversidade genética e fisiológica. Devido a essa diversidade, as cianobactérias habitam um amplo espectro ambiental, inclusive ambientes com a presença e acúmulo de diversos metais pesados, como por exemplo, o arsênio (As). Assim, as cianobactérias podem habitar ambientes contaminados com As, como os corpos de água doce que servem de efluentes de resíduos de mineração. Com efeito, a participação desses micro-organismos em etapas do ciclo biogeoquímico do As tem sido demonstrada uma vez que as cianobactérias são organismos capazes de crescer junto a esses contaminantes, e até, metaboliza-los. Em cianobactérias, alterações fisiológicas e bioquímicas, bem como genômicas (expressão e regulação) estão envolvidas na resposta ao estresse por As. Neste contexto, o presente estudo objetivou a caracterização do potencial genético de metabolizar o arsenito, por meio da prospecção molecular (PCR e sequenciamento) dos genes arsB, arsC e arsM em três linhagens pertencentes a Coleção de Cianobactérias e Microalgas da UFV (CCM-UFV). Além disso, foram ainda avaliados os impactos do arsenito sobre o metabolismo primário dessas linhagens. Foi possível sequenciar o gene acr3, gene com mesma função, porém estruturalmente diferente do arsB. Também foi possível sequenciar o gene arsM. Foi possível observar que, dentro do grupo das cianobactérias, o gene acr3 parece possuir uma topologia diferente da encontrada para a sistemática tradicional (filogenia do gene 16S rRNA). Isso indica que provavelmente processos de deleção e reaquisição genica ocorreram para esse gene no grupo das cianobactérias. Para o arsM foi encontrado um padrão semelhante ao encontrado dentro da filogenia do gene 16S rRNA, indicando que esse gene tem uma origem muito antiga e que sua evolução se manteve congruente a diversificação dos grupos de cianobactéria. Em relação às análises metabólicas, observou-se variação nos conteúdos de pigmentos, proteínas, aminoácidos solúveis totais e glicogênio entre as linhagens e fases de crescimento analisadas. O conteúdo de pigmentos fotossintéticos apresentou poucas alterações na presença de arsenito, exceto para as linhagens heterocitadas na fase estacionária. As linhagens heterocitadas apresentaram uma aparente mobilização proteica em resposta ao arsenito, ao passo que o conteúdo de glicogênio aumentou em resposta a maior concentração de arsenito, sugerindo alterações no metabolismo de reservas nessas linhagens. Esses resultados são promissores e têm implicações significativas permitindo a seleção de linhagens com potencial biorremediador. A identificação e sequenciamento dos genes acr3 e arsM em cianobactérias fornecem informações valiosas acerca da sua estrutura e evolução, assim como os impactos do arsenito sobre o metabolismo desses indivíduos. |