Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/24899
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Caracterização funcional de genes relacionados à biorremediação em bactérias de estações de tratamento de esgoto
Alternate title (s): Functional genomic characterization of bioremediation genes in the main wastewater treatment bacteria
Author: Araújo, Laura Rodrigues
First Advisor: Barbosa, Aulus Estevão Anjos de Deus
First member of the Committee: Gomes, Matheus de Souza
Second member of the Committee: Machado, Vinícius de Morais
Summary: A contaminação dos corpos d'água, principalmente devido à descarga inadequada de efluentes, é uma das atividades antrópicas mais impactantes ao meio ambiente, e que causa diversos problemas sanitários, econômicos e sociais. Neste sentido, é importante entender os processos biológicos que ocorrem nas estações de tratamento de esgoto que permitem a biorremediação desses resíduos. As bactérias são os microrganismos mais presentes nesses ambientes, promovendo a remoção e/ou degradação de matéria orgânica e do excesso de diversos nutrientes como nitrogênio, fósforo e enxofre. Com o objeto de melhorar a compreensão dos processos de biorremediação, neste trabalho foram identificadas as principais espécies bacterianas presentes em diferentes estações de tratamento de esgoto e, por análise genômica, foi verificado quais dessas bactérias possuem os genes de vias de degradação ou absorção de compostos de nitrogênio, enxofre e fósforo. Os genomas de 158 espécies de bactérias isoladas de estações de tratamento de esgoto foram analisados em busca dos genes dos seguintes processos: nitrificação, desnitrificação, redução dissimilatória de nitrato, acumulação de fósforo, redução assimilatória de sulfato e redução e oxidação dissimilatória de sulfato. 79 espécies de bactérias possuíam pelo menos uma das vias completas, e 11 dessas espécies apresentaram três ou mais vias completas: Acidovorax caeni, Acidovorax delafieldii, Acidovorax temperans, Burkholderia vietnamiensis, Comamonas thiooxydans, Nitrobacter vulgaris, Nitrobacter winogradskyi, Paracoccus denitrificans, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens e Thiothrix nivea. Paracoccus denitrificans destaca-se por possuir o maior número de vias completas, possuindo os genes de desnitrificação, redução dissimilatória de nitrato, redução assimilatória de sulfato e do processo de acumulação de fósforo. A via de nitrificação foi menos frequente, sendo encontrada apenas em duas espécies: Candidatus Nitrospira nitrificans e Candidatus Nitrospira nitrosa. Portanto, os resultados deste trabalho auxiliam no entendimento dos processos metabólicos realizados por bactérias presentes nas estações de tratamento de esgoto e auxiliam na otimização do processo indicando bactérias mais adaptadas à biorremediação. Além disso, os resultados podem ser utilizados no desenvolvimento de organismos geneticamente modificados mais eficientes no tratamento de esgoto.
Abstract: Contamination of water bodies, mainly due to inadequate discharge of effluents, is one of the most impacting anthropogenic activities to the environment, causing sanitary, economic, and social problems. Therefore, it is necessary to understand the biological processes that occur in the wastewater treatment plants that allow the bioremediation of these wastes. Bacteria are the most present microorganisms in these environments, promoting the removal and/or degradation of organic matter and various nutrients like nitrogen, phosphorus, and sulfur. In this work, the main bacterial species present in different sewage treatment plants were identified and, by genomic analysis, which of these bacteria have the genes of degradation or absorption pathways of nitrogen, sulfur and phosphorus compounds. The genomes of 158 bacteria species, isolated from sewage treatment plants, were analyzed in search of the following pathways: nitrification, denitrification, dissimilatory nitrate reduction, phosphorus accumulation, assimilatory sulfate reduction, and dissimilatory sulfate reduction and oxidation. Seventy-nine bacteria species had at least one of the complete pathways, of which 11 had 3 or more complete pathways: Acidovorax caeni, Acidovorax delafieldii, Acidovorax temperans, Burkholderia vietnamiensis, Comamonas thiooxydans, Nitrobacter vulgaris, Nitrobacter winogradskyi, Paracoccus denitrificans, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens, and Thiothrix nivea. Paracoccus denitrificans stands out for having the largest number of complete pathways, possessing the genes of denitrification, dissimilatory nitrate reduction, assimilatory sulfate reduction, and phosphorus accumulation processes. Nitrification pathway was less frequent, found only in 2 species: Candidatus Nitrospira nitrificans and Candidatus Nitrospira nitrosa. Therefore, the results of this work help in understanding the metabolic processes performed by the bacteria in the sewage treatment plants and in optimizing the process that indicate which bacteria are more adapted to bioremediation. In addition, the results can be used in the development of more efficient genetically modified organisms to depollute sewages.
Keywords: Biotecnologia
Esgotos - Análise e tratamento
Bactérias
Genomas
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Biotecnologia
Quote: ARAUJO, Laura Rodrigues. Caracterização funcional de genes relacionados à biorremediação em bactérias de estações de tratamento de esgoto. 2019. 53 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, 2019. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.1293
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.1293
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/24899
Date of defense: 12-Mar-2019
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Biotecnologia (Patos de Minas)

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