Dentro da vasta paisagem da microbiologia, os bacteriófagos (fagos) persistem como as entidades biológicas mais abundantes da natureza—longamente reconhecidos, mas fundamentalmente enigmáticos. Notavelmente, estes vírus exibem uma especificidade bacteriana precisa; a Terra alberga aproximadamente 10³¹ fagos, uma quantidade suficiente para se estender além da nossa galáxia se colocados em fila. Avanços revolucionários em sequenciação impulsionaram a genómica dos fagos de um nicho especializado para a vanguarda da ciência do microbioma. Este guia sistemático elucida princípios centrais, fluxos de trabalho técnicos e aplicações translacionais de sequenciação de fágios, estabelecendo um quadro conceptual abrangente para investigadores emergentes.
Representação esquemática dos fagos mais frequentemente estudados (Villalpando-Aguilar JL et al., 2022)
Capítulo 1: Conceitos Fundamentais de Sequenciação de Fagos
1.1 Características Biológicas dos Bacteriófagos
Os bacteriófagos são vírus exclusivamente parasitas dentro de hospedeiros bacterianos e arqueais, desempenhando papéis fundamentais nos ecossistemas microbianos. Distintos dos vírus típicos de animais ou plantas, os fagos exibem uma especificidade pronunciada em relação às células hospedeiras, direcionando-se a espécies ou estirpes particulares de bactérias ou arqueias para infecção. As principais características biológicas que definem os bacteriófagos incluem:
- Simplicidade Estrutural: Os componentes fundamentais de um fago são o ácido nucleico (DNA ou RNA) e uma capa proteica protetora. Este capsídeo, formado principalmente por proteínas de revestimento juntamente com proteínas acessórias, facilita a ligação e a entrada na célula hospedeira. Os fagos exibem uma considerável variação morfológica, incluindo formas poliédricas e helicoidais, além de diferenças de tamanho.
- Especificidade do Hospedeiro: Esta característica definidora significa que cada fago normalmente infecta apenas uma gama limitada de hospedeiros bacterianos ou arqueais específicos. Essa especificidade permite que os fagos influenciem de forma única as comunidades microbianas, regulando as estruturas e dinâmicas populacionais.
- Ciclo de Replicação: Os fagos replicam-se através de dois mecanismos principais: o ciclo lítico e o ciclo lisogénico.
- Ciclo Lítico: Após a invasão, o fago toma conta da maquinaria celular do hospedeiro para a rápida replicação e montagem de novas partículas virais. A lise da célula hospedeira liberta, em última instância, os fagos progenitores, matando a bactéria infectada.
- Ciclo Lisogénico: Neste estado, o DNA do fago integra-se no genoma do hospedeiro, permanecendo dormente como um profago. Alterações nas condições ambientais podem desencadear a indução do profago, ativando a via lítica e iniciando a replicação viral ativa.
- Diversidade Genética: Os bacteriófagos possuem genomas excecionalmente diversos, variando de vários quilobases a mais de cem quilobases em tamanho, frequentemente apresentando arranjos genéticos modulares. Esta plasticidade genómica confere aos fágios flexibilidade evolutiva, adaptabilidade ambiental e estratégias para contrabalançar as defesas do hospedeiro. Os seus genomas tipicamente codificam funções cruciais como reconhecimento do hospedeiro, mecanismos de infeção e fatores de virulência, oferecendo um potencial de investigação significativo.
O sequenciamento de bacteriófagos serve como uma ferramenta de investigação indispensável, oferecendo um valor académico e prático significativo ao melhorar a nossa compreensão da biologia dos fágos, das funções ecológicas e da utilidade clínica. As principais justificações e domínios de aplicação incluem:
1.2.1 Perspectivas Ecológicas
Os fagos constituem um componente substancial, mas frequentemente indetectável ("furtivo"), dentro dos ecossistemas microbianos, exercendo uma influência ambiental crítica. O sequenciamento permite que os investigadores descubram esta "matéria escura" microbiana, revelando populações de fagos anteriormente invisíveis. Estas entidades moldam significativamente as estruturas das comunidades bacterianas hospedeiras e potencialmente impulsionam o ciclo de nutrientes ambientais e as transformações de energia, proporcionando novas perspetivas para investigações ecológicas.
1.2.2 Dinâmicas Evolutivas
Como vetores primários para a transferência horizontal de genes (HGT), os fágos facilitam processos evolutivos críticos. O sequenciamento genómico permite o rastreio preciso das vias de HGT. A sua capacidade de disseminação, mecanismos de infeção e vasta diversidade genética oferecem perspetivas únicas sobre trajetórias evolutivas, particularmente a coevolução entre hospedeiros e fágos. Os genomas dos fágos frequentemente contêm diversos genes funcionais que enriquecem e evoluem ativamente os pools genéticos das bactérias hospedeiras.
1.2.3 Desenvolvimento Terapêutico
O avanço da terapia com fagos sublinha a importância do sequenciamento para o design e otimização terapêutica. A análise de diversos genomas de fagos identifica estirpes com potente atividade antibacteriana, permitindo a modificação genética direcionada para desenvolver novos tratamentos. Além disso, os fagos servem como ferramentas essenciais na engenharia genética e biologia celular; os seus genomas sequenciados facilitam a modificação personalizada para criar reagentes biológicos avançados.
1.2.4 Aplicações Clínicas
Perante o aumento da resistência a antibióticos, os fagos são cada vez mais reconhecidos como terapias alternativas promissoras. O sequenciamento elucida os mecanismos de interação entre fagos e bactérias, ajudando a compreender a disseminação da resistência e permitindo terapias de precisão contra patógenos resistentes. Crucialmente, os fagos eliminam seletivamente as bactérias resistentes, poupando a microbiota comensal, oferecendo estratégias terapêuticas direcionadas.
Capítulo 2: Visão Geral da Tecnologia de Sequenciação de Fagos
2.1 Comparação das Principais Plataformas de Sequenciamento
A tabela seguinte compara as principais características das principais plataformas de sequenciação relevantes para a genómica de bacteriófagos:
| Plataforma Técnica |
Características do Comprimento de Leitura |
Rendimento |
Precisão |
Aplicações Principais |
| Illumina |
Leituras curtas (150-300 pb) |
Alto |
>99,9% |
Montagem de genoma completo, Análise populacional |
| PacBio |
Leituras longas (10-100 kb) |
Médio |
~99% |
Resolução de regiões complexas, Sequenciação do genoma completo |
| Oxford Nanopore |
Leituras ultra-longas (>100 kb) |
Flexível |
~95% |
Sequenciação em tempo real, deteção de modificação epigenética |
| 454 Pirosequenciação |
Leituras médias (400-700 bp) |
Baixo |
>99% |
A plataforma foi descontinuada. |
2.2 Passos Chave na Preparação da Amostra
O processamento preciso das amostras garante a fiabilidade dos dados de sequenciação de fagos. Esta secção detalha as fases críticas: enriquecimento de fago, extração de ácidos nucleicos e construção de bibliotecas.
2.2.1 Enriquecimento de Fagos
O enriquecimento isola fagos-alvo de comunidades microbianas complexas ou culturas de hospedeiros. As técnicas comuns incluem:
- Filtração (0,22 μm): A utilização de membranas de 0,22 μm remove células bacterianas e detritos, permitindo a passagem de fagos devido ao seu tamanho menor, resultando em um lisado clarificado para purificação posterior.
- Precipitação de Polietileno Glicol (PEG): A adição de PEG seguida de centrifugação a baixa temperatura concentra os fagos a partir de amostras líquidas, removendo eficazmente contaminantes e aumentando os títulos virais para extração.
- Centrifugação em Gradiente de Densidade: A centrifugação através de gradientes (por exemplo, CsCl ou Cs₂SO₄) separa os fagos de impurezas com base nas diferenças de densidade de flutuação. A velocidade e a duração otimizadas alcançam bandas de fago de alta pureza.
2.2.2 Extração de Ácidos Nucleicos
Ácido nucleico puro e de alta qualidade é fundamental para o sucesso do sequenciamento. Os métodos chave são:
- Extração de Fenol-Cloroformo: Esta abordagem clássica partitiona ácidos nucleicos numa fase aquosa, enquanto proteínas desnaturadas e lípidos permanecem na fase orgânica. Extrações sequenciais produzem DNA ou RNA de alta pureza. Crítico para RNA: A estrita evitação de RNases preserva a integridade.
- Kits de Extração Comercial: Kits otimizados oferecem protocolos e reagentes padronizados, melhorando significativamente a eficiência, pureza e adequação para processamento em grande escala em comparação com métodos tradicionais.
- Avaliação da Qualidade:
A verificação pós-extração é essencial:
- Relações de Absorbância (A₂₆₀/A₂₈₀): Relações de 1,8-2,0 indicam contaminação mínima por proteínas.
- Eletroforese (Gel de Agarose): Avalia a integridade do ácido nucleico – bandas discretas para DNA; a ausência de borrões para RNA confirma a falta de degradação.
2.2.3 Construção da Biblioteca
A preparação da biblioteca adapta ácidos nucleicos para plataformas de sequenciação:
- Fragmentação: O DNA/RNA é fragmentado (ultrassonicação, enzimática, química) em tamanhos ótimos (por exemplo, 200-500 bp para plataformas de leitura curta Illumina), garantindo cobertura e precisão adequadas.
- Reparação de Extremidades e Ligação de Adaptadores: As extremidades dos fragmentos são reparadas e, em seguida, ligadas a adaptadores específicos da plataforma que contêm locais de ligação de primers e índices de amostra (códigos de barras) para sequenciação multiplexada.
- Otimização da Amplificação por PCR: A amplificação por PCR controlada enriquece fragmentos ligados a adaptadores. A otimização precisa de primers, condições e número de ciclos previne viés de amplificação, garantindo uniformidade da biblioteca e cobertura representativa.
Marcadores de sequência em locais aleatórios derivados de leituras Illumina (Plessers S et al., 2021)
Capítulo 3: Análise Bioinformática de Genomas de Fagos
Este capítulo descreve procedimentos padronizados e avançados. bioinformática fluxos de trabalho para a análise do genoma de fagos, permitindo uma exploração abrangente da função dos genes, das relações evolutivas e das interações entre fagos e hospedeiros.
3.1 Fluxo de Trabalho Analítico Padrão
O pipeline fundamental garante sequências genómicas de alta qualidade e anotação funcional precisa através de etapas sequenciais:
3.1.1 Controlo de Qualidade
- Avaliação Inicial do FASTQC: Avalia as métricas de qualidade dos dados de sequenciação bruta, incluindo pontuações de qualidade por base, viés na composição de nucleotídeos e contaminação por adaptadores.
- Filtragem de Dados com Trimmomatic: Remove bases de baixa qualidade e sequências de adaptadores para melhorar a fiabilidade da análise subsequente.
- Remoção de Contaminantes do Hospedeiro: Alinha leituras aos genomas do hospedeiro (por exemplo, usando Bowtie2) e elimina sequências derivadas do hospedeiro antes da montagem específica de fagos.
3.1.2 Montagem do Genoma
- Montagem de Leituras Curtas: Utiliza SPAdes ou MEGAHIT para montagem de novo de dados da Illumina em sequências contíguas.
- Montagem de Longo Read: Utiliza Canu ou Flye para montar leituras PacBio/Nanopore, resolvendo eficazmente regiões repetitivas e variantes estruturais.
- Montagem Híbrida: Integra conjuntos de dados de leituras curtas e longas para gerar genomas de alta continuidade e corrigidos de erros.
3.1.3 Predição de Genes e Anotação Funcional
- Identificação de ORF: Prediz quadros de leitura abertos utilizando o Prodigal para delinear os limites dos genes.
- Anotação Baseada em Homologia: Anota funções proteicas putativas através de buscas BLASTP contra as bases de dados NCBI NR e UniProt.
- Caracterização de Domínios: Identifica domínios e famílias de proteínas funcionais através da análise InterProScan.
- Deteção de tRNA: Localiza genes de tRNA utilizando o tRNAscan-SE para completar a anotação de características genómicas.
3.2 Abordagens Analíticas Avançadas
Baseando-se em resultados padrão, estes métodos investigam dinâmicas evolutivas e relações entre hospedeiros:
3.2.1 Genómica Comparativa
- Alinhamento de Genoma Completo: Detecta variantes estruturais (inversões, indels) em genomas de fagos utilizando o Mauve.
- Análise do Pan-Genoma: Identifica genes centrais e acessórios através do agrupamento OrthoMCL para avaliar a plasticidade genómica.
- Visualização da Variação Genómica: Ilustra semelhanças e diferenças inter-genómicas utilizando gráficos circulares BRIG.
3.2.2 Análise Evolutiva
- Reconstrução Filogenética: Inferências de relações evolutivas através de árvores de máxima verossimilhança geradas com o PhyML.
- Deteção de Recominação: Identifica pontos de recominação utilizando RDP para avaliar o mosaicismo genómico.
- Avaliação da Pressão Seletiva: Calcula as razões dN/dS com PAML para detectar assinaturas de seleção positiva ou purificadora.
3.2.3 Predição de Hospedeiros
- Correspondência de Espaçadores CRISPR: Prediz hospedeiros suscetíveis ao alinhar sequências de fago contra bases de dados de espaçadores CRISPR.
- Abordagens de Aprendizagem de Máquina: Utiliza ferramentas como o PHIST que integram perfis de k-mer e características de sequência para uma previsão precisa do alcance do hospedeiro.
3.3 Análise e Interpretação Integrativa
- Enriquecimento Funcional: Realiza análises de enriquecimento de termos GO e vias KEGG para identificar funções biológicas sobre-representadas.
- Ecologia da Comunidade de Fagos: Analisa dados metagenómicos (por exemplo, através do MetaPhlAn) para caracterizar a diversidade de fagos e os papéis da comunidade.
- Visualização de Dados: Gera figuras de qualidade de publicação (mapas genómicos, árvores filogenéticas) utilizando Circos e ggplot2.
Capítulo 4: Análise de Casos de Aplicação
Terapia Antimicrobiana: Aplicações Clínicas de Fagos
- Cocktails de Fagos Orais para Infeções Gastrointestinais: Alvejando patógenos multirresistentes (Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae), um cocktail de fagos de 20 mL administrado por via oral reduziu significativamente a incidência de infeções de 79% para 21% após três doses diárias consecutivas. Este resultado confirma a biodistribuição eficaz e a atividade terapêutica através do trato digestivo.
- Terapia com Fagos Aerosolizados para Infeções Pulmonares: Numa situação de alto risco de pneumonia por Acinetobacter baumannii resistente a carbapenemas (CRAB) que complicava a doença pulmonar obstrutiva crónica e diabetes, 16 dias de terapia com fagos aerosolizados demonstraram boa tolerância e eficácia clínica (Li Y et al., 2023).
O potencial terapêutico da maioria dos fagos contra estirpes de A. baumannii (Li Y et al., 2023)
Segurança Alimentar
- No campo da pecuária: bacteriófagos através da esterilização direcionada → redução do uso de antibióticos → aumento da eficiência de reprodução e fecundidade, com a tecnologia aplicada aos produtos da Proteon como exemplo;
- Cadeia de processamento de alimentos: como um desinfetante biológico específico, resolve o problema do biofilme e não deixa resíduos, promovendo a produção verde;
- Preservação de Alimentos: a preparação comercial pode inibir diretamente bactérias patogénicas e tornar-se um novo tipo de "conservante biológico" (Wójcicki M et al., 2025).
Métodos de preservação de alimentos minimamente processados (Wójcicki M et al., 2025)
Estratégias de Adaptação Ambiental
A estratégia de cocktail de fagos pode reduzir significativamente a incidência de apodrecimento mole e diminuir o risco de resistência a fármacos. O fago poderia persistir por mais de 28 dias após a lixiviação do solo e poderia ser transferido para a superfície de novos tubérculos, sendo que a eficiência de infiltração foi melhorada pela tecnologia de infiltração a vácuo. O fago não apresentava lisogenia (sem gene de integrase), nem genes de resistência/toxinas do hospedeiro (como a toxina Shiga), e não interferia com a comunidade microbiana do solo. A aplicação em campo mostrou que inibia significativamente a doença do pé negro (o efeito foi proeminente durante o período de chuvas intensas), aumentava a taxa de emergência (apenas 32% no grupo não tratado) e reduzia a incidência de apodrecimento mole (15% no grupo não tratado), além de aumentar o rendimento durante dois anos consecutivos (Zaczek-Moczydłowska MA et al., 2020).
Percentagem de apodrecimento mole em tubérculos de batata após inoculação com mistura de fagos (Zaczek-Moczydłowska MA et al., 2020)
Evolução Adaptativa Mediadas por Fagos em Sistemas Hospedeiros
Mecanismo da Transição Lisogénica-Lítica
Através da oxidação do glutationa e da indução de ROS, a atividade do fago desencadeia danos no DNA do hospedeiro e a ativação da resposta SOS. Esta cascata inativa as proteínas repressores do profago, impulsionando a transição dos ciclos lisogénicos para os líticos.
Aquisição Acelerada de Resistência ao Arsénico
Fagos lisogénicos funcionam como vetores genéticos, transduzindo genes de resistência ao arsénico (ARSM) para hospedeiros ingênuos através da transferência horizontal de genes (HGT). Sob stress de arsénico, esta transdução mediada por fago:
- Aumentou o número de cópias de ARSM em 55,3 vezes em 15 dias.
- Capacidade aumentada de metilação de arsénico por microrganismos
- Superou as taxas evolutivas impulsionadas por mutações em ordens de magnitude.
Impacto Ecológico
Os fágicos servem como os principais motores da evolução da resistência ao arsénico em microbiomas do solo, com a transdução (em vez da transferência conjugativa) a constituir o caminho dominante de disseminação de genes. Isto permite uma rápida adaptação a nível comunitário a estressores ambientais (Tang X et al., 2023).
Capítulo 5: Recursos Práticos para a Pesquisa de Fagos
Este capítulo compila bases de dados públicas essenciais, kits de ferramentas bioinformáticas e protocolos experimentais para apoiar a recuperação eficiente de dados de fagos, análise genómica e design experimental.
5.1 Bases de Dados Públicas
Repositórios críticos fornecem dados genómicos de fagos abrangentes, anotações funcionais e capacidades de análise:
- Base de Dados de Fagos do NCBI: Um repositório central que alberga extensas sequências de genomas de fagos com anotações funcionais. Suporta interligação com o GenBank e ferramentas de análise bioinformática integradas para exploração de dados.
- PhagesDB: Recurso especializado para actinobactérias, oferecendo dados genómicos, anotações de genes e características fenotípicas para elucidar as interações entre fágos e hospedeiros dentro das Actinobacteria.
- IMG/VR (Genomas Microbianos Integrados/Vírus): Plataforma unificada que agrega genomas virais (incluindo fagos) de diversos estudos. Apresenta ferramentas de análise comparativa para alinhamento, anotação funcional e contexto ecológico.
- GVD (Base de Dados Global de Viromas): Repositório global abrangente de vírus que abrange diversos genomas de fagos. Permite comparações genómicas em grande escala, estudos evolutivos e análises funcionais.
5.2 Conjuntos de Ferramentas de Bioinformática
Software essencial para análise e caracterização de sequências de fagos:
- VirSorter: Identifica sequências virais em conjuntos de dados metagenómicos, detectando eficazmente fagos de baixa abundância em amostras ambientais complexas.
- CheckV: Avalia a completude do genoma viral ao analisar a cobertura da sequência, lacunas estruturais e elementos repetitivos, garantindo conjuntos de dados genómicos de alta qualidade.
- PHASTER: Pipeline automatizado para anotação e visualização rápida de genomas de fagos. Gera mapas genómicos interativos com previsões funcionais em relação a bases de dados públicas.
- MetaPhage: Fluxo de trabalho integrado para análise sistemática de fagos metagenómicos, abrangendo deteção, classificação taxonómica e anotação funcional através de uma interface unificada.
5.3 Colecções de Protocolos Experimentais
Metodologias padronizadas para isolamento, caracterização e análise de fagos:
- Protocolos de Bacteriófagos de Cold Spring Harbor: Referência definitiva que fornece técnicas estabelecidas para isolamento, cultivo, purificação, caracterização fenotípica e análise genómica de fágios.
- Protocolos de Bacteriófagos ATCC: Procedimentos padronizados da American Type Culture Collection para aquisição, propagação e experimentação controlada por qualidade utilizando estirpes autenticadas.
- iMicrobe: Repositório de acesso aberto que compila protocolos de microbiologia contribuídos pela comunidade, incluindo métodos especializados para cultura de fagos, isolamento e estudos genómicos.
5.4 Diretrizes de Utilização de Recursos
- Integração de Fluxo de Trabalho: Combine recursos em pipelines analíticos personalizados utilizando gestores de fluxo de trabalho (por exemplo, Galaxy, Snakemake) para melhorar a reprodutibilidade e a eficiência.
- Engajamento Colaborativo: Aproveitar iniciativas de partilha de dados de acesso aberto e plataformas colaborativas para acelerar o progresso da investigação.
- Gestão de Versões: Atualize regularmente bases de dados e ferramentas para incorporar genomas recentemente anotados, funcionalidades analíticas melhoradas e avanços metodológicos.
Capítulo 6: Desafios e Direções Futuras
Apesar dos avanços notáveis na investigação de fagos, persistem desafios significativos. Simultaneamente, a evolução tecnológica está a revelar novas vias de pesquisa. Estas inovações oferecem caminhos promissores para superar os estrangulamentos existentes e alargar os horizontes de investigação.
6.1 Gargalos Técnicos Atuais
- Restrições na Identificação de Hospedeiros: Aproximadamente 80% dos fagos carecem de dados definitivos sobre associação a hospedeiros, obscurecendo os seus papéis funcionais. As abordagens tradicionais de co-cultura permanecem ineficazes e muitas vezes falham em fornecer uma identificação rápida de hospedeiros. Embora a previsão de hospedeiros baseada em metagenómica mostre potencial, a sua precisão requer uma melhoria substancial.
- Limitações da Base de Dados: As bases de dados e ferramentas de anotação existentes refletem principalmente fagos caracterizados, tornando-as mal adequadas para variantes recém-descobertas. Fagos que transportam "genes órfãos" (ORFans) apresentam desafios particulares, uma vez que estes genes escapam à anotação funcional nos quadros atuais. Esta lacuna impede uma caracterização abrangente dos fagos.
- Défices de Padronização: Metodologias inconsistentes afetam a pesquisa sobre fagos. Variações na preparação de amostras e nos protocolos analíticos entre laboratórios comprometem a reprodutibilidade e a comparabilidade dos dados. Além disso, os processos analíticos frequentemente dependem de conhecimento experiencial em vez de diretrizes padronizadas, refletindo a complexidade inerente ao campo.
6.2 Perspectivas para Tecnologias de Ponta
As tecnologias emergentes apresentam oportunidades transformadoras para abordar estas limitações:
- Multiômica de Célula Única: Esta abordagem integra dados transcriptómicos de fago e hospedeiro com resolução de célula única, elucidando padrões dinâmicos de expressão génica durante a infeção. Essa precisão permite uma compreensão mais profunda dos mecanismos da interação entre hospedeiro e fago.
- Sequenciação In Situ: A análise direta da atividade de fagos em amostras ambientais contorna as limitações dependentes de cultura. Esta técnica avança a compreensão das comunidades naturais de fagos, permitindo o monitoramento em tempo real das interações ecológicas em microbiomas complexos.
- Predição Orientada por IA: Aproveitando modelos de aprendizagem profunda, os investigadores podem analisar conjuntos de dados genómicos para prever os intervalos de hospedeiros de fagos e atributos funcionais. A IA também melhora as capacidades de anotação genómica, acelerando a classificação funcional de genes de fagos não caracterizados para além dos métodos tradicionais.
- Biologia Sintética: O sequenciamento do genoma de fagos permite o design racional de variantes personalizadas. Este paradigma acelera a descoberta de novos fagos e facilita o desenvolvimento de agentes bacterioterapêuticos direcionados com um promissor potencial de tradução.
6.3 Integração de Recursos e Colaboração Interdisciplinar
A convergência entre disciplinas—incluindo biologia, ciência computacional, química e engenharia—é vital para abordar questões complexas relacionadas com fagos. A integração da bioinformática com a validação experimental permite uma dissecação mais precisa da genómica e função dos fagos. A cooperação global acelerará ainda mais o progresso através de recursos partilhados e troca de dados padronizados.
6.4 Expansão das Aplicações Tecnológicas
Soluções baseadas em fagos mostram um potencial crescente na medicina, agricultura e indústria. As principais aplicações em exploração incluem:
- Alternativas aos antibióticos para a resistência antimicrobiana
- Agentes de biocontrolo de fitopatógenos
- Sistemas de preservação da segurança alimentar
À medida que a pesquisa avança, estas tecnologias irão traduzir-se em soluções práticas que abordam desafios globais na resistência a medicamentos e na segurança alimentar.
Conclusão
A sequenciação de fagos evoluiu para além da simples decodificação de genomas, emergindo como uma ferramenta fundamental para decifrar a ecologia microbiana e as dinâmicas evolutivas. A queda acentuada dos custos de sequenciação de longas leituras e a bioinformática avançada agora capacitam os investigadores a explorar o enigmático reino da "matéria escura viral" com uma resolução sem precedentes. Para capitalizar sobre esta era dourada, os investigadores devem iniciar estudos exploratórios modestos, fomentar progressivamente a integração sinérgica entre abordagens computacionais e experimentais e, em última instância, definir as suas contribuições científicas únicas dentro deste campo em rápida evolução.
Para uma abordagem mais detalhada sobre sequenciação de fágios, consulte "Sequenciação do Genoma de Fagos: Métodos, Desafios e Aplicações.
Mais métodos de sequenciação NGS de fagos estão disponíveis para referência.Sequenciação de Nova Geração para Análise de Fagos: Uma Abordagem Moderna.
Para mais informações sobre o sequenciamento do fago M13, consulte "Sequenciação do Genoma do Fago M13: Desde Bibliotecas de Exibição até Análise de Dados.
As pessoas também perguntam
O que são sequências de profagos?
Um profago é um genoma de bacteriófago (frequentemente abreviado para "fago") que está integrado no cromossoma bacteriano circular ou existe como um plasmídeo extracromossómico dentro da célula bacteriana.
O que é sequenciação bacteriana?
Envolve a sequenciação e montagem de DNA genómico (gDNA) derivado de uma população clonal, especificamente de uma única espécie bacteriana.
O que é uma ferramenta de classificação de fagos?
O Conjunto de Ferramentas de Classificação de Fagos (PHACTS) utiliza um novo algoritmo de similaridade e um classificador Random Forest supervisionado para prever se o estilo de vida de um fago, descrito pelo seu proteoma, é virulento ou temperado.
O que é a genómica de fagos?
A genómica de fágios é o estudo e a função dos genomas de bacteriófagos. Isto é alcançado através do sequenciamento de isolados de fágios, identificação de profágios dentro de genomas bacterianos ou através da metagenómica.
O que é uma biblioteca genómica de fagos?
Uma biblioteca genómica baseada em fago lambda é uma coleção de fragmentos de DNA do genoma de um organismo, clonados em vetores de fago lambda.
Referências:
- Villalpando-Aguilar JL, Matos-Pech G, López-Rosas I, Castelán-Sánchez HG, Alatorre-Cobos F. "Terapia com Fagos para Culturas: Conceitos, Abordagens Experimentais e Bioinformáticas para Direcionar a Sua Aplicação." Int J Mol Sci. 25 de Dezembro de 2022;24(1):325. doi: 10.3390/ijms24010325
- Plessers S, Van Deuren V, Lavigne R, Robben J. "Sequenciação de Alto Débito de Bibliotecas de Exibição de Fagos Revela Enriquecimento Parasitário de Mutantes Indel Causado por Viés de Amplificação." Int J Mol Sci. 24 de maio de 2021;22(11):5513. doi: 10.3390/ijms22115513
- Ho SFS, Wheeler NE, Millard AD, van Schaik W. "Avalie o seu fago: benchmarking de ferramentas de identificação de bacteriófagos em dados de sequenciação metagenómica." Microbioma. 21 de abril de 2023;11(1):84. doi: 10.1186/s40168-023-01533-x
- Matochko WL, Derda R. "Análise de erros de sequenciação profunda de bibliotecas de fago: peptídeos censurados na sequenciação." Métodos de Matemática Computacional em Medicina. 2013;2013:491612. doi: 10.1155/2013/491612
- Li Y, Xiao S, Huang G. "Bacteriófago Acinetobacter baumannii: Progressos na Isolamento, Sequenciação do Genoma, Investigação Pré-clínica e Aplicação Clínica." Curr Microbiol. 30 de abril de 2023;80(6):199. doi: 10.1007/s00284-023-03295-z
- Wójcicki M, Sokołowska B, Górski A, Jończyk-Matysiak E. "A Natureza Dual dos Bacteriófagos: Amigos ou Inimigos em Produtos Alimentares Minimamente Processados - Uma Revisão Abrangente." Vírus. 29 de maio de 2025;17(6):778. doi: 10.3390/v17060778
- Zaczek-Moczydłowska MA, Young GK, Trudgett J, Plahe C, Fleming CC, Campbell K, O'Hanlon R. "O cocktail de fagos contendo fagos das famílias Podoviridae e Myoviridae inibe o crescimento de Pectobacterium spp. em condições in vitro e in vivo." PLoS One. 2020 Abr 2;15(4):e0230842. doi: 10.1371/journal.pone.0230842
- Tang X, Zhong L, Tang L, Fan C, Zhang B, Wang M, Dong H, Zhou C, Rensing C, Zhou S, Zeng G. "Bacteriófagos lisogénicos que codificam determinantes de resistência ao arsénico promovem a adaptação da comunidade bacteriana à toxicidade do arsénico." ISME J. Jul 2023;17(7):1104-1115. doi: 10.1038/s41396-023-01425-w