Aplicações do Sequenciamento do Genoma Completo Microbiano

Os microrganismos existem amplamente na natureza e estão intimamente relacionados com a vida e a produção humana. Geralmente, são divididos em fungos, actinobactérias, bactérias, espirulina, riquetsias, clamídias, micoplasmas e vírus. Sequenciação do genoma completo microbiano é uma ferramenta importante para mapear genomas de organismos novos, finalizar genomas de organismos conhecidos ou comparar genomas entre múltiplas amostras. Sequenciar o genoma microbiano completo é importante para a construção de genomas de referência precisos, identificação microbiana e outros estudos de genómica comparativa. A análise genómica comparativa baseada no sequenciamento do genoma completo desempenha um papel insubstituível no estudo dos mecanismos patogénicos de microrganismos patogénicos, na evolução de genes patogénicos e na triagem de novos alvos terapêuticos eficientes. O sequenciamento do genoma completo de microrganismos pode ser amplamente utilizado em várias áreas.

Doenças

Microorganismos patogénicos incluem todos os tipos de microorganismos que causam doenças humanas, corrupção de alimentos, infeções em animais na pecuária e na indústria de criação, e doenças em plantas. As pesquisas concentram-se em genes relacionados com doenças, sistemas de regulação e interação, sistemas metabólicos, variação genética, diagnóstico laboratorial e prevenção específica, genes de resistência a medicamentos, genes de virulência, entre outros. Especificamente, o sequenciamento do genoma completo de microrganismos pode ser aplicado a:

• Diagnóstico e identificação de patógenos
• Investigação epidemiológica e rastreio
• Identificação rápida das características do patógeno
• Análise e previsão da prevalência de doenças
• Monitorização da variação das vacinas e avaliação da eficácia
• Vigilância de patógenos alimentares
• Descoberta de alvos terapêuticos

Alimentos

O sequenciamento do genoma completo de microrganismos em alimentos e a análise bioinformática dos dados podem ajudar as pessoas a prever genes que desempenham um papel importante no processo de fermentação ou na qualidade do produto, fornecendo informações sobre as vias metabólicas dos microrganismos e a sua interação com o ambiente. O sequenciamento do genoma completo microbiano abre a possibilidade de modificar microrganismos para torná-los mais eficientes na produção de vinagre, licor, iogurte e muitos outros processos de fermentação.

Agricultura

Os microrganismos na agricultura envolvem o cultivo e a reprodução, o processamento de produtos agrícolas, a biotecnologia agrícola, a ecologia agrícola e outras pesquisas e aplicações. O sequenciamento do genoma completo de microrganismos pode proporcionar uma melhor compreensão dos micróbios agrícolas a partir do nível genómico, e os estudos subsequentes sobre a estrutura e função do genoma estabelecem uma base importante para a agromicrobiologia nos seguintes campos:

• Estabelecer um banco de genes microbianos agrícolas
• Microrganismos do solo (incluindo microrganismos das raízes)
• Nutrição das plantas
• Fixação biológica de azoto
• Pesticida microbiano
• Fertilizante microbiano
• Aditivo alimentar
• Fermentação de biogás

Ambiente & Indústria

O microrganismo é um dos fatores importantes para manter a circulação de energia e materiais no ecossistema, desempenhando um papel fundamental na degradação de vários poluentes e substâncias nocivas, e possui grande valor de aplicação na produção de energia e na utilização renovável. Alguns microrganismos ambientais podem adaptar-se a ambientes especiais, como alta temperatura, baixa temperatura, alta pressão, acidez, alcalinidade, metais pesados e alta concentração de substrato.

O sequenciamento do genoma completo de microrganismos permite às pessoas conhecer os segredos da adaptação destes microorganismos a ambientes extremos e fornece muita assistência no controlo da poluição, proteção ambiental, exploração de petróleo, preservação e transporte de alimentos e medicamentos, biocombustíveis, indústria de fermentação e muitos outros campos no ambiente e na indústria.

Na CD Genomics, a nossa equipa de especialistas com vasta experiência pode ajudá-lo a compreender plenamente as comunidades microbianas e a tirar partido delas. Para este fim, disponibilizamos os seguintes serviços:

Sequenciação de Amplicões 16S/18S/ITS
Sequenciação Metagenómica por Shotgun
Sequenciação Metagenómica Viral
Sequenciação Metatranscriptómica
Sequenciação do Genoma Completo Microbiano
Sequenciação do Genoma Viral

Referências:

1. Abriouel, H., Lerma, L.L., Muñoz, M.D.C.C., Montoro, B.P., Kabisch, J., Pichner, R., Cho, G.S., Neve, H., Fusco, V., Franz, C.M., Gálvez, A. & Benomar, N. (2015) ‘A natureza controversa do género Weissella: aspectos tecnológicos e funcionais versus potencial patogénico baseado na análise do genoma completo para a sua aplicação na alimentação e saúde’, Front. Microbiol., 6: 1997.
2. Aarestrup FM, Brown EW, Detter C, Gerner-Smidt P, Gilmour MW, Harmsen D, Hendriksen RS, Hewson R, Heymann DL, Johansson K, Ijaz K, Keim PS, Koopmans M, Kroneman A, Lo Fo Wong D, Lund O, Palm D, Sawanpanyalert P, Sobel J, Schlundt J (2012) ‘Integrando a informática baseada em genoma para modernizar o monitoramento global de doenças, o compartilhamento de informações e a resposta’, Doenças Infecciosas Emergentes, 18: e1.
3. Agren R, Liu L, Shoaie S, Vongsangnak W, Nookaew I, Nielsen J (2013) 'A caixa de ferramentas RAVEN e a sua utilização para gerar um modelo metabólico em escala genómica para' Penicillium chrysogenum’, PLoS Comput Bioll, 9:e1002980.
4. Bennett GM, Moran NA (2013) ‘Pequeno, menor, o menor: as origens e a evolução de antigas simbioses duplas em um inseto que se alimenta de floema’, Genome Biol Evoll, 5:1675–1688.