Banca de DEFESA: JOSE APARECIDO DE SOUSA BERNARDINO LEITE

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : JOSE APARECIDO DE SOUSA BERNARDINO LEITE
DATA : 17/04/2026
HORA: 09:00
LOCAL: Videoconferência
TÍTULO:

Formulação de um consórcio bacteriano para a degradação de petróleo pesado

 

PALAVRAS-CHAVES:

consórcio bacteriano, biorremediação, petróleo pesado, quorum sensing, biodegradação de hidrocarbonetos, cross-feeding, sinergia metabólica, modelagem de fluxo

PÁGINAS: 93
RESUMO:

A contaminação ambiental por petróleo representa um desafio crítico para a biorremediação devido à sua elevada viscosidade. Quando se trata de petróleo pesado, esse problema se agrava devido à recalcitrância e à predominância de frações mais complexas, o que dificulta a biodegradação. Frente a esse cenário, a formulação de consórcios microbianos, baseada na integração de dados genômicos e funcionais, surge como uma estratégia biotecnológica promissora. Este estudo teve como objetivo geral formular um consórcio bacteriano com potencial para a degradação de petróleo pesado, visando à aplicação em estratégias de biorremediação. A metodologia seguiu um fluxo de seleção estratégica iniciado pela triagem genômica de 68 isolados sequenciados disponíveis em nosso laboratório, utilizando as plataformas eggNOG-mapper e BioRemPP. Essa análise identificou um repertório de 6.337 genes associados ao metabolismo de hidrocarbonetos (HCs) alifáticos, aromáticos e poliaromáticos, evidenciando uma ampla diversidade funcional. Na triagem funcional por ensaio redox com o indicador 2,6-diclorofenolindofenol (DCPIP), 34 isolados apresentaram taxas de degradação superiores a 50%, confirmando o potencial adaptativo desses microrganismos. Com base na diversidade de vias, na eficiência de degradação e na ausência de antagonismo em testes de estrias cruzadas, três isolados foram selecionados para compor o consórcio: Micrococcus luteus BD1, Acinetobacter baumannii ssp. oleum ficedula BD54 e Ochrobactrum oleinvorans BD61. A formulação final, denominada consórcio BMC, apresentou desempenho superior ao das combinações binárias e aos isolados individuais. Em ensaios de microcosmo (15 dias), a análise de óleos e graxas totais (TOG) revelou que o BMC reduziu em 77% o petróleo residual, valor estatisticamente superior aos índices obtidos pelos isolados BD54 (60%), BD61 (58%) e BD1 (59%) em monoculturas. Esse desempenho foi sustentado pela sinergia na produção de biossurfactantes, na qual o consórcio BMC atingiu um índice de emulsificação (E24%) de 82,5% e uma área de dispersão de óleo de 2,81 cm², além de uma produção de biofilme significativamente superior à dos isolados (p = 0,0001). A análise genômica com a ferramenta antiSMASH permitiu identificar um sistema de quorum sensing canônico (LuxI/LuxR em BD54 e sinalização do tipo AIP em BD1), essencial para a coordenação da adesão celular e da produção de moléculas anfifílicas. A modelagem metabólica em escala genômica (GEMs) e simulações de fluxo (FBA) na plataforma KBase revelaram um mecanismo de "tamponamento biológico", no qual o consórcio estabilizou o fluxo de prótons (−1,06 µmol/gDCW/h), neutralizando a tendência acidificante de BD61 e alcalinizante de BD1, mitigando o estresse ácido e preservando a atividade das enzimas oxidativas. A dinâmica transcricional analisada por RT-qPCR, normalizada pela biomassa, demonstrou que a eficiência do consórcio BMC está associada à divisão de trabalho metabólico e à regulação bifásica em BD1. Na fase inicial, atua na oxidação de alcanos por meio de
FAD-binding monooxygenases e da álcool desidrogenase (adh), proporcionando alívio metabólico, evidenciado pela redução do custo transcricional individual do gene adh no consórcio, mesmo diante de maior degradação total em comparação à monocultura. Com o esgotamento desses substratos, na fase tardia sugere-se que ocorra a transição para o processamento de intermediários aromáticos via quinol monooxigenase e benzoato 1,2-dioxigenase. Esse processo promove cross-feeding, evitando o acúmulo de subprodutos tóxicos e garantindo a mineralização contínua. Já os genes de degradação de aromáticos, benD (em BD54) e pcaH (em BD61), exibiram padrões de indução sinérgica sustentada em resposta ao acúmulo de intermediários gerados durante o processo, mantendo níveis elevados e estáveis de expressão até o final do experimento no consórcio, ao contrário do que foi observado nas monoculturas, o que indica que o fornecimento contínuo de intermediários entre as cepas sustenta a atividade catabólica por mais tempo. Conclui-se que o consórcio BMC constitui uma ferramenta biotecnológica robusta para biorremediação, evidenciando que a cooperação interespecífica reduz gargalos metabólicos e favorece a mineralização contínua de HCs complexos. A eficiência de 77% na degradação de petróleo pesado resulta de interações sinérgicas quantificáveis: aumento da biodisponibilidade por meio de biossurfactantes, complementaridade enzimática nas vias de alcanos e aromáticos, cross-feeding que mitiga a toxicidade e estabilização do pH do microambiente.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1149647 - LUCYMARA FASSARELLA AGNEZ LIMA
Externa à Instituição - ADRIANA URURAHY SORIANO
Externa à Instituição - CAROLINA FONSECA MINNICELLI