Análise metagenômica de amostras marinhas de regiões tropicais e subtropicais
Anotação Funcional. Biodiversidade. Classificação Taxonômica. Metagenômica.
Tara Oceans.
Cerca de 71% do ecossistema da superfície terrestre é coberto por oceano, responsável por conter 97% de toda a água da Terra, sendo o plâncton, a sua forma de vida dominante. Microrganismos têm um papel imprescindível na manutenção do sistema do planeta, uma vez que são fontes de energia e nutrientes aos seres vivos, realizam quase metade da produção primária líquida, mantêm o equilíbrio químico na atmosfera e exportam carbono fixado fotossinteticamente para as camadas mais profundas do oceano. A biologia de ecossistemas oceânicos estuda como os fatores bióticos e abióticos determinam as propriedades do ecossistema oceânico. Com o surgimento de estudos em escala global de organismos de oceano aberto, muito tem se descoberto sobre a genômica de comunidades microbianas oceânicas. Um dos principais projetos desta categoria atualmente é o Tara Oceans, um projeto multidisciplinar com o objetivo de compreender a diversidade, interações, funções e complexidade fenotípica em escalas taxonômicas e espaciais do plâncton, através de cerca de 35000 amostras com milhões de organismos coletadas em profundidades de até 2000 m em 210 estações ao longo dos oceanos. O principal objetivo deste trabalho foi comparar amostras oceânicas explorando a abundância, diversidade, e função dos microrganismos encontrados em latitudes similares com as espécies presentes na costa brasileira, com o intuito de entender como fatores abióticos afetam a biodiversidade dessas espécies. Para isso, as amostras foram selecionadas de acordo com as estações que seguiram um filtro de latitude (5º acima da estação 76 e 5º abaixo da estação 78) e o de camadas, em que foram consideradas somente as estações que possuíam amostras nas três camadas (SRF, DCM e MES) simultaneamente. Essa filtragem resultou em 8 estações com um somatório de 76 amostras. Esses dados foram processados através de um protocolo modular, seguindo o fluxo padrão de uma análise de metagenômica: pré-processamento, alinhamento de sequências com um banco de proteínas referência, classificação taxonômica e anotação funcional. Com os resultados obtidos desse processo foi possível comparar a abundância e diversidade dessas amostras e anotar e analisar os resultados dessa comparação. Observou-se uma maior diversidade de organismos na camada mais profunda e não ocorreu uma diferença significativa de abundância entre as camadas de profundidade exploradas. Análogo a isso, a camada menos profunda (SRF) apresenta organismos com anotação funcional muito próximas, dentre as funções de processo biológico, os termos mais frequentes são respectivamente “replicação de DNA”, “tradução” e “transporte transmembrana”; muito similar, a segunda camada (DCM) apresenta como funções mais presentes entre seus organismos “tradução”, “replicação de DNA” e “transporte transmembrana”; em contrapartida, a camada mais profunda (MES) apresenta como principais funções “transporte transmembrana", “metilação” e “tradução”. Apesar das sutis diferenças intra camadas, a camada mais profunda se destaca das demais em termos de diversidade e função dos microrganismos. Da mesma forma, não foi observada distinção significativa de abundância, diversidade ou função comparando exclusivamente as amostras de estações de coleta nos diferentes pontos geográficos.