Estratégias de bioinformática no estudo da patogenômica de bactérias do gênero Xanthomonas
Resumo
O gênero Xanthomonas abrange bactérias Gram-negativas, muitas das quais fitopatogênicas e agentes infecciosos de plantas de elevado valor comercial. Com o advento do sequenciamento de DNA de nova geração (NGS), o aumento na disponibilidade de dados genômicos, através de técnicas de bioinformática, permitiu a elucidação de muitas das características moleculares que conferem a estes organismos e capacidade de infectar seus hospedeiros. Na presente tese, composta por três subprojetos apresentados na forma de artigos, são descritas diferentes aplicações e estratégias de bioinformática no estudo das relações entre genoma e patogenia (patogenômica) no contexto do estudo deste gênero. O primeiro artigo descreve uma análise pangenômica da espécie X. oryzae, que tem como hospedeiro preferencial o arroz (Oryza sativa). Esta espécie engloba dois patovares distintos, oryzae e oryzicola, sendo cada um capaz de acarretar uma doença específica e com uma dinâmica de infecção e sintomatologia própria. Através da análise realizada a partir do genoma núcleo destes patovares foi possível identificar genes diferencialmente distribuídos entre eles, alguns dos quais diretamente associados com processos de patogênese, como genes responsáveis pela captura de nutrientes, sistema CRISPR e degradação de parede celular. No segundo artigo é descrito o desenvolvimento de uma ferramenta para análise de genes da família TALEs, que estão amplamente distribuídos neste gênero e que atuam na regulação da expressão gênica na planta alvo. A ferramenta descrita é capaz de identificar, a partir de uma genoma não-anotado de Xanthomonas, genes que codificam para proteínas desta família e seus respectivos genes-alvo em diferentes plantas hospedeiras. Por fim, no terceiro artigo é descrito o sequenciamento de uma cepa local obtida no Rio Grande do Sul (Brasil), de X. fuscans, a partir de amostras de feijão (Phaseolus vulgaris). A análise do genoma desta cepa revelou diversos fatores de virulências e caraterísticas funcionais e estruturais novas em relação a cepas de referência para esta espécie. Sendo assim, através das abordagens de análise realizadas e da ferramenta proposta, foi possível identificar novas características genômicas relevantes no estudo da patogenômica de diferentes espécies de Xanthomonas, bem como disponibilizar uma nova ferramenta para o estudo de genes associados à patogênese destas bactérias, bem como para a identificação de genes com potencial biotecnológico.