Caracterização genômica e biotecnológica das microalgas Chlamydomonas biconvexa e Dunaliella viridis
Microalgas. Genomas. NGS. POME. Carotenoides.
As microalgas têm potencial para produção de uma diversidade de ativos de interesse industrial
seja na indústria alimentícia por seu teor alto de proteínas e carboidratos contidos na biomassa;
seja no tratamento de efluentes agroindustriais como o POME (Palm oil mil effluent) ou voltada
para a indústria de ativos com alto valor agregado, como os pigmentos carotenoides, aplicados
na área de cosméticos, de nutrição animal e também alimentação humana. Dentre as espécies
com este potencial, destacam-se duas cepas isoladas de ambientes brasileiros, a dulcícola
Chlamydomonas biconvexa Embrapa|LBA40 e a espécie halotolerante Dunaliella viridis
Embrapa|LBAS001. No presente estudo, o primeiro capítulo mostrou que a cepa C. biconvexa
Embrapa|LBA40, isolada e cultivada em efluente da indústria de óleo de palma (POME) foi
capaz de alcançar a produtividade de biomassa de 190,60 mgDW • L-1 • d-1 em fotobiorretores
airlift de placa plana de 15L. A espécie foi capaz de reduzir a amônia e o nitrito do resíduo de
POME em 99% assim como também reduziu o fosfato em 98% após 5 dias de cultivo. Além
disso, o genoma mitocondrial foi obtido através de sequenciamento genético, revelando um
mtDNA de 15,98 Kb, com 14 genes, dos quais 9 são genes codificadores de proteínas. Análises
filogenéticas por meio do gene COX1 confirmaram a identificação taxonômica como C.
biconvexa, abrindo oportunidade para futuros estudos genéticos de modificação e
melhoramento da espécie. Já a cepa carotenogênica e halotolerante D. viridis
Embrapa|LBAS001, capaz de crescer em meio com até oito vezes a salinidade do mar (3,5%
NaCl), foi sequenciada utilizando as plataformas Illumina e Nanopore. Os genomas
mitocondrial, cloroplastidial e nuclear foram montados e anotados. A identificação ao nível de
espécie foi confirmada por análise filogenética. Os resultados revelaram genomas mitocondrial,
cloroplastidial completos e draft nuclear de 46 Kb, 176 Kb e 167 Mb, respectivamente. As
organelas apresentaram introns em suas sequências, característica típica de espécies do gênero
de Dunaliella. O draft do genoma nuclear apresentou conteúdo de genes que codificam para
enzimas e produtos com potencial aplicação industrial variável. Além disso, a rota metabólica
de produção de carotenoides anotada sugere potencial possibilidade de aplicação da cepa em
projetos de biorrefinarias para a produção de ativos como α-caroteno, β-caroteno, luteína,
fitoeno e outros metabolitos de alto valor. Assim, o presente genoma poderá ser utilizado para
estudos futuros de aumento da expressão de genes de interesse e fornecer subsídios para
protocolos de transformação genética.