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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.42.2023.tde-19092023-153712
Document
Author
Full name
Raul Vítor Ferreira de Oliveira
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Maldonado, Gabriel Padilla (President)
Jimenez, Paula Christine
Philipp, Bodo
Wilke, Diego Veras
Title in Portuguese
Novas matrizes moleculares para o desenvolvimento de antibióticos a partir da resistência exibida por Actinobactérias
Keywords in Portuguese
Mineração Genômica
Produtos Naturais
Resistência a antibióticos
Abstract in Portuguese
A resistência aos antibióticos é um problema mundial que provocou em 2019 cerca de 1,27 milhões de mortes, mais do que a AIDS ou a malária. Apesar dessa ameaça a saúde global a adoção de novos antibióticos na clínica permanece estagnada desde o fim da Era de Ouro dos Antibióticos no final dos anos 70. Considerando essa crescente ameaça, torna-se urgente a descoberta de novas moléculas bioativas para tratar o número crescente de infecções por bactérias multirresistentes. Para isso pesquisas se voltam novamente para o estudo do metabolismo secundário de bactérias, especialmente as do filo Actinobactéria. O acesso a novas técnicas de sequenciamento e ferramentas de análise genômica, contribui bastante para acelerar a descoberta de novas moléculas a partir da informação genômica contida no DNA das bactérias. O presente trabalho buscou explorar a vasta riqueza da biodiversidade do ambiente marinho do litoral brasileiro para triar organismos com novos grupamentos de genes biossintéticos, capazes de produzir antibióticos de interesse clinico das classes dos glicopeptídeos e ansamicinas. Para tal foram utilizadas duas estratégias para triagem: a resistência do produtor a classe de antibiótico buscada e a verificação de atividade antimicrobiana contra patógenos clinicamente relevantes. Foram triadas 650 bactérias cultivadas em meio ISP2 com a adição dos antibióticos vancomicina (10μg/ml), teicoplanina (10μg/ml) e rifampicina (40μg/ml). Após essa etapa buscou-se identificar a presença dos genes fundamentais de biossíntese e resistência para esses antibióticos nas bactérias resistentes. Foram obtidas amplificações positivas para as cepas BRB014, BRB040 e BRB042 para o gene rifK, central para biossíntese de ansamicinas. Juntamente com os resultados de atividade antimicrobiana optou-se por sequenciar o genoma de BRB040. A partir da análise dos dados genômicos de BRB 040 foram encontradas evidências de que dois agrupamentos de genes de biossíntese ainda não descritos e candidatos a serem produtores de novas moléculas antimicrobianas.
Title in English
New molecular scaffolds for the development of antibiotics from the resistance exhibited by Actinobacteria
Keywords in English
Antibiotic resistance
Genome mining
Natural products
Abstract in English
Antibiotic resistance is a worldwide problem that caused around 1.27 million deaths in 2019, more than AIDS or malaria. Despite this threat to global health, the adoption of new antibiotics in the clinic has remained stagnant since the end of the Golden Age of Antibiotics in the late 1970s. Considering this growing threat, it is urgent to discover new bioactive molecules to treat the growing number of multidrug-resistant bacterial infections. For this, research has turned again to the study of the secondary metabolism of bacteria, especially those of the phylum Actinobacteria. Access to new sequencing techniques and genomic analysis tools has greatly contributed to accelerating the discovery of new molecules from the genomic information contained in the DNA of bacteria. The present work sought to explore the vast biodiversity richness of the marine environment of the Brazilian coast to screen organisms with new groups of biosynthetic genes capable of producing antibiotics of clinical interest from the glycopeptides and ansamycins classes. For this, two screening strategies were used: the producer's resistance to the antibiotic class sought and the verification of antimicrobial activity against clinically relevant pathogens. 650 bacteria grown in ISP2 medium with the addition of the antibiotics vancomycin (10μg/ml), teicoplanin (10μg/ml) and rifampicin (40μg/ml) were screened. After this step, we sought to identify the presence of fundamental biosynthesis and resistance genes for these antibiotics in resistant bacteria. Positive amplifications were obtained for strains BRB014, BRB040 and BRB042 for the rifK gene, central to ansamycin biosynthesis. From the analysis of the genomic data of BRB 040, evidence was found that two clusters of biosynthetic genes not yet described and candidates to be producers of new antimicrobial molecules.
 
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Release Date
2025-09-18
Publishing Date
2023-09-21
 
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