07 de mai 2025
Bactéria V. natriegens é aprimorada para degradar cinco poluentes orgânicos simultaneamente
Cepa V. natriegens VCOD 15 degrada cinco poluentes orgânicos simultaneamente, revolucionando a bioremediação em ambientes contaminados.
Desenvolvimento do strain bacteriano Vibrio natriegens VCOD-15, que pode degradar cinco poluentes orgânicos. VCOD-15 foi projetado usando uma estratégia de design-construção-teste-aprendizado. Os clusters gênicos redesenhados, que possibilitam a degradação de um único poluente, foram sintetizados, montados em células de levedura e inseridos no genoma da bactéria V. natriegens. Para aumentar a eficiência da introdução desses clusters, o gene tfoX foi integrado ao genoma para permitir que a célula bacteriana absorvesse longos fragmentos de DNA (ou seja, passasse por 'transformação natural') sem a necessidade de plasmídeos auxiliares. As cepas contendo diferentes números de clusters gênicos de degradação foram testadas quanto à sua capacidade de converter os poluentes em subprodutos não tóxicos. Por fim, clusters gênicos funcionais foram ligados em sequência e inseridos em uma única cepa 'chassi' de V. natriegens, resultando em VCOD-15. Imagens foram criadas usando BioRender (https://biorender.com).
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Pesquisadores desenvolveram a cepa Vibrio natriegens VCOD-15, capaz de degradar cinco poluentes orgânicos simultaneamente. A inovação foi apresentada em um estudo publicado na revista Nature e utiliza uma nova técnica de engenharia genética chamada INTIMATE.
A cepa VCOD-15 foi criada para enfrentar a degradação de poluentes em ambientes contaminados, como águas residuais industriais e áreas marinhas poluídas. Tradicionalmente, cepas bacterianas naturais têm limitações, degradando apenas alguns compostos e sendo sensíveis a altas salinidades. A nova abordagem permite a integração de múltiplos clusters de genes, cada um responsável pela degradação de um poluente específico.
Após a inserção do gene tfoX, a eficiência de integração de fragmentos de DNA no genoma de V. natriegens aumentou de 1% para 78%. O resultado foi a criação da cepa VCOD-15, que demonstrou eficácia em remover 100% de biphenyl, 60,7% de fenol, 71,8% de naftaleno, 89,3% de dibenzofurano e 89,9% de tolueno em apenas 48 horas em culturas salinas.
Desempenho em Condições Reais
Experimentos em biorreatores mostraram que a cepa VCOD-15 conseguiu remover 90% dos cinco poluentes de amostras de águas residuais. A pesquisa também confirmou a presença de intermediários moleculares durante a degradação, indicando a funcionalidade dos caminhos metabólicos envolvidos.
Embora a cepa apresente um grande potencial, não pode utilizar poluentes como fonte de carbono ou energia, necessitando de fontes externas, como extrato de levedura. Além disso, seu crescimento é limitado em ambientes de baixa salinidade, o que pode restringir sua aplicação em áreas costeiras.
Para garantir a segurança ambiental, os pesquisadores sugerem a implementação de sistemas de biocontenção que impeçam a disseminação indesejada da cepa. A pesquisa abre novas possibilidades para a engenharia microbiana, visando a degradação de poluentes complexos e desafiadores, como microplásticos e corantes azoicos.
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