Encontrado en comunidades microbianas de todo el mundo, los hongos Aspergillus son patógenos, descomponedores y fuentes importantes de enzimas biotecnológicamente importantes. Se sabe que cada especie de Aspergillus contiene más de 250 enzimas activas de carbohidratos CAzimas, que descomponen las paredes celulares de las plantas yson de interés para los investigadores del Departamento de Energía DOE que trabajan en la producción industrial de combustibles alternativos sostenibles utilizando cultivos de materia prima de bioenergía candidatos. Además, se cree que cada especie fúngica contiene más de 40 metabolitos secundarios, moléculas pequeñas con el potencial de actuar como biocombustiblee intermedios químicos.
En un estudio publicado la semana del 8 de enero de 2018 en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , un equipo dirigido por investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca DTU, el Instituto Conjunto del Genoma del DOE JGI, un Centro de Usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE y el Instituto Conjunto de Bioenergía del DOE JBEI, dirigido por el Lawrence Berkeley NationalLaboratorio Berkeley Lab, informa los primeros resultados de un plan a largo plazo para secuenciar, anotar y analizar los genomas de 300 hongos Aspergillus. Estos hallazgos son una prueba del concepto de métodos novedosos para anotar genomas funcionalmente para identificar genes más rápidamentede interés.
"Este es el primer resultado de la secuenciación a gran escala de más de 300 especies de Aspergillus", dijo el coautor del estudio, Igor Grigoriev, jefe del Programa de Genómica Fúngica de JGI. "Con el cambio estratégico de JGI hacia la genómica funcional, este estudio ilustravarios enfoques nuevos para la anotación funcional de genes. Muchos enfoques se basan en experimentos y van de gen en gen a través de genomas individuales. Usando Aspergillus, estamos secuenciando muchos genomas estrechamente relacionados para resaltar y comparar las diferencias entre genomas. Un análisis comparativo deespecies estrechamente relacionadas con perfiles metabólicos distintos pueden dar como resultado un número relativamente pequeño de grupos de genes de metabolismo secundario específicos de la especie que se asignarán a un número relativamente pequeño de metabolitos únicos ".
En el estudio, el equipo hizo una secuencia y anotó 6 especies de Aspergillus; 4 fueron secuenciadas usando la plataforma Pacific Biosciences, produciendo conjuntos de genoma de muy alta calidad que pueden servir como cepas de referencia para futuros análisis genómicos comparativos. Un análisis comparativo que involucra estos genomas y otrosLuego se llevaron a cabo los genomas de Aspergillus, varios de los cuales fueron secuenciados por el JGI, y permitieron al equipo identificar grupos de genes biosintéticos para metabolitos secundarios de interés.
"Una de las cosas que encontramos interesantes aquí fue la diversidad de las especies que observamos: elegimos cuatro que estaban relacionadas de forma distante", dijo el autor principal del estudio, Mikael R. Andersen, profesor de DTU. "Con esa diversidadviene también la diversidad química, por lo que pudimos encontrar genes candidatos para algunos tipos muy diversos de compuestos. Esto se basó en un nuevo método de análisis que desarrolló el primer autor Inge Kjaerboelling. Además, también mostramos cómo solidificar dichas predicciones para un compuesto dadosecuenciando genomas adicionales de especies que se sabe que producen el compuesto. Al buscar los genes que se encuentran en todas las especies productoras, podemos identificar los genes con elegancia ".
El coautor del estudio, Scott Baker, investigador de hongos en el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, un Centro de Usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE ubicado en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico y miembro de la División de Deconstrucción del JBEI, explicó por qué encontrar genes candidatos para diversos compuestos"Los metabolitos secundarios son importantes porque representan una química tan interesante y novedosa con respecto a la biosíntesis de moléculas que podrían ser biocombustibles, precursores de biocombustibles o bioproductos", dijo. "Si bien es un esfuerzo significativo para determinar las estructuras de los purificadosmetabolitos secundarios, a menudo es relativamente sencillo. Sin embargo, conectar estas moléculas a sus vías biosintéticas puede ser bastante desafiante. Demostramos que el uso de la genómica comparativa puede conducir de manera eficiente a predicciones razonables de grupos de genes involucrados en las vías biosintéticas ".
Grigoriev agregó que hasta la fecha, se han publicado unos 30 genomas de Aspergillus, otros 25 genomas están disponibles públicamente desde el portal de genomas de hongos JGI Mycocosm, y se están secuenciando y analizando más de 100 genomas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Instituto Conjunto del Genoma . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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