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Análise por genómica comparativa do género Ensifer revela adaptações a ambientes cavernícolas
One of the most prominent features of the bacterial species belonging to the
Ensifer genus is their predatory behavior against other bacteria. Over the years
members of Ensifer have been isolated from a variety of different
environments, some of them imposing extreme conditions for life. One of those
extremes is the subsurface environment, more specifically, caves. The
particularities of cave environments, such as the deprivation of sunlight and the
geological isolation to the surrounding environments, makes caves extremely
oligotrophic environments. However, even with high levels of oligotrophy, caves
are not by any means barren. It has been shown that caves harbor diverse
consortia of microorganisms that use a diverse set of metabolic strategies for
survival and contribute to the cave formation in ways that were not initially
thought of.
To better understand the necessary adaptations for the microbial colonization
of caves, a comprehensive bioinformatic approach was conducted using
Ensifer as a model genus, and more specifically, by comparison of different
Ensifer strains isolated from different environments. We were able to show that
cave Ensifer strains diverge from their surface relatives, showing an
environment-driven clustering pattern in all the phylogenetic approaches
conducted. Furthermore, by combining ANI with multi-gene phylogeny it was
clear that the cave strains represent two different putative cave genospecies,
highlighting the potential of using these two types of approaches to access the
relatedness between Ensifer strains. Regarding the functional genes, the
presence of the nopaline transporters sheds light on a possible ancient
horizontal gene transfer event, and the identification of structural proteins of
different ABC transporters, suggests the ability to utilize different resources
inside the cave. The RND efflux pumps also shown an environmental- driven
clustering pattern, which could be related to the different compounds and
antibiotics present in caves. Also, over-represented biosynthetic gene clusters
coding for quorum sensing and energy storage molecule suggests that cave
strains rely on cellular communication and on the ability to preserve energy for
survival. A complete absence of the CRISPR arrays in the genus Ensifer
indicates that these strains are not exposed to intense viral predation. The
difference between the unique genes of cave Ensifer strains highlights the fact
that different caves can have a unique genomic pool, and therefore different
caves strains can have different unique genes, ultimately responsible for the
adaptation of Ensifer to that specific cave environment. These findings are
insightful to understand how microorganisms adapt to caves, and highlight how
further studies are needed to deeply explore the genomic diversity of Ensifer
strains inhabiting the cave environment.Uma das características mais proeminentes das espécies bacterianas
pertencentes ao género Ensifer é o seu comportamento predatório contra
outras bactérias. Ao longo dos anos, membros deste género foram isolados a
partir de uma variedade de ambientes diferentes, alguns com condições
extremas para a vida. Um desses extremos é o ambiente subterrâneo, mais
especificamente grutas. As particularidades dos ambientes cavernícolas, como
a ausência de luz solar e o isolamento geológico relativo aos ambientes
circundantes, tornam as grutas ambientes extremamente oligotróficos. No
entanto, mesmo com altos níveis de oligotrofia, as grutas não são, de modo
algum, estéreis. Tem sido demonstrado que as grutas abrigam diversos
microrganismos que usam um conjunto diversificado de estratégias
metabólicas para a sobrevivência e contribuem para a formação de grutas de
formas que, inicialmente, não lhes era atribuída.
Para entender melhor as adaptações necessárias para a colonização
microbiana de grutas, foi desenvolvida uma abordagem bioinformática
abrangente, utilizando Ensifer como género-modelo e, mais especificamente,
pela comparação de diferentes estirpes de Ensifer isoladas em diferentes
ambientes. Foi demonstrado que estirpes Ensifer cavernícolas divergem dos
seus relativos de superfície, mostrando um padrão de agrupamento similar em
todas as análises filogenéticas conduzidas. Adicionalmente, ao combinar o ANI
com filogenia usando múltiplos genes, demonstrou-se que as estirpes
cavernícolas representam duas genoespécies putativas de grutas, destacando
o potencial destes dois tipos de abordagens na avaliação da relação entre
estirpes de Ensifer. Relativamente aos genes funcionais, a presença de
transportadores de nopalina elucida sobre a ocorrência de um possível evento
de transferência horizontal de genes no passado, e a identificação de
diferentes proteínas estruturais de vários transportadores ABC sugere a
capacidade das estirpes cavernícolas de utilizar diferentes recursos no interior
da gruta. As bombas de efluxo RND mostram também um padrão de
agrupamento de acordo com o ambiente, que pode estar relacionado com os
diferentes compostos e antibióticos presentes nas grutas. O enriquecimento de
clusters de genes bio sintéticos que codificam para quorum sensing e para
moléculas de armazenamento de energia, sugere que estirpes cavernícolas
dependem de comunicação celular e da capacidade de preservar energia para
sobreviver. Uma ausência absoluta de elementos CRISPR no género Ensifer
indica que estas estirpes não estão expostas a uma predação viral intensa. A
diferença entre genes únicos de estirpes de Ensifer cavernícolas, enfatiza o
facto de diferentes estirpes poderem ter um pool genómico único, responsável
pela adaptação de Ensifer a ambiente cavernícolas específicos, isto é,
diferentes grutas. Estes resultados são importantes para compreender as
adaptações de microrganismos a grutas e realçam a necessidade de mais
estudos para explorar a fundo a diversidade genómica de estirpes de Ensifer
que habitam grutas.Mestrado em Microbiologi
The potentials of photocatalytic cement in urban furniture
Photocatalytic cement has the property of cleaning air pollution. This is achieved by
introducing titanium dioxide into the paste. The use of this material in urban furniture can
provide a significant reduction in the pollution index. This article presents some design
proposals for urban furniture with this material in Portugal.O cimento fotocatalítico tem a propriedade de limpar a poluição do ar. Isto é conseguido
introduzindo dióxido de titânio na pasta. O uso deste material no mobiliário urbano pode
proporcionar uma redução signnificativa no índice de poluição. Este artigo apresenta
algumas propostas projetuais de mobiliário urbano com esse material em Portugal
PROPOSTA DE USO DO CIMENTO FOTOCATALÍTICO EM MOBILIÁRIO URBANO – ESTUDO DE CASO EM PORTUGAL
O cimento fotocatalítico tem a propriedade de limpar a poluição do ar, através da introdução de dióxido de titânio na pasta original. O uso deste material no mobiliário urbano pode proporcionar uma redução significativa no índice de poluição. Este artigo apresenta algumas propostas projetuais de mobiliário urbano com esse material em Portugal. A pesquisa foi realizada durante o período de agosto de 2019 a janeiro de 2020, na região de Leiria.
PROPOSTA DE USO DO CIMENTO FOTOCATALÍTICO EM MOBILIÁRIO URBANO – ESTUDO DE CASO EM PORTUGAL
O cimento fotocatalítico tem a propriedade de limpar a poluição do ar, através da introdução de dióxido de titânio na pasta original. O uso deste material no mobiliário urbano pode proporcionar uma redução significativa no índice de poluição. Este artigo apresenta algumas propostas projetuais de mobiliário urbano com esse material em Portugal. A pesquisa foi realizada durante o período de agosto de 2019 a janeiro de 2020, na região de Leiria.