نبذة مختصرة : Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Os microrganismos representam a maior biomassa da Terra e estão diretamente relacionados aos ciclos biogeoquímicos. Tem sido descrito que a atividade microbiana afeta a cadeia produtiva relacionada ao setor de petróleo e gás, sendo de interesse o conhecimento quanto a microbiologia associada aos reservatórios, visando a otimização da cadeia produtiva, assim como a mitigação de impactos ambientais devido a contaminação ambiental por hidrocarbonetos (HC). Os reservatórios do pré-sal brasileiro são ambientes extremos com elevada concentração de dióxido de carbono (CO2) e alta profundidade, cuja microbiologia ainda é pouco conhecida. O objetivo deste trabalho foi caracterizar comunidades e isolados bacterianos obtidos a partir de amostra de petróleo do pré-sal submetido a cultivo em elevada concentração de CO2. A partir de uma amostra de petróleo, foram obtidos e analisados seis consórcios organizados em dois grupos: três consórcios microbianos indefinidos crescidos em elevada concentração de CO2 e os outros três obtidos da mesma amostra em aeração atmosférica e posteriormente submetido a elevadas concentrações de CO2. Os consórcios microbianos foram caracterizados quanto a: i) produção de biossurfactantes (BS); ii) curva de crescimento em presença de HC como fonte de carbono; e iii) caracterização taxonômica e funcional por sequenciamento metagenômico. Os ensaios funcionais dos consórcios mostraram que três são capazes de produzir moléculas BS capazes de gerar emulsão, ao passo que nenhum dos consórcios é capaz de dispersar o óleo. As curvas de crescimento demonstraram que cinco consórcios são capazes de crescer na ausência de fontes de carbono externa, indicando a ocorrência de fixação de carbono inorgânico, o que foi corroborado pelo sequenciamento metagenômico dos consórcios via identificação de sequências atribuídas ao gênero Ochrobactrum, o qual é capaz de fixar carbono. Nos consórcios, os filos mais abundantes foram Proteobacteria, Actinobacteria e Firmicutes, sendo os consórcios submetidos à alta concentração de CO2, após crescimento em O2, mais diversos que os consórcios crescidos em elevada concentração de CO2. Quanto ao perfil metabólico, as vias mais enriquecidas nos consórcios crescidos em CO2 foram às vias de metabolismo de aminoácidos e metabolismo de carboidratos. Dos consórcios foram obtidos dezenove isolados bacterianos e nove foram caracterizados e testados. Para os isolados foram realizados os ensaios de: i) produção de BS; ii) capacidade de degradação de HC; iii) hidrofobicidade celular e iv) atividade enzimática de hidrolases. Desses, cinco foram capazes de degradar entre 50% e 80% das frações de xileno e tolueno, e outros oito degradam 100% às frações de gasolina, diesel e querosene. Conclui-se que o crescimento de consórcios indefinidos em O2 acarreta numa maior diversidade de microrganismos, que o CO2 inibe a produção de BS e que isolados e consórcios microbianos do pré-sal mostram-se promissores como fonte de produtos biorremediadores, assim como de hidrolases com potencial aplicação industrial. Microorganisms represent the largest biomass on Earth and are directly related to biogeochemical cycles. It has been described that microbial activity affects the production chain related to the oil and gas sector, being of interest the knowledge about the microbiology associated with reservoirs, aiming the optimization of the production chain, as well as the mitigation of environmental impacts due to environmental contamination by hydrocarbons. The Brazilian pre-salt reservoirs are extreme environments with high carbon dioxide (CO2) concentration and high depth, whose microbiology is still poorly understood. The objective of this work was to characterize bacterial communities and isolates obtained from a sample of pre-salt oil submitted to cultivation at high CO2 concentration. From an oil sample, six consortia were obtained and analyzed, organized in two groups: three undefined microbial consortia grown at high CO2 concentration and the other three obtained from the same sample under atmospheric aeration and later submitted to high CO2 concentrations. The microbial consortia were characterized for: i) biosurfactant (BS) production; ii) growth curve in the presence of hydrocarbons as carbon source; and iii) taxonomic and functional characterization by metagenomic sequencing. Functional assays of the consortia showed that three are able to produce BS molecules capable of generating emulsion, whereas none of the consortia is able to disperse oil. The growth curves showed that five consortia are able to grow in the absence of external carbon sources, indicating the occurrence of inorganic carbon fixation, which was corroborated by the metagenomic sequencing of the consortia via identification of sequences assigned to the genus Ochrobactrum, which is able to fix carbon. In the consortia, the most abundant phyla were Proteobacteria, Actinobacteria, and Firmicutes, and the consortia submitted to high CO2 concentration, after growing in O2, were more diverse than the consortia grown in high CO2 concentration. As for the metabolic profile, the most enriched pathways in the consortia grown in CO2 were the amino acid metabolism and carbohydrate metabolism pathways. Nineteen bacterial isolates were obtained from the consortia, and nine were characterized and tested. For the isolates the following assays were performed: i) BS production, ii) hydrocarbon degradation capacity, iii) cellular hydrophobicity, and iv) enzymatic activity of hydrolases. Of these, five were able to degrade between 50% and 80% of the xylene and toluene fractions, and eight others degraded 100% of the gasoline, diesel and kerosene fractions. It is concluded that the growth of undefined consortia in O2 leads to a greater diversity of microorganisms, that CO2 inhibits BS production, and that isolates and microbial consortia from the pre-salt show promise as a source of bioremediation products, as well as hydrolases with potential industrial application.
Processing Request
No Comments.