Importância da identificação taxonômica e da caracterização metabólica funcional nos ecossistemas microbianos anaeróbios de produção de biogás

Autor(es): Igor Machado Sophiatti , Flaviane Eva Magrini,
Orientador: Suelen Osmarina Paesi
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A crise energética é mundial e a diversificação da sua matiz é garantia de sucesso nas atividades antrópicas, contudo, somente as energias renováveis dão segurança ambiental e estabilidade econômica.  O agravamento da atual crise climática e geopolítica também têm levado a uma expansão nos interesses por alternativas autossustentáveis de produção de energia, como a digestão anaeróbia para a geração de biogás a partir de resíduos e efluentes agroindustriais. A compreensão do papel da comunidade microbiana participante do processo de bioconversão de resíduos pode direcionar o processo para uma melhor eficiência na geração de energia.  Este trabalho tem como objetivo apontar a importância da análise genômica de comunidades de microrganismos atuantes nas diferentes etapas da digestão anaeróbia, assim como a análise de predição funcional de genes envolvidos em vias metabólicas específicas. A digestão anaeróbica ocorre em diferentes etapas com a participação de organismos específicos, como por exemplo, os gêneros Bacillus, Clostridium e Staphylococcus que participam da fase de hidrólise onde compostos orgânicos complexos (carboidratos, proteínas, lipídeos) são reduzidos a compostos mais simples. Os gêneros Streptococcus, Pseudomonas, Clostridium, Bacterioides, Lactobacillus e Desulfovibrio realizam a acidogênese gerando ácidos graxos voláteis, importantes para a fase acetogênica onde diferentes gêneros produzem acetato, dióxido de carbono e hidrogênio, essenciais para a fase final da digestão anaeróbia, onde diferentes gêneros de arqueias metanogênicas (Methanobacterium, Methanosaeta, Methanospirillum e Methanosarcina) produzem metano.  A análise da microbiota se dá através da construção de bibliotecas metagenômicas realizadas a partir do DNA extraído de amostras de biodigestores. Análises de bioinformática podem ser aplicadas para identificar microrganismos-chave a partir de bancos de dados de bibliotecas de referência em comunidades complexas, como as de reatores de produção de biogás. Com isto, ressalta-se a importância de conciliar as características físico-químicas com as diferentes interações do microbioma presente nos biodigestores de geração de biogás. Adicionalmente, compreender os genes e vias metabólicas envolvidas no processo melhoram o aproveitamento na conversão dos resíduos a fim de assegurar as atividades econômicas com os impactos ambientais por elas gerados.  

Palavras-chave: Metataxonomia, Digestão anaeróbia, Biogás