Fungos filamentosos do Oceano Atlântico : caracterização de uma nova espécie de Periconia sp. isolada do arquipélago São Pedro e São Paulo

Abstract

O Arquipélago de São Pedro e São Paulo (ASPSP) é um conjunto de ilhas brasileiras localizado no Oceano Atlântico, caracterizado por isolamento geográfico, alta salinidade, temperatura elevada, altos níveis de radiação solar e flora muito discreta. A macro diversidade local já foi explorada, mas a composição microbiana ainda é pouco descrita, sendo a diversidade fúngica inexplorada. Dadas suas condições seletivas, o ASPSP é um ambiente estratégico para explorar microrganismos com adaptações metabólicas potenciais que poderiam levar a novas aplicações biotecnológicas. Durante a caracterização da diversidade fúngica do ASPSP, nosso grupo isolou um fungo pertencente ao gênero Periconia (Pleosporales: Periconiaceae), um clado que compreende espécies ubíquas conhecidas por produzir uma grande diversidade de produtos biotecnologicamente relevantes, incluindo moléculas antivirais, antimicrobianas e anti-inflamatórias. Para descrição morfológica, o isolado Periconia sp. ASPSP3 foi cultivado em diferentes meios (Ágar batata, Sabouraud, Czapek, Rosa bengala e Ágar malte) e em diferentes condições (temperatura e salinidade). Para confirmar a taxonomia do isolado, foram realizadas análises de diferentes regiões conservadas: ITS, LSU, SSU, TEF1-α. Também, foi realizado o sequenciamento completo do genoma, a fim de investigar genes conservados e vias de metabólitos secundários. A montagem e a anotação do genoma foram realizadas usando Spades e Funannotate, respectivamente. Os clusters de genes biossintéticos (BGC) foram identificados usando a versão fungal do antiSMASH (fungiSMASH). No genoma de Periconia sp. ASPSP3, foram encontrados 51 BGCs, sendo os policetídeos a classe predominante. Foram identificadas possíveis BCGs para metabólitos com potencial antifúngico e antioxidante, além de micotoxinas. No entanto, nenhuma atividade antifúngica foi observada em um ensaio de triagem contra as leveduras patogênicas Cryptococcus neoformans, Cryptococcus gatti, Candida albicans e Candida auris. Utilizando a ferramenta Get Homologues com os algoritmos COGS e OMCL, realizamos uma análise comparativa do genoma do isolado com outros 4 genomas disponíveis na plataforma do NCBI. A análise revelou 1.856 genes únicos para o isolado ASPSP3, com genes envolvidos majoritariamente nos processos de captura e processamento de nutrientes. Os resultados encontrados evidenciam o potencial biotecnológico de fungos deste gênero e abrem possibilidades para ampliar o número de moléculas com possível aplicação. Ainda, o sequenciamento do genoma incrementa as informações dos bancos de dados moleculares e taxonômicos de fungos filamentosos.

The São Pedro e São Paulo Archipelago (ASPSP) is a group of Brazilian islands located in the Atlantic Ocean, characterized by geographical isolation, high salinity, elevated temperatures, high levels of solar radiation, and inconspicuous flora. While local macrodiversity has been explored, the microbial composition remains poorly described, with fungal diversity remaining unexplored. Given its selective conditions, ASPSP is a strategic environment for exploring microorganisms with potential metabolic adaptations that could lead to new biotechnological applications. During the characterization of ASPSP fungal diversity, our group isolated a fungus belonging to the Periconia genus (Pleosporales: Periconiaceae), a clade comprising ubiquitous species known to produce a wide array of putative biotechnologically relevant products, including antiviral, antimicrobial, and anti-inflammatory molecules. For morphological description, the Periconia sp. ASPSP3 isolate was cultivated on different media (potato dextrose agar, Sabouraud, Czapek, Rose Bengal, and malt extract agar) and under different conditions (temperature and salinity). To confirm the taxonomy of the isolate, analyses of different conserved regions were conducted: ITS, LSU, SSU, TEF1-α. Additionally, complete genome sequencing was performed to investigate conserved genes and secondary metabolite pathways. Genome assembly and annotation were conducted using Spades and Funannotate, respectively. Biosynthetic gene clusters (BGCs) were identified using the fungal version of antiSMASH (fungiSMASH). In the Periconia sp. ASPSP3 genome, 51 BGCs were found, with polyketides being the predominant class. Possible BGCs for metabolites with antifungal and antioxidant potential, as well as mycotoxins, were identified. However, no antifungal activity was observed in a screening assay against pathogenic yeasts such as Cryptococcus neoformans, Cryptococcus gatti, Candida albicans and Candida auris. A comparative analysis of the isolate ASPSP3 genome with four other Periconia genomes available at NCBI platform was conducted, using the Get Homologues tool with COGS and OMCL algorithms. The analysis revealed 1,856 unique genes for the ASPSP3 isolate, with genes mainly involved in nutrient capture and processing pathways. These findings underscore the biotechnological potential of fungi of this genus and opens opportunity for further investigations. Furthermore, genome sequencing contributes to the expansion of molecular and taxonomic databases for filamentous fungi.