Sequenciamento: NGS é destaque no site da FAPESP por sua metodologia
A empresa NGS Soluções Genômicas aprovou a primeira fase do projeto PIPE em 2016, apresentando um projeto que utiliza metodologias de sequenciamento de nova ou próxima geração (NGS) para resolver problemas em indústrias do Agronegócio.
As metodologias de sequenciamento de nova geração (NGS) são capazes de sequenciar milhares de fragmentos e gerar informações sobre milhões de bases em uma única corrida. Essas metodologias têm revolucionado pesquisas nas áreas de genômica, transcriptômica e metagenômica, pois quando comparadas com o sequenciamento Sanger, apresentam rendimento substancialmente maior e tempo de corrida e preço por base sequenciada menores (Behjati & Tarpey, 2013).
Microbiologia
Na microbiologia, as metodologias de NGS têm substituído a caracterização convencional de microrganismos, baseada em culturas clonais, por uma definição genômica. O estudo dos genomas da microbiota encontrada em um determinado habitat é conhecido como metagenômica (Von Mering et al., 2007).
A metagenômica tem fornecido informações sobre a composição, diversidade, estrutura e potencial metabólico de comunidades microbianas, incluindo microrganismos não cultiváveis, recuperados diretamente de amostras ambientais (Streit & Schmitz, 2004, Teeling & Glöckner, 2012), do trato digestório de humanos, suínos, aves e ruminantes (Ferguson et al., 2016, Kim & Mundt, 2011, Henderson et al., 2015), de amostras de leite (Oikonomou et al., 2012), solos (Daniel, 2005) e produtos de fermentações industriais (Hong et al., 2016).
Agropecuária
Na agropecuária, a metagenômica pode ajudar no grande desafio de produção de alimentos sem o uso de antibióticos. Antibióticos em doses sub terapêuticas agem como promotores de crescimento por modularem de forma favorável a população de microrganismos do trato digestório de animais, envolvida na absorção de nutrientes e melhora do sistema imune (Choi et al., 2015) ou como inibidores de crescimento bacteriano em dornas de fermentação (Amorim et al., 2011). Contudo, a preocupação com o desenvolvimento de cepas resistentes está levando à proibição do uso de antibióticos, o que tem estimulado a criação de novas tecnologias para modular a população de microrganismos (Schmieder & Edwards, 2012). Como consequência, surgiram empresas no mercado dedicadas ao desenvolvimento de prebióticos, probióticos e extratos de plantas para modificar o microbioma e reduzir o uso de antibióticos. O número de artigos usando NGS para estudos de diversidade microbiana vem duplicando a cada ano desde 2010 (Web of Science).
No entanto, a aplicação comercial nas áreas ambiental e agropecuária ainda é restrita, provavelmente devido ao custo de análise. Uma breve pesquisa de mercado no Brasil revelou que os custos de sequenciamento de regiões ribossomais por estratégias de NGS varia entre 208 reais a 600 reais por amostra. Mesmo considerando que o custo por base sequenciada reduziu dramaticamente nos últimos anos, o valor por amostra ainda é alto para aplicações em larga escala.
Projeto NGS
No presente projeto a NGS Soluções Genômicas demonstrou a viabilidade de desenvolvimento de estratégias de NGS de custo mais baixo voltadas para as áreas ambientais e agropecuária. Nossa inovação integra avanços recentes em ferramentas de sequenciamento de DNA e bioinformática para gerar novas soluções para o agronegócio. Testes comerciais estão sendo desenvolvidos para identificar microrganismos contaminantes, deterioradores e patogênicos encontrados em plantas de leite, bebidas, frangos, açúcar e etanol.
Nossa inovação pode ser aplicada para reduzir o uso de antibióticos em fazendas leiteiras para controlar a mastite, diminuir a contaminação microbiana na indústria de alimentos, melhorar a eficiência e a segurança do consumidor na indústria avícola, reduzindo o uso de antibióticos e a contaminação por salmonela. Além disso, pode ser aplicado para reduzir resíduos e melhorar a eficiência em usinas de açúcar e etanol. Trabalhamos em colaboração com empresas de agronegócios estabelecidas para desenvolver soluções personalizadas de DNA.
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