Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento - nº 37 1

Figura 4. Microscopia eletrônica de transmissão mostrando microrganismos associados a esponjas marinhas.Hymeniacidon heliophila (A,B,C e D), Polymastia janeirensis (E,F,G e H)a ocorrência de archaeas nas esponjas,seu potencial biotecnológico não temsido explorado. Nenhum estudo revelouaté hoje compostos com aplicaçãobiotecnológica produzidos por archaeasassociadas com esponjas marinhas.Isso sugere a necessidade de maioresesforços na pesquisa para futuras aplicaçõesindustriais e farmacológicas.3. CultivoA produção de drogas a partir de microrganismosassociados às esponjasmarinhas tem sido limitada pela dificuldadede cultivo desses organismos commeios definidos em laboratório. Para odesenvolvimento de uma droga comercialé necessária a produção desta emgrande quantidade para estudos clínicos.Técnicas dependentes de cultivotêm sido empregadas com pouco sucesso(Webster et al., 2001), uma vezque apenas uma quantidade proporcionalmentemenor da comunidade totalde bactérias associadas às esponjas écultivada com sucesso. Somente 0,15%da população de bactérias da esponjado Caribe Ceratoporella nicholsoni foicultivada (Santavy et al., 2001), enquantoproporções maiores de cultivo, chegandoa 11% da comunidade bacteriana,foram possíveis em Aplyisina aerophoba,esponja do Mediterrâneo (Friedrichet al., 2001).Muitas espécies de esponjas têm sidocultivadas com a utilização de técnicasde maricultura, que permite o cultivodesses organismos no mar, sendo degrande interesse para utilização sustentáveldas esponjas. Para a aplicaçãodessa técnica, fatores como profundidade,corrente e luminosidade são importantespara o crescimento das esponjase dos microrganismos associados(Sipkema et al., 2005). A mariculturatem sido empregada com muito sucessoem algumas espécies de esponjasmarinhas, proporcionando aumentode biomassa desses organismos ea obtenção de compostos químicosem quantidades comerciais.4. MetagenômicaO interesse em microrganismos associadosàs esponjas como produtoresde compostos biologicamente ativosvem crescendo, mas a vasta maioriadessa comunidade microbiana aindanão foi isolada em cultura pura.Metagenomas de micróbios associadosàs esponjas marinhas têm sido utilizadoscom sucesso na identificaçãode genes alvos envolvidos na síntesede produtos naturais (Hallam et al.,2006). Esse método envolve construçãode bibliotecas genômicas atravésde extração e clonagem de DNA dealto peso molecular (Handelsman,2004). O gene 16S rRNA é um dos principaisgenes utilizados como marcadormolecular para construção de bibliotecas,sendo de fácil amplificaçãopela técnica de PCR (Reação em Cadeiada Polimerase) (Vieira et al.,2008).Essa nova abordagem revelou novosgenes de microrganismos não cultivadosassociados às esponjas Theonellaswinhoei e Discodermia dissoluta(Piel et al., 2004). A análise de metagenomatambém identificou enzimas,como as que são capazes dehidrolisar agar provenientes de algumasbactérias do gênero Cytophagaassociadas a esponja Halichondriapanicea (Imhoff e Stöhr, 2003). Genesque codificam amilases e acetilcolinesterasesforam identificados na bactéria Artrobacterilicis e no fungo Mucor sp., associadosà esponja Spirastrella sp. (Mohapatraet al., 1997).A construção de bibliotecas gênicas é ummétodo promissor na elucidação do potencialgenético de microrganismos ainda nãocultivados. Recentemente foi seqüenciadoo genoma de archaea Cenarchaeum symbiosumisolada da esponja Axinella mexicanadisponibilizando mais de 2000 novosgenes para a investigação cientifica das funçõesbiológicas e possíveis aplicações tecnológicas(Hallam et al., 2006).A identificação de genes responsáveis pelasíntese de metabólitos secundários por meiodessa técnica torna-se uma fonte alternativapara exploração da diversidade químicapresente na comunidade microbiana das esponjasdisponibilizando inúmeros genespara clonagem e expressão heteróloga deproteínas com interesse biotecnológico.5. ConclusãoEsponjas marinhas são hospedeiras demuitos microrganismos. A aplicação debactérias, fungos e principalmente archaeasna biotecnologia permanece limitada. Aprodução em larga escala dos metabólitossecundários originados de microrganismosassociados a esponjas, continua restritadevido à dificuldade do cultivo em laboratórioda maioria destes micróbios. Estratégiasalternativas têm sido propostas para aobtenção desses compostos, como culturade esponjas no ambiente marinho (maricultura)e técnicas de metagenômica.Estudos recentes chamam a atenção paraum sistema bioquímico de comunicaçãocelular chamado “Quorum Sensing”. Estesistema sofisticado de comunicação permiteque as bactérias enviem e recebam men-Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento - nº 37 67