Metagenomic analysis and optimization of hydrogen production from sugarcane bagasse

Soares, Laís Américo; Rabelo, Camila Abreu B. Silva; Sakamoto, Isabel Kimiko; Delforno, Tiago Palladino; Silva, Edson Luis; Varesche, Maria Bernadete Amâncio

doi:10.1016/j.biombioe.2018.07.018

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“…As the novelty of our method lies in the recovery of proteins from the phenol phase, typically discarded in the protocol of Griffiths et al (), we further demonstrate that our biomolecule co‐extraction is suitable for metaproteomics analysis of other soil types with varying clay contents. Indeed, the DNA and RNA co‐extraction protocol from Griffiths et al () has been cited to date by over 1,250 papers including many reporting on downstream high‐throughput sequencing, including 16SrRNA and ITS amplicon analysis (Haas et al, ; Morawe et al, ; Sayer et al, ; Whitman et al, ), metagenomics (Malik, Thomson, Whiteley, Bailey, & Griffiths, ; Soares et al, ; Wilhelm, Hanson, Chandra, & Madsen, ) and metatranscriptomics (Alessi et al, ; de Menezes, Clipson, & Doyle, ; Hesse et al, ). Here, 16S rRNA profiling from DNA and cDNA was performed on three samples corresponding to three biological replicates from one soil type (with a clay content of 11.1%) while metaproteomics was conducted for nine samples corresponding to three biological replicates from three soil types (with clay content of 11.1%, 19.4% and 35.1%).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A robust, cost‐effective method for DNA, RNA and protein co‐extraction from soil, other complex microbiomes and pure cultures

Thorn

Bergesch

Joyce

et al. 2019

Molecular Ecology Resources

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The soil microbiome is inherently complex with high biological diversity, and spatial heterogeneity typically occurring on the submillimetre scale. To study the microbial ecology of soils, and other microbiomes, biomolecules, that is, nucleic acids and proteins, must be efficiently and reliably co‐recovered from the same biological samples. Commercial kits are currently available for the co‐extraction of DNA, RNA and proteins but none has been developed for soil samples. We present a new protocol drawing on existing phenol–chloroform‐based methods for nucleic acids co‐extraction but incorporating targeted precipitation of proteins from the phenol phase. The protocol is cost‐effective and robust, and easily implemented using reagents commonly available in laboratories. The method is estimated to be eight times cheaper than using disparate commercial kits for the isolation of DNA and/or RNA, and proteins, from soil. The method is effective, providing good quality biomolecules from a diverse range of soil types, with clay contents varying from 9.5% to 35.1%, which we successfully used for downstream, high‐throughput gene sequencing and metaproteomics. Additionally, we demonstrate that the protocol can also be easily implemented for biomolecule co‐extraction from other complex microbiome samples, including cattle slurry and microbial communities recovered from anaerobic bioreactors, as well as from Gram‐positive and Gram‐negative pure cultures.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A robust, cost‐effective method for DNA, RNA and protein co‐extraction from soil, other complex microbiomes and pure cultures

Thorn

Bergesch

Joyce

et al. 2019

Molecular Ecology Resources

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“…De modo geral, Universidade de São Paulo Escola de Engenharia de São Carlos Programa de Pós-graduação em Hidráulica e Saneamento em condições de escassez de carboidratos, o lactato é fonte primária de carbono alternativo em sistemas alimentados com vinhaça. Soares et al (2018) avaliaram a comunidade microbiana em reatores em batelada na fermentação de bagaço de cana de açúcar (BCA) com variação da concentração do substrato (3,42 g.L -1 ) e extrato de levedura (0,58-3,42 g.L -1 ). A máxima produção de H2 obtida foi 1,50 mmol.L -1 utilizando 2,77 e 5,84 g.L -1 de extrato de levedura e BCA, respectivamente.…”

Section: Diversidade Microbiana Em Reatores Aplicados Na Produção De H2unclassified

“…Dentre os gêneros com crescimento anaeróbio estrito, tanto Clostridium quanto o Thermoanaerobacterium são produtores de H2 e com potencial celulolítico (Sigurbjornsdottir e Orlygsson, 2012;Soares et al, 2018), o que pode ter contribuído com a conversão do substrato em metabólitos. Entre os gêneros facultativos (Bacillus, Enterobacter, Paenibacillus, Lactobacillus, Enterococcus, Ruminiclostridium e Leuconostoc) aqueles semelhantes a Lactobacillus e Leuconostoc são os principais produtores de ácido lático, no qual pode inferir em baixos rendimento de H2.…”

Section: Diversidade Microbiana Em Reatores Aplicados Na Produção De H2unclassified

“…Bactérias semelhantes a Clostridium são celulolíticas associadas à hidrólise de substratos complexos e produção de H2 (An et al, 2018;Soares et al, 2018) e produção de ácido butírico e demais ácidos de cadeia longa (Chi et al, 2018;Park et al, 2018) e tem sido isoladas de variedade de ambientes, como lodo de reatores e aterros sanitários (Wong et al, 2018), sedimento de manguezal (Shanmugama et al, 2018), solos (Al-Shorgani et al, 2016) entre outros.…”

Section: 211perfil Taxonômicounclassified

“…Clostridium (19%) e Lactobacillus (21,3%) a partir da fermentação natural da vinhaça de canade-açúcar sob condições termofílicas (55ºC), inferindo que tais gêneros são pertencentes a comunidade autóctone de resíduos da agricultura e se sobressaem durante o processo de fermentação natural. Bactérias semelhantes a Clostridium também foram identificadas com expressiva abundância relativa (33%), em consórcio microbiano obtido a partir da mistura de solo e resíduos de compostagem no final da fermentação de bagaço de cana-de-açúcar prétratado (Soares et al, 2018).…”

Section: Fuess Et Al (2018) Também Relataram a Predominância De Bactunclassified

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Otimização da produção de hidrogênio a partir de resíduos de banana: avaliação da diversidade de bactérias autóctones e distribuição funcional

Mazareli¹

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Aqui ficam os agradecimentos aqueles que me auxiliaram nesta caminhada, tanto para execução quanto para conclusão desta etapa acadêmica. Não tendo sido apenas um trabalho, mas sim um crescimento, uma aprendizagem pessoal e profissional, uma caminhada que exige esforço, porém muito gratificante. A começar pela figura divina, Deus, por me inserir em um seio familiar, por sempre me fortalecer e permitir que continue em busca dos meus sonhos. Aos meus pais, José Luis e Arlete, e a minha irmã Rita, nos quais me orgulho imensamente e que representam a forma mais simples de caráter e sabedoria. Ao meu companheiro Gustavo, por toda atenção, paciência, carinho e amor em todos os momentos. Ao meu filho, que apesar de estar ainda em meu ventre, contribuiu e me motivou ainda mais, para continuar e seguir em frente na busca pelo melhor. A minha orientadora, Profª. Drª. Maria Bernadete A. Varesche, pelos seus ensinamentos profissionais e pessoais, paciência, e a sua pronta disponibilidade e confiança em mim depositada. Ao Profº. Drº. Edson Luis (Tininho), pela sua disponibilidade, auxílio e presteza concebida a mim durante a execução do projeto. A minha companheira de apartamento, de laboratório e de vida, Alejandra (Shakira), por estar sempre comigo me ajudando de todas as formas possíveis e impossíveis. Ao amigo prestativo Wesley e a toda família "Sancabadalada" por serem além de amigos, irmãos nos quais levarei por toda minha vida. Obrigada por toda força, carinho e solidariedade. Cada momento ao lado de vocês foi inesquecível #Tusca #oisumido Aos amigos do LPB, que contribuíram com cada tijolo depositado na construção desta tese. Com certeza o dia-a-dia na pesquisa foi mais prazeroso com a presença de todos vocês, desde as idas ao "bandejão", até as noites de cinéticas. Cada ensinamento foi muito válido! A equipe "Bernadetes" pela troca de conhecimento aliada ao bom convívio. Em especial, Ale, Fran, Vanessa, Fiaz, Marina e Henrique. Aos professores, corpo técnico e administrativo do LPB e SHS, cada um com sua função especial contribuíram grandemente com a minha formação. Uma menção especial a Isabel, Janja e Juliana (Lab. Biologia). As fiéis amigas UNESPIANAS, Bianca (pônei), Janaina (janinha) e Aline (pomba) por sempre estarem presentes, me dando força e incentivo, vocês são muito além de amigas, são irmãs! A reta final foi mais pacífica com a ajuda de vocês. A Fundação de Amparo e Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), processo nº 2016/20048-6, referente ao projeto de pesquisa Temático nº 2015/06246-7 e a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-Brasil (CAPES)-Código de Financiamento 001-pelo fornecimento da bolsa e auxílio financeiro complementar na realização da pesquisa. A Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP), Programa de pós-graduação em Engenharia Hidráulica e Saneamento (PPG-SHS) e Laboratório de processos biológicos (LPB) por propiciar condições para minha formação de qualidade na obtenção do título de Doutora em Ciências. Meus mais sinceros agradecimentos a todos! "A tarefa não é ve...

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Improved Methanogenic Communities for Biogas Production

Nakayama

Penteado

Duarte

et al. 2019

Biofuel and Biorefinery Technologies

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