O Microbioma de Esponjas de Água Doce: Estrutura da Comunidade, Metabolismos Derivados de Genomas Montados a partir de Metagenomas e Mecanismos Moleculares de Simbiose
Metania sp. nov., Simbiose em Porifera, Genomas montados a partir de metagenomas, Proteínas do tipo eucariótico, Ecossistemas de água doce neotropicais, Ciclagem de nutrientes.
As esponjas de água doce (Spongillina) apresentam ampla distribuição continental, com a maior riqueza taxonômica registrada na região Neotropical. Exclusivamente aquáticos, sésseis e filtradores, esses organismos abrigam uma comunidade simbiótica diversa que desempenha papéis ecossistêmicos e fisiológicos vitais. Neste estudo, posicionamos taxonomicamente o hospedeiro e investigamos os perfis taxonômicos e funcionais do microbioma associado à esponja de água doce Metania sp. nov., bem como características genômicas relacionadas à simbiose, utilizando uma abordagem metagenômica. Os marcadores ribossômicos ITS2-28S agruparam com sucesso a Metania sp. nov. no clado Metania, evidenciando, ao mesmo tempo, uma divergência evolutiva significativa em relação a congêneres como M. pottsi e M. reticulata. Adicionalmente, recuperamos e montamos o primeiro genoma mitocondrial completo para o gênero. A análise metagenômica revelou uma comunidade microbiana diversa associada tanto à esponja quanto à água circundante, abrangendo 17 filos dos domínios Bacteria e Archaea. As bactérias compreenderam 16 filos, com predominância de Pseudomonadota, Actinomycetota e Bacteroidota em ambos os microbiomas. O microbioma associado à Metania sp. é funcionalmente especializado, desempenhando papéis putativos na nutrição, defesa e adaptação do holobionte. A partir dos 59 genomas montados a partir de metagenomas (MAGs) recuperados, a análise de pontuação MW revelou uma 2 comunidade predominantemente heterotrófica. Especificamente, Pseudomonadota demonstrou um potencial robusto para degradar matéria orgânica dissolvida — incluindo aminoácidos, ácidos graxos e carboidratos complexos —, provavelmente sustentando a estrutura simbiótica por meio da ciclagem de nutrientes. Por fim, repetições de tetratricopeptídeo (TPR) e anquirina (ANK), representando proteínas do tipo eucariótico (ELPs), foram prevalentes em Alpha- e Gammaproteobacteria, destacando ELPs potencialmente secretadas que são cruciais para a manutenção estável da simbiose.