Mapeamento do potencial probiótico e para degradação de polissacarídeos vegetais em isolados da microbiota de animais de produção - Almeida, João Victor dos Anjos [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2026)
A microbiota intestinal de animais de produção exerce papel central na digestão de nutrientes, na modulação imunológica e no bem-estar, sendo influenciada por microrganismos com capacidade de degradar polissacarídeos vegetais e produzir metabólitos bioativos. Nesse contexto, bactérias ácido-láticas e outros membros de Lactobacillales destacam-se como candidatos probióticos promissores por contribuírem para a hidrólise de fibras alimentares e síntese de vitaminas essenciais. O objetivo desta dissertação foi caracterizar in silico o potencial probiótico e a capacidade de degradação de polissacarídeos complexos em isolados da microbiota intestinal de aves e suínos. Para isso, foram realizadas análises de genômica comparativa, incluindo montagem e anotação genômica, detecção de genes de resistência, bacteriocinas e profagos, reconstrução filogenômica, avaliação do pangenoma, anotação de CAZymes e vias de degradação de prebióticos, modelagem estrutural de enzimas e predição de vias biossintéticas de vitaminas. Os resultados revelaram que os isolados apresentam genomas de alta qualidade e posicionamento filogenômico consistente com espécies probióticas reconhecidas. Os pangenomas reconstruídos indicam uma arquitetura diversa, sugerindo fluxo gênico e potenciais especializações metabólicas entre as cepas. Conjuntos distintos de CAZymes indicaram capacidade complementar para degradação de polissacarídeos como xilano, pectina, frutanos e arabinoxilanos, enquanto vias metabólicas preditas revelaram potencial para síntese de vitaminas do complexo B, incluindo tiamina, riboflavina, niacina e folato. A modelagem estrutural confirmou a estabilidade e plausibilidade funcional de enzimas envolvidas na degradação de oligossacarídeos, reforçando o papel biotecnológico dessas cepas. No conjunto, os dados apontam para possíveis interações metabólicas complementares entre os isolados, sugerindo que consórcios multi-cepa podem maximizar a digestão de fibras e a oferta de cofatores ao hospedeiro, contribuindo para estratégias de nutrição de precisão, redução do uso de antibióticos e maior sustentabilidade na produção animal. Além disso, este trabalho apresenta uma abordagem genômica integrativa e robusta, capaz de orientar o delineamento racional de novos probióticos multiespécie para aplicação na produção animal e outros cenários.

The intestinal microbiota of production animals plays a central role in nutrient digestion, immune modulation, and overall well-being, being shaped by microorganisms capable of degrading plant polysaccharides and producing bioactive metabolites. In this context, lactic acid bacteria and other members of the Lactobacillales stand out as promising probiotic candidates due to their contribution to the hydrolysis of dietary fibers and the synthesis of essential vitamins. The aim of this dissertation was to characterize in silico the probiotic potential and the capacity for complex polysaccharide degradation in isolates from the intestinal microbiota of poultry and swine. To this end, comparative genomics analyses were performed, including genome assembly and annotation, detection of resistance genes, bacteriocins and prophages, phylogenomic reconstruction, pangenome evaluation, CAZyme annotation and prediction of prebiotic degradation pathways, structural modeling of enzymes, and prediction of vitamin biosynthetic routes. The results revealed that the isolates possess high-quality genomes and phylogenomic placement consistent with recognized probiotic species. The reconstructed pangenomes indicate a diverse architecture, suggesting gene flow and potential metabolic specializations among strains. Distinct sets of CAZymes indicate complementary capacity for the degradation of polysaccharides such as xylan, pectin, fructans, and arabinoxylans, while predicted metabolic pathways revealed the potential for the synthesis of B-complex vitamins, including thiamine, riboflavin, niacin, and folate. Structural modeling confirmed the stability and functional plausibility of enzymes involved in oligosaccharide degradation, reinforcing the biotechnological relevance of these strains. Taken together, the data point to possible complementary metabolic interactions among the isolates, suggesting that multi-strain consortia may maximize fiber digestion and the supply of cofactors to the host, contributing to precision nutrition strategies, reduced antibiotic use, and greater sustainability in animal production. Furthermore, this work presents an integrative and robust genomic approach capable of guiding the rational design of new multispecies probiotics for application in animal production and other contexts.
Mapping of the probiotic potential and for degradation of plant polysaccharides in isolates from the microbiota of production animals
Keywords: Alimentos funcionais; Bem-estar animal; Bioinformática; Genômica; Suplementos probióticos