Abordagem transcriptômica e proteopeptidômica para a identificação de proteínas e peptídeos com potencial farmacológico no gastrópode marinho Olivancillaria urceus - Barros, Gabriel Marques de [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
Os ecossistemas aquáticos contêm uma grande variedade de espécies, desde microorganismos até grandes mamíferos, e são importantes para a manutenção da biodiversidade, além de benefícios para a espécie humana. No entanto, nosso conhecimento sobre as espécies marinhas é ainda limitado, cerca de 10% do total estimado. A bioprospecção de moléculas com potencial terapêutico em organismos marinhos tem sido um campo de pesquisa crescente nas últimas décadas e a produção de moléculas nestes organismos marinhos está relacionada à sua interação com o ambiente, incluindo interações simbióticas com outros organismos. Estudos demonstraram a correlação entre as características inatas de organismos marinhos, interações e produção de uma variedade de moléculas aprimoradas ao longo da evolução, sendo uma das principais moléculas, os peptídeos, que são considerados moléculas multifuncionais, dado as características de poderem agir sistemicamente como moléculas sinalizadoras, sobre rotas metabólicas e somarem diferentes mecanismos de ação. A atividade de pesca, especialmente a pesca de arrasto de fundo, foi desenvolvida para atender à crescente demanda da população mundial por produtos marinhos. No entanto, esse método é de baixa seletividade e resulta em uma captura significativa de fauna acompanhante, incluindo uma ampla variedade de organismos que são descartados como resíduos devido à falta de valor econômico. Pesquisadores identificaram uma vasta biodiversidade de espécies de fauna acompanhante, incluindo o gastrópode Olivancillaria urceus, que é um dos principais componentes da pesca de arrasto de fundo amplamente utilizada na pesca de camarão na costa sudeste brasileira. Esta espécie é endêmica do Atlântico Sudeste, encontrada em águas rasas da zona nerítica a profundidades de 0 a 53 metros. O potencial de biomoléculas dentro deste gênero de gastrópode descartados foi demonstrado em estudos anteriores utilizando extratos da espécie congênere, a Olivancillaria hiatula. No entanto, atualmente não há pesquisas sobre o potencial de moléculas bioativas em O. Urceus. Neste estudo, uma abordagem ômica, incluindo transcriptômica e proteopeptidômica, foi aplicada para explorar O. urceus em nível molecular. O transcriptoma do pé/manto muscular resultou na anotação de 19.097 genes pela ontologia genética, com a identificação de 20 transcritos semelhantes a toxinas, considerando a classe dos gastrópodes. A fração do proteoma confirmou 2.179 transcritos, incluindo sequências com atividade tóxica, como precursor de conotoxina, Conodipina-P3 e proteína contendo o domínio BPTI/Kunitz. Adicionalmente, 9.663 peptídeos de 1.484 proteínas precursoras foram detectados na fração peptídica, incluindo duas sequências semelhantes a neurotoxinas. A identificação dessas sequências pode levar à descoberta de novas moléculas com potencial terapêutico.

Aquatic ecosystems contain a wide variety of species, from microorganisms to large mammals, and are important for maintaining biodiversity as well as offering benefits to humankind. However, our knowledge of marine species is still limited, covering about 10% of the estimated total. The bioprospecting of molecules with therapeutic potential in marine organisms has been a growing field of research in recent decades, and the production of molecules in these marine organisms is related to their interaction with the environment, including symbiotic interactions with other organisms. Studies have shown a correlation between the innate characteristics of marine organisms, interactions, and the production of a variety of molecules refined through evolution, with peptides being one of the main types. Peptides are considered multifunctional molecules, as they can act systemically as signaling molecules, affect metabolic pathways, and exhibit various mechanisms of action. Fishing activity, especially bottom trawling, was developed to meet the growing global demand for marine products. However, this method is low in selectivity and results in a significant bycatch, including a wide range of organisms that are discarded as waste due to their lack of economic value. Researchers have identified a vast biodiversity of bycatch species, including the gastropod Olivancillaria urceus, which is one of the main components of bottom trawling widely used in shrimp fishing along the southeastern Brazilian coast. This species is endemic to the South Atlantic, found in shallow waters of the neritic zone at depths of 0 to 53 meters. The potential of biomolecules within this discarded gastropod genus has been demonstrated in previous studies using extracts from a congener species, Olivancillaria hiatula. However, there is currently no research on the potential of bioactive molecules in O. urceus. In this study, an omics approach, including transcriptomic and proteopeptidomic, was applied to explore O. urceus at the molecular level. The transcriptome of the muscular foot/mantle resulted in the annotation of 19,097 genes through gene ontology, with the identification of 20 toxin-like transcripts, considering the gastropod class. The proteome fraction confirmed 2,179 transcripts, including sequences with toxic activity, such as conotoxin precursor, Conodipine-P3, and proteins containing the BPTI/Kunitz domain. Additionally, 9,663 peptides from 1,484 precursor proteins were detected in the peptide fraction, including two neurotoxin-like sequences. The identification of these sequences could lead to the discovery of new molecules with therapeutic potential.
Transcriptomic and proteopeptidomic approach for the identification of proteins and peptides with pharmacological potential in the marine gastropod Olivancillaria urceus
Keywords: Biodiversidade; Biologia Molecular; Proteômica; Transcriptoma; Gastropode