Ecological and biotechnological potential of sponge microbiome

Abstract

Marine sponges harbor microbial communities of immense ecological and biotechnological importance. Recently, they have been focus of heightened attention due to the wide range of biologically active compounds with potential application, particularly, in chemical, cosmetic and pharmaceutical industries. However, we still lack fundamental knowledge of their microbial ecology and biotechnological potential. The development of high-throughput sequencing technologies has given rise to a new range of tools that can help us explore the biotechnological potential of sponges with incredible detail. Metagenomics, in particular, has the power to revolutionize the production of bioactive compounds produced by unculturable microorganisms. It can offer the identification of biosynthetic genes or gene clusters that can be heterologously expressed on a cultivable and suitable host. This review focus on the exploration of the biotechnological potential of sponge-associated microorganisms, and integration of molecular approaches, whose increasing efficiency can play an essential role on achieving a sustainable source of natural products.

As esponjas marinhas abrigam comunidades microbianas de grande importância ecológica e biotecnológica. Recentemente, estas têm recebido maior atenção devido ao grande número de compostos com actividade biológica, com potencial aplicação, particularmente, nas indústrias química, cosmética e farmacêutica. No entanto, a ecologia e o potencial biotecnológico dos seus microrganismos ainda permanecem largamente desconhecidos. O desenvolvimento de tecnologias de sequenciação de alta resolução deu origem a novo grupo de abordagens que nos podem ajudar a explorar o potencial biotecnológico das esponjas com um detalhe sem precedentes. As abordagens metagenómicas, em particular, tem poder para revolucionar a produção de compostos com actividade biológica produzidos por microrganismos não cultiváveis, ao permitir a identificação de genes ou clusters de genes biosintéticos com capacidade para serem expressos heterologamente num organismo hospedeiro adequado e cultivável. Esta revisão foca particularmente a exploração do potencial biotecnológico dos microrganismos associados a esponjas, e a integração de abordagens moleculares, cuja eficiência crescente pode desempenhar um papel essencial no desenvolvimento de uma fonte sustentável de produtos naturais.