Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-25T22:24:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Marx Oliveira de Lima.pdf: 3002736 bytes, checksum: 955f02ecac06bdc78a29709166a6d94d (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-27T21:59:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Marx Oliveira de Lima.pdf: 3002736 bytes, checksum: 955f02ecac06bdc78a29709166a6d94d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-27T21:59:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Marx Oliveira de Lima.pdf: 3002736 bytes, checksum: 955f02ecac06bdc78a29709166a6d94d (MD5) Previous issue date: 2014-02-14 / FACEPE / Esnaquinas são peptídeos antimicrobianos (AMPs, do inglês Antimicrobial peptide) pertencentes a família Snakin/GASA, compostos de cerca de 90 resíduos de aminoácidos e 12 cisteínas conservadas, cuja expressão pode ser constitutiva ou induzida por patógenos, conforme observado em Solanum tuberosum. O presente estudo objetivou catalogar genes codificadores para esnaquinas nos transcriptomas de Glycine max e Vigna unguiculata, bem como analisar suas estruturas e expressão, com vistas à identificação e triagem de elementos úteis para programas de melhoramento destas culturas e posterior uso biotecnológico dos peptídeos isolados. Utilizando sequências proteicas de membros da família Snakin/GASA, realizou-se uma busca por homólogos nos transcriptomas das culturas, representadas por etiquetas de sequências expressas (EST, Expressed Sequence Tag), RNA-Seq e bibliotecas de SuperSAGE, como também realizadas análises de genômica comparativa. Um total de 48 possíveis genes codificadores para esnaquinas foram identificados, sendo 20 na soja e 28 no feijão, apresentando grande homologia estrutural com genes desta família (Snakin/GASA), distribuídas em 15 dos 20 cromossomos da soja, bem como em 6 dos 11 cromossomos de Phaseolus vulgaris, refletindo possíveis rearranjos genômicos que as espécies sofreram. A expressão destes genes parece estar associada ao crescimento e desenvolvimento vegetal, resposta a infecção por patógenos e estresses abióticos. As análises de expressão serial mostraram que tanto para estresses bióticos como para abióticos, a expressão destes genes reflete padrões encontrados para a família. Além disso, através da análise de similaridade foi verificada uma ampla diversidade estrutural destes peptídeos antimicrobianos nas culturas estudadas, evidenciando sua diversidade funcional, potencializando seu uso biotecnológico. / Snakins are AMPs - antimicrobial peptides, belonging to the Snakin/GASA family, composed of about 90 aminoacids waste and 12 conserved cysteine, whose expression may be constitutive or induced by pathogens, as observed in Solanum tuberosum. The present study aims to catalogue snakin genes in the transcriptomes of Glycine max and Vigna unguiculata, as well as analyze its structure and expression, aiming the identification and screening of useful elements intending a biotechnological use of the isolated peptides. Using protein sequences from Snakin/GASA family members, it was performed a search for homologues in the cultures transcriptomes, represented by expressed sequence tags (EST), RNA-Seq and superSAGE libraries, we also performed a comparative genomic analysis. A total of 48 possible Snakins were identified, 20 on soybean and 28 on bean, presenting great structural homology with genes from this family (Sankin/GASA), disperse into 15 of the 20 soybean chromosomes, as much as 6 of 11 Phaseolus vulgaris chromosomes, reflecting possible genomic rearrangements in which the species suffered. The expression of these genes showed an association with growth, plant development, and in response to infection caused by pathogens and abiotic stress. The serial analysis shows that either for biotic or abiotic stress, the gene expression reflects patterns found for the family. Trough the similarity analysis it was verified a wide structural diversity of these antimicrobial peptides on the studied cultures, showing its functional diversity and enhancing its biotechnological use.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-16T20:24:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Pedro Luiz de França Neto.pdf: 1351018 bytes, checksum: d8329005cea6014e5435b3e9eac05d86 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-21T21:12:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Pedro Luiz de França Neto.pdf: 1351018 bytes, checksum: d8329005cea6014e5435b3e9eac05d86 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-21T21:12:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Pedro Luiz de França Neto.pdf: 1351018 bytes, checksum: d8329005cea6014e5435b3e9eac05d86 (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / CNPq / A descoberta da mutação JAK2V617F foi um marco diagnóstico para pacientes com neoplasias mieloproliferativas crônicas (NMPC) – cromossomo Filadélfia (Ph) negativo. Esta mutação encontra-se, presente em quase todos os pacientes com policitemia vera (PV, 97%) e em cerca de 50% dos pacientes com trombocitemia essencial (TE) e mielofibrose primária (MFP). Posteriormente, outras mutações foram descritas de maneira mutuamente exclusiva, como: alterações no éxon 12 do gene JAK2, no gene codificador para receptor da trombopoetina (MPL) e no gene calreticulina (CALR). Ainda que a caracterização molecular desses pacientes seja uma ferramenta diagnóstica imprescindível, permanece sob estudo as implicações que essas alterações causam no fenótipo da doença. Neste trabalho realizamos a caracterização molecular de 260 pacientes com NMPC Ph-negativo e associamos esses achados às características clínicas e laboratoriais. Para a mutação JAK2V617F, a caracterização molecular foi realizada por meio de reação em cadeia da polimerase seguido por digestão com enzima de restrição (BsaXI). Sequenciamento Sanger foi utilizado para mutações no éxon 12 do gene JAK2 e no éxon 9 do gene CALR utilizamos. A mutação JAK2V617F foi identificada em 87% (60/69) dos pacientes com PV e 50% (94/189) dos pacientes com TE e MFP. As mutações no gene CALR foram encontradas em 42% (37/88) dos pacientes com TE e MFP JAK2V617F negativos e para os que também não tinham mutações no gene CALR foi feita a pesquisa no gene MPL, onde 16/48 apresentaram mutações. Ao associar os achados moleculares com as características clínicas, os pacientes com TE CALRᵐᵘᵗ apresentaram ao diagnóstico maior contagem de plaquetas (P=0,002) e menor número de leucócitos (P=0,016); nos pacientes com MFP JAK2V617F positivo, a contagem de leucócitos se mostrou aumentada (P=0,01) em comparação aos outros grupos. Com nossos dados foi possível caracterizar a coorte quanto ao status mutacional e características clínicas, valideo-a de acordo com os critérios preconizados pela OMS, além de mostrar as diferenças clínicas e laboratoriais existentes com base nos marcadores moleculares diagnósticos, dados que irão auxiliar no acompanhamento e conduta terapêutica dos pacientes. / The discovery of JAK2V617F mutation was a hallmark in diagnostic for patients with Myeloproliferative neoplasm (MPN) – Philadelphia (Ph) cromossome negative. Such mutation is present in the majority of patient with policythemia vera (PV) e about 50% of patients with essencial thrombocytemia (ET) e primary mielofibrosis (PMF). Subsequently, other mutations were described in a mutual exclusive manner, such as mutations in éxon 12 of JAK2, in the MPL gene which encoding thrombopoetin receptor e CALR gene. Although the molecular characterization of these patients is meatory for diagnosis proposes, it is unclear if these alterations are responsible for the disease phenotype. Here, we performed the molecular characterization of 260 patients with MPN Ph – negative e correlate these findings with clinical e laboratorial features. JAK2V617F mutation was perform by polymerase chain reaction – restriction fragmente lenght polymorfism with restriction enzyme (BsaXI). Sanger sequencing was applied for screening exon 12 e éxon 9 mutation of JAK2 e CALR gene, respectively. JAK2V617F mutation was identified in 87% (60/69) of patients with PV e 50% (94/189) in those with ET e PMF. The CALR mutation was identify in 42% (37/88) of patients with ET e PMF JAK2V617F negative e to which were also negative for CALR was performed the analisys of MPL. Patients with CALRᵐᵘᵗ ET presented high platelet counts at diagnosis (p=0,002) e lower white blood cells (WBC) counts (p=0,016). Patients with PMF JAK2V617F positive, showed higher WBC counts (P=0,01). In summary, we were able to characterize at molecular level our patients, following the WHO criteria; we hope that with such data, we could provide a more reliable genetic lescape for our patients, which we believe to be translate into better management e therapeutic conduct in our setting.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo784_1.pdf: 705508 bytes, checksum: 5725b57a45fd7f33f57457930ae04f35 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A levedura Dekkera bruxellensis, teleomorfo de Brettanomyces bruxellensis, é a maior contaminante nas destilarias que utilizam caldo de cana no mundo, provocando a diminuição da produtividade de etanol e, conseqüentemente, ocasionando prejuízos à indústria. A despeito de sua importância, poucos estudos genéticos estão publicados na literatura científica. Os trabalhos recentes do nosso grupo mostram que esta levedura apresenta uma grande adaptabilidade ao processo industrial e propomos uma análise genômica ampla para identificar os fatores responsáveis por esta característica. No presente trabalho, avaliamos o polimorfismo do gene COX2 que codifica a enzima citocromo oxidase II. Os resultados mostraram uma inesperada maior similaridade entre as seqüências do gene COX2 de isolados industriais de D. bruxellensis com seu ortólogo em D. custersii do que com a seqüência de COX2 da linhagem tipo de D. bruxellensis depositada no GenBank. Além disso, iniciamos a análise in silico comparada do genoma mitocondrial das leveduras ascomicota que possuem genoma mitocondrial seqüenciado e depositado GenBank. Com isso foi possível a construção de um mapa físico do genoma mitocondrial deste clado. Seis espécies apresentando similaridade genômica nuclear com D. bruxellensis foram submetidos a alinhamentos múltiplos através do programa computacional Mega v. 4.0. A ordem gênica foi definida como L-rRNA COII COIII S-rRNA COI ATPase 8 ATPase 6 Cyt b ATPase 9 Var 1, baseado no genoma de Saccharomyces cereviseae. Os programas CODEHOP e Codon Usage foram usados com a finalidade de refinar o desenho de primers degenerados a fim de se amplificar os genes ortólogos de D. bruxellensis. Os alinhamentos se mostraram representativos para construção dos primers, uma vez que foi observada uma alta variabilidade entre as seqüências gênicas sintênicas dos genes estruturais anteriormente citados. Estes dados proporcionam a base para futuras análises da genética e da evolução da população de D. bruxellensis, que servirá de base para o estabelecimento de correlações entre a variabilidade e genética e as capacidades fisiológicas de diferentes cepas industriais de D. bruxellensis em busca de melhor entendimento desse ―fitness competitivo‖ desta levedura no ambiente industrial

Elementos transponíveis são elementos genéticos capazes de transpor para diferentes locais em um genoma hospedeiro. Na sua descoberta, considerou-se que tais elementos não apresentavam funções celulares úteis, classificando-os como genes parasitas. Atualmente, além do carácter deletério, reconhece-se que eles contribuam para a evolução dos genomas e, em alguns casos, podem realizar algumas funções celulares. Utilizando recursos de bioinformática, realizamos estudos para verificar a influência de duas famílias de retrotransposons non-LTR (Perere-3 e SR2) no genoma do Schistosoma mansoni. Estudos preliminares indicam que após a divergência entre S. japonicum e S. mansoni, esses elementos tiveram uma grande expansão em seu número de cópias em S. mansoni, sem paralelo em S. japonicum. Análises das regiões intrônicas que contêm inserções de qualquer uma destas duas famílias de retrotransposon em S. mansoni, mostrou que houve aproximadamente 30% de aumento no tamanho dos íntrons e aumento do conteúdo GC, quando comparado com os íntrons ortólogos de S. japonicum. As inserções foram diferencialmente representadas ao longo das estruturas dos genes com a acumulação preferencial nos íntrons localizados nas regiões terminais dos genes. As inserções dos dois elementos de transposição tendem a orientar-se na direção oposta da transcrição dos genes. As inserções de trechos do elemento SR2 enriquecidos em motivos CpG foram observados com maior frequência do que o esperado, sugerindo que estas inserções podem contribuir nas funções de genes. Nas regiões intergênicas, foi possível prever sítios para ligação de fatores de transcrição ao longo das sequências de ambos os retrotransposons. Também foi observado que elementos SR2 tendem a se fixar em regiões que flanqueiam genes codificando proteínas transmembranares, as quais podem estar envolvidas na relação hospedeiro-parasita. Usando dados de transcrição de S. mansoni disponíveis publicamente, foram detectados 94 casos possíveis de exonização de inserções dos retrotransposons, produzindo mudanças do produto proteico. Estes resultados sugerem que os elementos Perere-3 e SR2 podem promover mudanças funcionais e estruturais relevantes nos genes de S. mansoni e pode ter contribuído significativamente para a diferenciação entre S. mansoni e S. japonicum. / Transposable elements are genetic elements capable of transpose to different locations at a host genome. At their discovery, it was considered that such elements had no useful cellular functions, leading to their classification as parasitic genes. Currently, in addition to the deleterious character, it is recognized that they contribute to the evolution of genomes and, in some cases, may perform some cellular functions. Using bioinformatics resources, we have conducted studies to verify the influence of two families of non-LTR retrotransposons (Perere-3 and SR2) in the Schistosoma mansoni genome. Preliminary studies indicate that after the divergence between S. japonicum and S. mansoni, these elements had a great expansion in their copy number in S. mansoni, without parallel expansion in S. japonicum. The analysis of the intron regions containing insertions from either of these two families of transposons in S. mansoni, showed that there was approximately 30% of increase in the intron size and GC content when compared to orthologous introns from S. japonicum. Insertions were differentially represented along the gene structures with preferential accumulation in introns located at the terminal regions of the genes. Insertions of both transpositon elements tended to orientate themselves in the opposite direction of gene transcription. The insertions of SR2 transposon regions enriched in CpG motifs were observed in higher frequency than expected, suggesting that these regions might contributing in the gene functions. In the intergenic regions, it was possible to predict transcription factors binding sites along the sequences of both retrotransposons and also observed that SR2 elements were preferentially fixed at regions flanking genes coding for transmembrane proteins, which may be involved in parasite-host relationship. Using publicly available transcript data from S. mansoni, we detected 94 possible cases of exonization of transposon insertion, producing changes of the protein product. These results suggest that Perere-3 and SR2 insertions may promote relevant functional and structural changes in the S. mansoni genes and may have significantly contributed to the differentiation between S. mansoni and S. japonicum.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:57:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NickDisser.pdf: 4259889 bytes, checksum: ee955de15c6345917110d7b6dc4b9765 (MD5) Previous issue date: 2011-12-01 / Single nucleotide polymorphism, SNP, are common and may be responsible for di_erent phenotypes. The attention around this type of polymorphism was intensi_ed when it was discovered, through the sequencing project of the human genome, that they were responsible for most of the genetic variability (90%) of complete human genomes compared. Thus, presenting a frequency of occurrence of one SNP per 1.000-2.000bp intervals. Recently, several studies have focused on the detection of this type of polymorphism in bacterial genomes for use in bacterial strain typing and phylogeny reconstruction, for example. In this work we developed a methodology for detecting and _ltering SNPs for bacterial genomes in order to analyze the prevalence of this type of polymorphism. The methodology involves the use of sequence alignment algorithms and _lters developed in PERL programming language for the detection and filtering of SNPs in order to obtain a reliable final set. The occurrence of SNPs fits the concept of Poisson probability distribution because they are events that occur in an interval, in this case, coding sequences. Within this context, we also calculated the expected frequency of SNPs for each case using a Poisson probability distribution. SNPs that exceeded the expected frequency may be subject to diferent selective pressure. The methodology was tested and evaluated for genomes in five genera of the family Enterobacteriaceae (Enterobacter, Escherichia, Salmonella, Shigella and Yersinia) and used in the case study of Klebsiella pneumoniae str. Kp13 genome, a bacteria causing nosocomial infection. The methodology has been able to detect and filter SNPs in diferent species of the family Enterobacteriaceae in accordance with data already published. For the four Klebsiella pneumoniae strains analyzed the occurrence of such polymorphism between the strains compared was observed. Thus, coding sequences with a number of SNPs higher than the expected frequency, obtained by the Poisson Probability Distribution, have been investigated to assess its possible association with the bacteria lifestyle. / Polimorfismos de Unico Nucleotídeo, SNP, são freqüentes e podem ser responsáveis por diferentes fenótipos. A atenção em torno deste tipo de polimorfismo se intensificou quando se descobriu, através do projeto de seqüenciamento do genoma humano, que eram responsáveis pela maior parte da variabilidade genética (90%) entre genomas humanos completos comparados. Com isso apresentando uma freqüência de ocorrência de 1 SNP em intervalos de 1.000-2.000pb. Recentemente vários estudos se concentraram na detecção desse tipo de polimorfismo em genomas bacterianos para uso em tipagem de estirpes e reconstrução de filogenia, por exemplo. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia de detecção e filtragem de SNPs para genomas bacterianos visando a análise da prevalência desse tipo de polimorfismo. A metodologia envolve o uso de algoritmos de alinhamento de seqüência e filtros desenvolvidos na linguagem de programação PERL para a detecção e filtragem de SNPs com a finalidade de se obter um conjunto final confiável. A ocorrência de SNPs se encaixa no conceito de distribuição de probabilidade de Poisson por serem eventos que ocorrem em um intervalo, nesse caso, seqüência codificantes. Dentro deste contexto, também foi calculada a freqüência esperada de SNPs para cada caso estudado usando uma distribuição de probabilidade de Poisson. Microrganismos que apresentem SNPs em uma freqüência acima da esperada podem estar sujeitos a pressões seletivas diferenciadas. A metodologia foi testada e avaliada para genomas em cinco gêneros da família Enterobacteriaceae (Enterobacter, Escherichia, Salmonella, Shigella e Yersinia) e utilizada no caso específico da bactéria Klebsiella pneumoniae str. Kp13, causadora de infecção nosocomial isolada no Brasil. A metodologia se provou capaz de detectar e filtrar SNPs em diferentes espécies da família Enterobacteriaceae em concordância com dados já publicados. Para as 4 estirpes de Klebsiella pneumoniae foi observada a ocorrência desse tipo de polimorfismo entre as estirpes comparadas. Desta maneira, seqüências codificantes com um número de SNPs maior que a freqüência esperada, obtida com a Distribuição de Probabilidade de Poisson, foram investigadas para averiguação da sua possível associação com o estilo de vida bacteriano.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-04-02T18:45:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_MariaFernandaRibeiroDias_entregue.pdf: 3554535 bytes, checksum: 008e52d46f1049b4b131d2d5de745ce9 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-04-02T18:45:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_MariaFernandaRibeiroDias_entregue.pdf: 3554535 bytes, checksum: 008e52d46f1049b4b131d2d5de745ce9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-02T18:45:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_MariaFernandaRibeiroDias_entregue.pdf: 3554535 bytes, checksum: 008e52d46f1049b4b131d2d5de745ce9 (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / Metarhizium anisopliae} is an entomopathogenic fungus used as biological insecticide possessing proteins linked to infection processes and unknown control mechanisms, many of which may be controlled by the ubiquitination system. In this work we used machine-learning techniques to predict {\it M. anisopliae~ isolate E6} ubiquitination-prone proteins. One hundred fifty-one ubiquitinable peptides and one hundred fifty-one non-ubiquitinable peptides from {\it S. cereviseae} and {\it H. sapiens} were used as the training set.\!\footnote{(http://iclab.life.nctu.edu.tw/ubipred/)} These peptides were composed by 21 amino acids flanking a central lysine residue. Each of these peptides was represented as a numerical vector corresponding to the average value for their constituent amino-acids of each of the 31 physicochemical properties previously used in Ubipred. Hierarchical clustering of ubiquitinable proteins from this dataset showed evidence of correlation between several physicochemical properties, indicating redundancy in these features. Redundant features may cause model overfitting and increase computational cost. We used the classification algorithm Weighted-Voting (W-V), with cross validation, to disclose the minimal set of features best correlated with the probability of a given peptide being ubiquitinable. WeightedVotingXvalidation performed similarly for vectors of 10 and 31 dimensions. Indeed, each of the 10 features in the minimal set correlates with most of the remaining 21 features, as confirmed by pairwise Pearson correlation test (coefficients ranging from -0.95 to -0.40 and 0.40 to 0.98). We then compared the performance of the algorithms W-V and Support Vector Machine (SVM) with radial kernel for vectors with 10 or 31 dimensions. In both cases, SVM outperformed W-V. The resulting of recall, precision and accuracy with 10 features were respectively, 67\%, 65\% and 66\% for SVM against 65\%, 55\% and 47\% for W-V and with 31 features were 71\%, 71\% and 71\% for SVM against 60\%, 55\% and 52\% for W-V. Processing time in ASUS K43U, Process with AMD Dual Core C60 1.0 GHz, 2 x 512 KB of cache memory, 4 GB of RAM. Processing time was 8h and 22h, for SVM with 10 or 31 physicochemical features, respectively. Considering the risk of overfitting the model due to features redundancy, we applied the SVM trained with 10 features to search for ubiquitination-prone proteins in the predicted proteome of {\it M. anisopliae~ isolate E6} (10,775 proteins). The 160,694, 21-amino acids long peptides flanking a central lysine residue extracted from these proteins were represented as a 10 dimensional vector for the training dataset. Forty-four of these proteins with no lysine were automatically excluded from this analysis. The classifier predicted 9,314 proteins as being ubiquitination-prone. The small loss of performance of the SVM after dimensionality reduction is compensated by the significant reduction in processing time. The feature correlations suggest a lower risk of overfitting for the 10-dimensions model. / Metarhizium anisopliae é um fungo entomopatogênico utilizado como inseticida biológico. Este organismo possui proteínas ligadas ao processo de infecção cujos mecanismos de controle ainda são desconhecidos. Muitos destes mecanismos podem ser controlados pelo sistema de ubiquitinação. Neste trabalho, foram utilizados métodos de aprendizado de máquina para classificar sítios de ubiquitinação em proteínas preditas, a partir do genoma do fungo {\it \Manisopliae~} isolado E6.  Cento e cinquenta e um (151) peptídeos ubiquitinados e cento e cinquenta e um (151) peptídeos não-ubiquitinados de {\it S.cereviseae} e {\it H.sapiens} foram utilizados como conjunto de treinamento.\!\footnote{(http://iclab.life.nctu.edu.tw/ubipred/)} Cada um destes peptídeos foi composto por 21 aminoácidos com um resíduo de lisina central. Os peptídeos foram representados como vetores numéricos que correspondem ao valor médio das propriedades físico-químicas dos aminoácidos. O agrupamento hierárquico feito com os peptídeos (dados de treinamento), mostrou evidências de correlação entre várias propriedades físico-químicas, indicando alguma redundância nos atributos. Atributos redundantes podem causar {\it overfitting} do modelo e aumentar o custo computacional. Nós utilizamos o algoritmo {\it WeightedVotingXValidation} para descobrir o conjunto mínimo de atributos que me\-lhor re\-pre\-sen\-tam os peptídeos a serem classificados como ubiquitináveis ou não. O algoritmo {\it WeightedVotingXValidation} apresentou um comportamento semelhante para vetores de 10 e 31 dimensões. A correlação entre os atributos foi confirmada pelo teste de correlação de Pearson (coeficientes que variam de -0,95 a -0,40 e 0,40 a 0,98). Em seguida, comparamos o desempenho dos classificadores W-V e {\it Support Vector Machine} (SVM) com a função {\it kernel} radial para vetores com 10 ou 31 dimensões. Em ambos os casos, os resultados do SVM superou W-V. O resultado de {\it recall}, precisão e acurácia quando utilizamos 10 atributos foram, respectivamente, 67 \%, 65\% e 66\% para SVM, contra 65\%, 55\% e 47\% para W-V. Com o uso de 31 atributos, o resultado para os indicadores de desempenho foi de 71\%, 71\% e 71\% para SVM contra 60\%, 55\%, 52\% para W-V. Os dados foram processados em um {\it notebook} ASUS K43U com AMD Dual Core C60 1.0GHz , 2 x 512 KB de memória cache, 4 GB de RAM. O tempo de processamento foi de 8h e 22h, para SVM com 10 e 31 atributos físico-químicos, respectivamente. Considerando-se o risco de {\it overfitting} do modelo e a redundância dos atributos, nós aplicamos o algoritmo SVM treinado com 10 atributos físico-químicos para classificar possíveis proteínas propensas a ubiquitinação no proteoma de {\it \Manisopliae~} isolado E6 (10.775 proteínas). Os 160.694 peptídeos particionados em 21 aminoácidos contendo um resíduo de lisina na posição central, extraídos a partir de proteínas, foram representados por vetores de 10 dimensões e utilizados como conjunto independente. Das \seqliprot, 9.314 foram classificadas como sendo propensas a ubiquitinação e 1.417 como não-ubiquitináveis. Quarenta e quatro destas proteínas não foram analisadas por não possuírem o aminoácido lisina. A pequena perda de desempenho com a redução de dimensão do espaço de dados é compensada pela redução significativa no tempo de processamento e pelo menor risco de {\it overfitting} utilizando vetores de 10 dimensões.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-10-06T18:17:45Z No. of bitstreams: 1 Tese_Fernanda_Guedes.pdf: 14236831 bytes, checksum: f93e5c5d35139d93616f11dfb65f05f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2015-10-06T18:18:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Fernanda_Guedes.pdf: 14236831 bytes, checksum: f93e5c5d35139d93616f11dfb65f05f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-06T18:18:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Fernanda_Guedes.pdf: 14236831 bytes, checksum: f93e5c5d35139d93616f11dfb65f05f6 (MD5) Previous issue date: 2015-05-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Plants are frequently attacked by herbivores and pathogens. Plant defense response against pathogens aims to block their proliferation and colonization, and also impart long-term resistence. Rubber tree (Hevea spp), which is an outstanding latex productor, is strongly affected by the fungus Pseudocercospora ulei, that causes South American Leaf Blight (SALB), a disease that affects young leaves and is the main threat to rubber tree plantations. Some rubber tree genotypes are resistant while others are susceptible to SALB. So, the main goals of this work were increase our knowledge about Hevea response to fungal attack and find genes potencially involved with resistance. These were achieved by analysis of leaf transcriptome and interactome of different Hevea genotypes. NGS Sequencing and leaf transcriptome assembly of three resistant genotypes (F4542 - H.benthamiana, PA31 - H.pauciflora, MDF180 - H.brasiliensis) and one susceptible (PB314 -H.brasiliensis) at inoculated and non-inoculated conditions generated 50.239 contigs. Approximately 75% (33.988) of rubber tree contigs had some functional annotation. Similarity percentual found among the inoculated transcriptomes of the four genotypes (37% of contigs) suggests that rubber tree resistance to SALB is caused mainly by regulation of gene expression. Analysis of transcripts levels in inoculated and non-inoculated conditions of resistant genotypes indicates changes induced by fungal pathogen in expression profile of F4542 and PA31 are smaller than MDF180, a result compatible with observed lesions. Differencial expression analysis showed 1.795 differentially expressed contigs. Despite only 22% (10.138) of Hevea contigs had orthologs with Arabidopsis thaliana sequences, the first Hevea interactome was constructed based on interologs. Rubber tree protein-protein network, formed by 5.382 proteins and 72.702 interactions, shows features commonly observed in other biological networks like power law degree distribution and small-world-ness, also presenting some particularities. Modularity was also observed in Hevea interactome and funcional modules identified were involved with different biological process like metabolism, transcription and translation, signal transduction, response to hormone and stress. Multiple-criteria selection based in protein function, presence in resistant genotypes, expression profile and topological features resulted in 30 sequences potencially involved to defense response and resistance of Hevea spp to pathogenic fungus P.ulei. These sequences are target to experimental validation and to create resistant rubber tree cultivars. / Plantas são alvos frequentes de herbívoros e patógenos. As diferentes estratégias vegetais de defesa contra patógenos visam impedir sua proliferação e a colonização, além de conferir resistência de longa duração. A seringueira (Hevea spp), que se destaca por sua produção de borracha natural, é bastante afetada pelo fungo Pseudocercospora ulei, causador do Mal-das-folhas, uma doença que atinge folhas jovens e representa a principal ameaça a plantações de seringueira. Existem alguns genótipos de seringueira resistentes e outros suscetíveis ao Mal-das-folhas. Assim, os objetivos principais deste trabalho são ampliar o conhecimento sobre a resposta da seringueira ao ataque do fungo causador do Mal-das-folhas e buscar genes potencialmente envolvidos com sua resistência através da análise do transcriptoma e do interatoma de folhas de diferentes genótipos de Hevea spp. O sequenciamento NGS e montagem do transcriptoma da folha de três genótipos resistentes (F4542 - H.benthamiana, PA31 - H.pauciflora, MDF180 - H.brasiliensis) e um suscetível (PB314 - H.brasiliensis), nas condições inoculado e não-inoculado com Pseudocercospora ulei, geraram um total de 50.239 contigs. Cerca de 75% (33.988) dos contigs de seringueira tiveram alguma anotação funcional. O percentual de similaridade encontrado na composição do transcriptoma inoculado dos quatro genótipos (37% dos contigs) sugere que a resistência da seringueira ao Mal-das-Folhas é causada principalmente pela regulação dos níveis de expressão gênica. A análise dos níveis dos transcritos nas condições inoculada e não-inoculada dos genótipos resistentes indicam também que as mudanças induzidas pelo patógeno no perfil de expressão do transcriptoma de F4542 e PA31 são menos pronunciadas do que em MDF180, um resultado compatível com as lesões observadas. A análise de expressão diferencial revelou um total de 1.795 contigs diferencialmente expressos nos genótipos estudados. Apesar de apenas 22% (10.138) dos contigs de seringueira terem ortólogo com sequências de Arabidopsis thaliana, foi construído o primeiro interatoma de seringueira a partir dos interólogos desta espécie modelo. A rede proteína-proteína de seringueira, formada por 5.382 proteínas e 72.702 interações entre elas, apresenta características comumente encontradas em outras redes biológicas como a distribuição de conectividade segundo lei de potência e rede do tipo ``mundo pequeno'', apresentando também algumas particularidades. Foi observada a modularidade no interatoma de Hevea, com a detecção de módulos funcionais envolvidos em diferentes processos biológicos como metabolismo, transcrição e tradução, transdução de sinais, respostas a hormônios e estresse. A associação de critérios como a função da proteína, sua presença nos genótipos resistentes, seu perfil de expressão e posicionamento nas redes de seringueira permitiu a seleção de 30 sequências potencialmente envolvidas com a resposta de defesa e resistência da seringueira ao patógeno P.ulei, que constituem alvos de comprovação experimental e melhoramento para criar cultivares resistentes.

O mexilhão marrom Perna perna (Linnaeus, 1758) auxilia no monitoramento de compostos químicos em ecossistemas marinhos. No entanto, os mecanismos moleculares de detoxificação e resposta ao estresse são desconhecidos. Elucidar esses mecanismos é crucial para entender os efeitos tóxicos dos poluentes químicos e desenvolver biomarcadores para avaliar a qualidade ambiental dos ecossistemas marinhos. No presente estudo, indivíduos da espécie P. perna foram expostos a antraceno (ANT) e os RNAs mensageiros (mRNA) das brânquias foram sequenciados com a plataforma Illumina. A análise química do tecido mole dos animais identificou concentrações de ANT 268 a 715 vezes mais alta no grupo exposto comparado ao grupo controle, demonstrando que a exposição foi realizada com sucesso. O sequenciamento do transcritoma do P. perna gerou 273.152.390 pares de reads, resultando na montagem de 231.728 contigs com tamanho médio de 720 pb e N50 de 1.083 pb, os quais 66.563 contigs (28,7%) pode ser anotado utilizando banco de dados como GenBank, Pfam, Gene Ontology e KEGG. Os resultados obtidos a partir da anotação funcional sugerem que as brânquias tenham papel na biotransformação de xenobióticos, resposta antioxidante, sinalização, resposta imunológica inata, e osmorregulação. Foi possível identificar genes de biotransformação de fase I, II e III, incluindo CYPs e GSTs. Transcritos similares a CYPs e GSTs estavam sendo expressos no grupo exposto, porém nenhum deles foram classificados como diferencialmente expressos. Contudo, muitos genes hipotéticos foram diferencialmente expressos, o que sugere que P. perna utilize mecanismos desconhecidos de biotransformação para lidar com a contaminação de ANT. Genes de sistema imune inato foram regulados tanto positivamente quanto negativamente, assim como observado para Perna viridis exposto a benzo(a)pireno, sugerindo que ANT promove alterações da capacidade de resposta do sistema imune inato do P. perna. / The brown mussel Perna perna (Linnaeus, 1758) helps the monitoring of chemical compounds in marine ecosystems. However its molecular mechanisms of detoxification and stress response remain unclear. Elucidating these mechanisms is crucial to understand the toxic effects of chemical pollutants and to develop biomarkers to assess marine ecosystems. In this study, P. perna individuals were exposed to anthracene (ANT) and its mRNA complement was sampled sequenced with Illumina technology. Chemical analysis of the soft tissue identified ANT concentrations 268 - 715 fold higher in the exposed group compared to controls, demonstrating that the exposure procedure was successfully accomplished. Transcriptome sequencing of P. perna generated 273.152.390 paired reads that were assembled in 231.728 contigs of average length 720 bp and N50 1.083 bp , which 66.563 contigs (28,7%) could be annotated using GenBank genes, Pfam domains, Gene Ontology (GO) terms and KEGG pathways. The results obtained from functional annotation suggest gills play a role in xenobiotics biotransformation, antioxidant response, signal transduction, innate immune response, and osmoregulation. It was possible to identify transcripts similar to genes related with biotransformation reactions of phases I, II and III, including CYPs and GSTs. Transcripts similar to CYPs and GSTs isoforms were highly expressed in the group exposed to ANT, however no CYP, GST, or even other genes related with biotransformation reactions were classified as differentially expressed. On the other hand, several hypothetical genes were differentially expressed, which suggests that P. perna uses unknown mechanisms of biotransformation to deal with ANT stress contamination. Immune related-genes were both up and down-regulated, as was also observed for Perna viridis exposed to benzo(a)pyrene, suggesting that ANT promotes alteration in the immune response of P. perna.

A sequência de 35 aminoácidos da alça V3 da gp120 do gene env do HIV-1 é o principal determinante do tropismo viral pelos correceptores CCR5 ou CXCR4, utilizados pelo HIV-1 para a entrada na célula. O desenvolvimento de estratégias antirretrovirais baseadas no uso dos correceptores representa um avanço importante para o controle da progressão da infecção. Entretando, o uso clínico dos antagonistas de CCR5 implica na determinação do tropismo das cepas virais do indivíduo infectado e os programas preditores de bioinformática para a determinação do tropismo poderiam ser uma alternativa mais acessível para a triagem dos candidatos ao uso dos antagonistas de CCR5. Este estudo teve como objetivo utilizar ferramentas de bioinformática para a predição de tropismo e avaliar sua aplicabilidade na prática clínica. Foram coletadas amostras de sangue periférico de 101 indivíduos infectados pelo HIV-1 e sob acompanhamento clínico, dos quais foram extraídas amostras de DNA proveniente de PBMCs. As amostras de DNA foram amplificadas por PCR para a região da alça V3, das quais foram obtidas 94 sequências. Os sistemas preditivos foram avaliados utilizando 185 sequências com tropismo conhecido provenientes de banco de dados. Com base nesta análise foi possível elaborar um algoritmo para a predição do tropismo com 94% de confiabilidade. Assim, a predição das 94 amostras demonstrou uma prevalência de 80% (n=75) de cepas R5 e 20% (n=19) de cepas X4. Os sistemas preditivos de tropismo podem representar uma importante estratégia para a triagem dos candidatos ao uso dos antagonistas de coreceptor, porém, não são capazes de substituir completamente os ensaios padrão-ouro para a determinação do tropismo. / The 35 amino acids of the V3-gp120 of HIV-1 env gene is the main determinant of viral tropism by the coreceptors CCR5 and CXCR4 used for HIV-1 cell entry. The development of antiretroviral strategies based on the coreceptor usage represents an important step to control the infection progression. However, the clinical application of CCR5 antagonists involves the coreceptor usage determination of viral strains in the infected individual. The bioinformatics predictive programs for coreceptor usage determination could be a more available alternative for screening candidates to receive CCR5 antagonists. This study aimed to employ bioinformatics tools to predict tropism and assess its applicability in clinical practice. Peripheral blood samples were collected from 101 individuals infected with HIV-1 and under clinical follow-up. DNA samples were extracted from PBMCs. The DNA samples were amplified by PCR and 94 V3 sequences were obtained. The predictive systems were evaluated using 185 sequences of known tropism from a database. This analysis provides the construction of an algorithm showing 94% of reliability. Thus, the 94 sample prediction showed a prevalence of 80% (n=75) of R5 strain and 20% (n=19) of X4 strain. The predictive systems could be an important strategy in the screening of the tropism. Nonetheless, they are not able to fully replace the coreceptor usage gold-standard assays.

Orientador: José Arnaldo Frutuoso Roveda / Coorientador: Antonio Cesar Germano Martins / Banca: Admilson Irio Ribeiro / Banca: Gerson Araújo de Medeiros / Banca: Neli Regina Siqueira Ortega / Banca: Marcos Eduardo Ribeiro do Valle Mesquita / Resumo: Embora fundamental para diversas finalidades, a identificação de espécies arbóreas pode ser complexa e até mesmo inviável em determinadas condições, motivando o desenvolvimento de métodos assistidos por inteligência computacional. Nesse sentido, estudos têm se concentrado na avaliação de características extraídas a partir de imagens da folha e, apesar dos avanços, não são aplicáveis a espécies caducifólias em determinadas épocas do ano. Logo, o uso de características baseadas na textura em imagens do tronco poderia ser uma alternativa, mas ainda há poucos resultados reportados na literatura. Portanto, a partir da revisão de trabalhos anteriores, foram realizados experimentos para avaliar o uso de métodos de inteligência computacional no reconhecimento de padrões de textura em imagens do tronco arbóreo. Para tanto, foram consideradas espécies arbóreas caducifólias nativas da flora brasileira. As primeiras análises experimentais focaram na avaliação de padrões. Como resultado, verificou-se que a melhor capacidade de generalização é alcançada combinando o uso de estatísticas de primeira e segunda ordem. Contudo, o aumento de variáveis preditoras demandou uma abordagem capaz de lidar com informação redundante. Entre as técnicas avaliadas para essa finalidade, a análise fatorial exploratória proporcionou redução na taxa de erros durante o aprendizado de máquina e aumento da acurácia durante a validação com dados de teste. Por fim, constatando que a variabilidade natural da textura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor