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Estrutura genomica de tres megabases de DNA genomico (shotugun) de Eucalyptus : conteudo nucleotidico, sequencias repetitivas e genes

Lourenço, Rodrigo Tristan 16 February 2004 (has links)
Orientadores: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, Dario Grattapaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:25:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lourenco_RodrigoTristan_M.pdf: 1426914 bytes, checksum: a25b14ff0d793c6c37d821a81cdb379c (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Com o intuito de obter uma visão da estrutura e composição do genoma de Eucalyptus, sequenciou-se aleatoriamente cerca de 10.000 fragmentos de DNA genômico de Eucalyptus grandis obtidos por meio de seqüenciamento por fragmentação randômica de DNA (shotgun) de uma biblioteca genômica, totalizando mais de 3,0 Mb válidos (phred >=20), isto é, cerca de 0,5% do genoma (640 Mpb). Depois de selecionadas quanto ao tamanho e qualidade, estas seqüências foram analisadas em termos do seu conteúdo nucleotídico, presença de regiões repetitivas e número de genes. Para análise do conteúdo de bases guanidílicas e citidílicas (GC) e do conteúdo de seqüências repetitivas utilizou-se o programa RepeatMasker, o qual indicou que as 10 mil seqüências continham, em média, 40,15% de GC. Aproximadamente 1,4% das bases pertenciam a seqüências transponíveis, distribuídas em 310 elementos repetitivos interespersados, dentre os quais 299 eram retroelementos, principalmente LTRs (¿Long Terminal Repeats¿) e apenas 11 eram transposons. Também foram identificados 986 microssatélites e 1.636 seqüências de baixa complexidade. No total, cerca de 5,8% do genoma de Eucalyptus é composto por seqüências repetitivas. Para a identificação de genes putativos presentes, utilizou-se uma estratégia alternativa baseada na comparação deste banco genômico com bancos de ESTs (¿Expressed Sequence Tags¿) de Eucalyptus utilizando o programa GenESTate, nomeando os genes identificados de acordo com o resultado do ¿BLAST¿ (¿Basic Local Alignment Search Tool¿) encontrado para as ESTs. Também comparou-se todas as seqüências genômicas com o banco de dados não-redundante de proteínas do NCBI (¿National Center for Biotechnology Information¿) com o intuito de identificar outros genes. Aproximadamente 44 seqüências similares a ESTs foram identificadas, contabilizando 2% do total de pares de bases analisado. É importante ressaltar a identificação de íntrons e éxons, além de regiões promotoras, a partir desta comparação, visto que estas estruturas não podem ser identificadas em ESTs. Cerca de 166 genes foram identificados a partir da comparação de todas as seqüências com o banco de dados de proteínas do NCBI por meio do protocolo ¿blastx-nr¿. Também foram identificados genes putativos para 16 tRNAs utilizando o programa tRNAscan-SE. Este banco de dados genômicos poderá ser utilizado no âmbito do Projeto Genolytpus para guiar o processo de ancoragem do mapa genético com o mapa físico, no desenvolvimento de novos marcadores do tipo microssatélites e na identificação de regiões promotoras / Abstract: In this work we intended to obtain an overview of the structure and composition of the Eucalyptus genome by sample sequencing 10.000 genomic DNA fragments obtained from a shotgun genomic library from E. grandis, that represents 3,0 Mbp of the E. grandis genome. The reads were filtered by their quality and length (phred value >=20; length >=150) and analyzed for their nucleotide content, repetitive patterns, repetitive elements and gene content. The program RepeatMasker was used to analyze the %GC content and repetitive patterns and elements. The results indicate that on average the Eucalyptus genome is composed of 40.15% of GC. From the total of the bases sequenced approximately 1.4% were located in transposons, distributed in 310 interespersed repetitive genetic elements, among which 299 classified as retroelements, mainly LTRs. We also identified 986 microsatellites and 1636 low complexity sequences. 5.8% of the sequenced bases were located on repetitive sequences. We used an alternative approach to identify putative genes by comparing the genomic sequences with a Eucalyptus ESTs database using the GenESTate software. We attributed putative functions using a pipeline were the éxons of each gene were put togheter and compared with protein domains data banks. This procedure avoids the misleading results obtained when comparing DNA sequences with sequences deposited in GenBank. The sequences were clustered using the CAP3 software, resulting in 766 agrupamentos contíguos and 5428 singletos, the former showing an average of 1200 bp. These 766 agrupamentos contíguos were compared with more than 5,000 E. grandis ESTs from mature leaf tissue and 6,000 E. urophylla ESTs from xylem. From the 766 agrupamentos contíguos we found 44 that showed high similarity to some ESTs. The coding portion of the sequences accounted for around 2% of the total sequences. It is important to highlight that by this approach it was possible to identify íntrons and éxons, beside core promoter regions, which can¿t be identified in the ESTs. Other 166 possible genes were identified among the genomic sequences by using blastx-nr in NCBI. We also identified putative genes responsible for 16 tRNAs using the tRNAscan-SE software. These sequences are being used in the Genolyptus Project for the development of novel randomly distributed microsatellites markers, for the identification of promoter regions and will be used to assist in the development of overgo-probes to be applied in the anchoring of the genetic map to the physical ma / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular
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Analise comparativa da expressão de genes de Xylella fastidiosa associados a patogenicidade e formação de biofilme

Souza, Alessandra Alves de 18 June 2004 (has links)
Orientador: Marcos Antonio Machado / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:23:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_AlessandraAlvesde_D.pdf: 5402978 bytes, checksum: f22f24d20f18ac6d0de8983e10262d33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O presente trabalho tem como objetivo detectar e estudar a expressão de genes possivelmente envolvidos com patogenicidade da estirpe 9a5c de X. fastidiosa. Para desenvolvimento do trabalho foram utilizadas bactérias imediatamente após o isolamento da planta sintomática, denominado aqui isolamento primário (IP) e bactérias após 46 repicagens (SR) sucessivas em meio de cultura. Uma possível perda de virulência da X. fastidiosa submetida às condições de SR foi verificada inoculando-se plantas de laranja doce (Citrus sinensis) e vinca (Cataranthus roseus) com as bactérias obtidas nestas condições. Através do uso de PCR quantitativo em tempo real, foi verificado que a colonização das células originadas de SR foi menos eficiente em ambos hospedeiros. A tecnologia de DNA 'microarray' foi utilizada para investigar as mudanças da expressão gênica associadas com a condição IP. Verificou-se que muitos dos genes diferencialmente expressos codificam para proteínas hipotéticas. Genes potencialmente envolvidos com patogenicidade, virulência e adaptação foram induzidos apenas na condição IP. Três destes genes (fimA, hsf e uspA1) foram associados com adesão na superfície do hospedeiro e quatro (msrA, acrA, cvaC e xpsE) com a capacidade de adaptação do patógeno no ambiente do hospedeiro. A indução destes genes na condição IP foi confirmada por RT-PCR tanto na condição in vitro quanto na condição in planta 15 dias após inoculação, período este que corresponde ao início da colonização. Contudo, 90 dias após inoculação, período de colonização mais avançada com o surgimento dos primeiros sintomas, o nível de expressão dos genes de adesão foi similar em ambas condições de crescimento. Entretanto, uma maior expressão foi observada na condição IP para os genes envolvidos com adaptação no ambiente do hospedeiro. Estes resultados sugerem que a adesão é importante para o início da formação do biofilme. Por outro lado, os genes relacionados com adaptação são essenciais para manutenção do biofilme in planta. Também, a expressão destes genes durante a formação de biofilme in vitro em X. fastidiosa foi avaliada por RT-PCR semi-quantitativo após 3, 5, 10, 20 e 30 dias de crescimento em superfície de vidro na interface líquido-ar. A expressão dos genes na condição in vitro foi similar à condição in planta, onde os genes de adesão tiveram uma maior indução nas etapas inicias de formação de biofilme. Estes resultados indicam que estes genes podem estar envolvidos com a adesão em diferentes superfícies. Entretanto, apenas alguns genes relacionados à adaptação (xpsE, acrA) se comportaram de forma similar ao observado in planta, ou seja, com maior indução na etapa de biofilme maduro. Isto pode ser resultado dos diferentes ambientes experimentais utilizados, uma vez que, a expressão destes genes pode ser regulada de acordo com o ambiente pela qual a bactéria é exposta. Análises de microscopia ótica em diferentes fases do biofilme formado em lâminas de vidro revelaram que a formação de biofilme em X. fastidiosa apresenta pelo menos cinco fases distintas, sendo aos 20 dias a fase de maior densidade celular. Vários são os estudos que visam detectar os genes expressos em diferentes fases e ambientes da formação de biofilme, principalmente em bactérias que causam doenças em humanos, uma vez que, a formação do biofilme tem sido atribuída como a causa de sérias doenças. Contudo, há poucas informações em relação à expressão de genes envolvidos na formação de biofilme em patógenos de plantas. Por este motivo, e como a formação de biofilme indica ser o mecanismo primário de patogenicidade de X. fastidiosa, foi utilizada a tecnologia do DNA 'microarray' para avaliar os genes expressos na fase de biofilme maduro comparado ao crescimento planctônico. Um total de 202 genes (9,18%) foram significativamente induzidos, enquanto que 32 genes (1,45%) foram reprimidos na condição de biofilme. A maioria dos genes diferencialmente expressos codifica para proteínas ainda hipotéticas. Na condição de crescimento em biofilme foi verificado um aumento da expressão de genes 'housekeeping¿ que codificam funções metabólicas. Também foi detectado um grande número de genes do mega plasmídio pXF51 sendo diferencialmente expresso, o que poderia provavelmente estar associado com transferência horizontal de genes em X. fastidiosa em biofilme. Em relação a categoria de patogenicidade, a maioria dos genes expressos na condição de biofilme foram associados com produção e detoxificação de toxinas e adaptação para crescimento em condições atípicas. A expressão destes genes associados com adaptação pode conferir características competitivas à X. fastidiosa no habitat a ser colonizado, dando uma clara indicação da importância destes fatores no estabelecimento do biofilme. Tais afirmações demonstram que a propriedade fisiológica do biofilme de X. fastidiosa é similar ao observado em bactérias patogênicas em humanos, indicando que a formação de biofilme como mecanismo de patogenicidade de bactérias de diferentes hospedeiros apresentam características comuns / Abstract: The main goal of this study is to survey the expression of genes possibly involved in the pathogenicity of strain 9a5c of X. fastidiosa. Freshly-isolated bacteria from symptomatic plants (first passage condition or FP) as well as bacteria obtained after 46 transfers to axenic culture (several passage condition or SP) were utilized in this work. A possible lost of virulence of the X. fastidiosa in the SP condition was verified after inoculation into sweet orange and periwinkle plants. Using real-time quantitative PCR, we verified that the colonization of SP cells was less efficient in both hosts. The DNA microarray technology was used to investigate the global changes in gene expression associated with the pathogenic FP condition. Most of the differentially expressed genes encode hypothetical proteins. Genes potentially involved with pathogenicity, virulence and adaptation were induced in the FP condition. Three of these genes (fimA, hsf and uspA1) are associated with adhesion to the host surfaces and four (msrA, acrA, cvaC e xpsE) with adaptation in the host environment. The induction of these genes in the FP condition was confirmed by RT-PCR both in vitro and in planta 15 days after inoculation, period in which the initial colonization of the vessels was taking place. Ninety days after inoculation, when the colonization had reached to more advanced stages and the first symptoms were developed, the expression levels of the adhesion genes were similar although a higher expression was observed for genes related to adaptation in the pathogenic condition. These results suggest that the adhesion is important at the beginning of the biofilm formation, whereas the genes related to adaptation are essential for the maintenance of this biofilm in planta. We also evaluated the expression of these genes in vitro during biofilm formation by semiquantitative RT-PCR after 3, 5, 10, 20 and 30 days of growth at the medium-air interface in a glass flask. The gene expression observed under in vitro condition was similar to that observed in planta for the adhesion genes whose expression occurred mainly at the initial step of biofilm formation. These results indicate that these genes can be involved in adhesion to different attachment surfaces. In relation to the adaptation-related genes, xpsE and acrA showed and expression pattern similar to that observed in planta, with over-expression in the mature biofilm. On the other hand, the expression of cvaC and msrA did not show the same pattern as found in the in planta. These genes showed little differences in relation to the stages of biofilm development. This difference could have resulted from the different experimental designs utilized since the genetic reprogramming of gene expression of the bacterial biofilm depends on the changes in multiple environmental conditions to which the bacterium is exposed. Light transmission microscopy analysis of different phases of the biofilm formed in glass covers revealed that the X. fastidiosa biofilm development presented five distinct stages. At the 20th day, the biofilm showed high cell density. A considerable increase in the gene expression number studies involving biofilm formation has been observed, mainly for bacteria causing human diseases, since the biofilm formation has been associated with serious diseases. However, limited information is available concerning gene expression involved in biofilm formation in plant-pathogen interactions. For this reason and because biofilm formation seems to be the main pathogenicity mechanism in X. fastidiosa, we utilized the microarray technology to access changes in gene expression in mature biofilm cells when compared with planktonic cells. A total of 202 genes (9.18%) were significantly up-regulated, while 32 genes (1.45%) were downregulated in the mature biofilm. The majority of the differentially expressed genes encodes hypothetical proteins. Under the biofilm condition we observed an increase in the expression of some housekeeping genes responsible for metabolic functions. We also found a large number of genes from the pXF51 plasmid being differentially expressed. This could possibly be associated with lateral gene transfer in the X. fastidiosa biofilm. Moreover most of the pathogenicity-related genes over-expressed in the biofilm condition were associated with toxin production, detoxification and adaptation to atypical conditions. The expression of genes associated with adaptation and competitiveness in the habitat to be colonized gives a clear indication of the importance of such factors in the established biofilm of X. fastidiosa. This demonstrates that the physiological properties of this biofilm are similar to the ones observed in human pathogens, indicating that the pathogenicity mechanisms of bacteria of different host may show common characteristics / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular
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Montagem e anotação do genoma de Xylella fastidiosa : identificação dos genes responsaveis pela sintese da goma fastidiana

Silva, Felipe Rodrigues da 31 July 2018 (has links)
Orientador : Adilson Leite / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-31T15:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FelipeRodriguesda_D.pdf: 4547318 bytes, checksum: 371a21a5faca32c285ee8bbdd3d47760 (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado
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Otimização de periodicidades fracas em genomas utilizando transformadas de Fourier e algoritmos genéticos.

Nunes, Míriam Celi de Souza January 2013 (has links)
Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-12-09T15:49:52Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_OtimizaçãoPeriodicidadesFracas.pdf: 2409585 bytes, checksum: f6c5582e68fe17edc6d95f5b2a5c8edc (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-12-09T20:19:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_OtimizaçãoPeriodicidadesFracas.pdf: 2409585 bytes, checksum: f6c5582e68fe17edc6d95f5b2a5c8edc (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-09T20:19:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_OtimizaçãoPeriodicidadesFracas.pdf: 2409585 bytes, checksum: f6c5582e68fe17edc6d95f5b2a5c8edc (MD5) Previous issue date: 2013 / Transformadas de Fourier discretas e os seus espectros de potˆencia associados são utilizados em biologia molecular e na bioinformática para a detecção de periodicidades e regiões codificastes no DNA. Tipicamente, o genoma primeiramente é mapeado para uma série numérica, então é feita sua transformada de Fourier, que será monitorada em busca de periodicidades biologicamente relevantes. A detecção de uma determinada periodicidade é criticamente dependente da forma como o genoma foi convertido numa sequência numérica. Uma vez que existem inúmeras maneiras de se mapear uma sequência de DNA, periodicidades biologicamente importantes podem passar despercebidas. Aqui apresentamos um método que utiliza um algoritmo genético para otimizar o mapeamento numérico que maximizará um pico em dada frequência do espectro de potências de Fourier. Nós mostramos que o método tem a capacidade de detectar periodicidades fracas que são normalmente perdidas com esquemas de mapeamento tradicionais, e dessa forma, aumenta em muito a sensibilidade de técnicas baseadas na transformada de Fourier discreta. Para exemplificar o uso deste novo método, nós o aplicamos para encontrar as periodicidades de 3 e 10 nucleotídeos em trechos dos genomas do Plasmodium falciparum e Drosophila melanogaster, além de aplicá-lo também em sequências promotoras de Homo sapiens, que foram recentemente analisadas para a detecção do período de 10 nucleotídeos. Trabalhos anteriores publicaram afirmações conflitantes sobre a presença desta periodicidade em torno dos sítios de iniciação de transcrição (TSS) de promotores humanos. Nós mostramos que esta periodicidade está realmente presente nessas sequências e também que o nosso método é robusto e eficiente para descobrir periodicidades fracas em genomas. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Discrete Fourier transforms and their associated power spectra are used in molecular biology and bioinformatics for detecting periodicities and protein-coding genes. Typically, the genome is mapped into a numerical series which is Fourier-transformed and monitored for biologically relevant periodicities. The detection of a given periodicity is critically dependent on how the genome was converted into a numerical sequence. Since there are numerous ways of mapping the sequence, biologically important periodicities may go undetected. Here we present a method which employs a genetic algorithm to detect periodicities by optimising a given frequency peak of the Fourier power spectrum. We show that the method has the capability of detecting weak periodicities which are ordinarily missed with traditional mapping schemes, therefore greatly enhancing the sensitivity of discrete-Fourier-transform based techniques. To exemplify the use of this new method we apply it to find periodicities of 3 and 10 nucleotides on the Plasmodium falciparum and Drosophila melanogaster genomes and Homo sapiens promoter sequences, which were recently analysed for the detection of period 10. Previous works made confliting assertions about the presence of this periodicity around human TSS. We show that this periodicity is indeed present in these sequences and show that our method is robust and efficient to uncover weak periodicities in genomes.
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Evolução e organização genômica do gene FOXL2 em vertebrados

Geraldo, Marcos Tadeu [UNESP] 30 July 2012 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-07-30Bitstream added on 2014-06-13T19:12:48Z : No. of bitstreams: 1 geraldo_mt_me_botib.pdf: 1204829 bytes, checksum: 38285de6bc940d38d097363e96cf8010 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / FOXL2 representa um importante gene, membro da família do domínio forkhead, responsável principalmente pelo desenvolvimento de ovários durante a determinação e diferenciação sexual de fêmeas. Os estudos evolutivos realizados anteriormente foram limitados considerando o número de cópias gênicas e unidades taxonômicas analisadas. Para analisar um grande número de sequências de FOXL2 e contribuir para um cenário mais claro da história evolutiva do gene, uma ampla análise evolutiva do domínio forkhead e do gene FOXL2 foi realizada. Um total de 2.464 sequências para o domínio forkhead foram recuperadas e, subsequentemente, 62 sequências representativas para o FOXL2 foram utilizadas na análise evolutiva do gene. A contribuição mais importante deste estudo foi a descoberta de um novo subgrupo de ortólogos de FOXL2 (parálogos para outros FOXL2) presente no celacanto Latimeria chalumnae (celacanto do Oeste do Oceano Índico), na ave Taeniopygia guttata (tentilhão) e no marsupial Monodelphis domestica (gambá). Este novo cenário indica um evento de duplicação gênica em um ancestral de vertebrados ósseos (Euteleostomi). Com base nas análises das regiões sintênicas de ambas as cópias de FOXL2, o evento de duplicação não ocorreu em um único gene, mas em um bloco de genes. Além disso, a distribuição da cópia duplicada se mostrou complexa entre os vertebrados, especialmente em tetrápodas, e os resultados apoiam fortemente uma perda desta cópia nas espécies de euterianos. Finalmente, o cenário observado no presente estudo sugere uma atualização para a nomenclatura do gene FOXL2, estendendo a nomenclatura de FOXL2A e FOXL2B, sugerida para teleósteos, para todas as sequências de vertebrados, contribuindo, portanto, para o estabelecimento de um novo contexto evolutivo para o gene FOXL2 / The FOXL2 gene is an important member of the forkhead domain family, primarily responsible for the development of ovaries during female sex determination and differentiation. The evolutionary studies conducted previously were limited considering the number of gene copies and taxonomic units analyzed. To analyze a large number of sequences for FOXL2 and contribute to a clearer picture of the evolutionary history of the gene, a broad evolutionary analysis of the forkhead domain and FOXL2 was performed. A total of 2,464 sequences for the forkhead domain were recovered, and subsequently, 62 representative sequences for FOXL2 were used in the evolutionary analysis of this gene. The most important contribution of this study was the discovery of a new subgroup of FOXL2 orthologs (paralogs to other FOXL2 genes) observed in the coelacanth Latimeria chalumnae (West Indian Ocean coelacanth), in the avian Taeniopygia guttata (zebra finch) and in the marsupial Monodelphis domestica (opossum). This new scenario indicates a gene duplication event in an ancestor of bony vertebrates (Euteleostomi). Furthermore, based on the analysis of the syntenic regions of both FOXL2 copies, the duplication event did not occur in a single gene but in a block of genes. Moreover, the duplicated copy distribution was shown to be complex across vertebrates, especially in tetrapods, and the results strongly support a loss of this copy in eutherian species. Finally, the scenario observed in this study suggests an update for FOXL2 gene nomenclature, extending the actual suggested teleost naming of FOXL2A and FOXL2B to all vertebrate sequences and contributing to the establishment of a new evolutionary context for the FOXL2 gene
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Caracterização de isolados clínicos de aeromonas e sequenciamento do genoma de A. trota 1999LCR

Dallagassa, Cibelle de Borba January 2016 (has links)
Orientadora : Profª. Drª. Cynthia M. T. Fadel-Picheth / Coorientadora : Profª. Drª. Leda Chubatsu / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas. Defesa: Curitiba, 30/11/2016 / Inclui referências : f. 66-79 / Área de concentração: Análises Clínicas / Resumo: Aeromonas são bacilos gram-negativos capazes de causar infecções em humanos que variam de diarreia a septicemia e raramente meningite. As espécies mais frequentemente associadas com infecções são A. hydrophila, A. caviae e A. veronii sobria, enquanto A. trota é raramente isolada de amostras clínicas e ainda é pouco estudada. A identificação dessas bactérias ao nível de espécie é difícil e requer a utilização de métodos moleculares para confirmação. O objetivo desse trabalho foi caracterizar isolados clínicos de Aeromonas previamente identificados através de testes microbiológicos e realizar o sequenciamento e anotação do genoma da estirpe A. trota 1999LCR. Oitenta e cinco Aeromonas foram analisadas através do sequenciamento de gyrB o que permitiu identificar as seguintes espécies: A. caviae (33), A. hydrophila (24), A. veronii bv sobria (22), A. media (4), A. aquariorum e A. trota 1 estirpe cada. A espécie A. media só foi identificada através do sequenciamento de gyrB. A concordância dos resultados da identificação convencional e molecular foi de 83,5%. Setenta e nove perfis de eletroforese em campo pulsado distintos foram observados entre 90 Aeromonas analisadas indicando elevada diversidade genética entre elas. Apenas 3 clusters, formados respectivamente por A. caviae (2 estirpes), A. veronii sobria (5 estirpes) e A. hydrophila (7 estirpes), foram identificados. Em relação às características fenotípicas 90 estirpes (100%) apresentaram motilidade tipo swimming, 51 (57%) motilidade tipo swarming e 63 (70%) a capacidade de formar biofilme. Estes resultados indicam que as bactérias analisadas expressam características associadas com adesão, etapa importante no processo de colonização. O sequenciamento da estirpe A. trota 1999LCR foi realizado utilizando os sequenciadores 454 GS Junior e Illumina Miseq, a montagem do genoma foi realizada com o software SPADES v.3.5.0 e a anotação automática com o programa Rapid Annotation of microbial genomes using Subsystems Technology (RAST) versão 4.0. O tamanho do genoma foi estimado em 4.33Mb alocados em 18 contigs, e conteúdo de C+G de 60%. A anotação automática do genoma identificou 3877 sequências codificadoras, 128 tRNAs e 4 operons de rRNA. Utilizando o RAST e a busca manual com BLASTP para determinantes de virulência já descritos em outras espécies de Aeromonas diversos genes associados com virulência foram identificados no genoma da estirpe 1999LCR. Destaca-se a presença de genes que codificam os flagelos polar e lateral, em concordância com os resultados de swimming e swarming desta bactéria; toxinas incluindo AerA (aerolisina), hemolisina III, hemolisina termoestável e hemolisina cupin-like, que podem estar associadas com a atividade hemolítica, previamente descrita, da bactéria contra eritrócitos humanos. Genes que codificam um Sistema de Secreção Tipo 6 (SST6), associado com atividades citotóxicas, apoptose e escape da fagocitose em outras espécies de Aeromonas, também foram identificados. Outras características associadas com virulência identificadas incluem adesinas, enterotoxina citotônica Alt, várias enzimas previamente associadas com invasão de tecidos do hospedeiro e um inibidor da lisozima da família Ivy que poderia proteger a bactéria da atividade lítica da enzima. Portanto, diversos genes que podem participar na patogênese da bactéria, foram identificados no genoma de A. trota 1999LCR. / Abstract: Aeromonas are gram-negative bacilli capable of causing infections in humans ranging from diarrhea to septicemia and rarely meningitis. The species most frequently associated with infections are A. hydrophila, A. caviae and A. veronii sobria, while A. trota is rarely isolated from clinical samples and is still poorly studied. The identification of these bacteria at the species level is difficult and requires the use of molecular methods for confirmation. The objective of this work was to characterize clinical isolates of Aeromonas previously identified through microbiological tests and to carry out the sequencing and annotation of the genome of A. trota strain 1999LCR. Eighty-five Aeromonas were analyzed by gyrB sequencing which allowed the identification of the following species: A. caviae (33), A. hydrophila (24), A. veronii bv sobria (22), A. media (4), A. aquariorum and A. trota 1 strain each. The A. media species was identified only through the gyrB sequencing. The agreement between results of the conventional and molecular identification was 83.5%. Seventy-nine distinct pulsed field electrophoresis profiles were observed among the 90 Aeromonas analyzed indicating high genetic diversity between them. Only 3 clusters, formed by A. caviae (2 strains), A. veronii bv sobria (5 strains) and A. hydrophila (7 strains) were identified. In relation to the phenotypic characteristics, 90 strains (100%) exhibited the swimming motility, 51 (57%) the swarming motility, and 63 (70%) the ability to form biofilm. These results indicate that these bacteria are able to express characteristics associated with adhesion, an important step in the colonization process. Sequencing of the A. trota strain 1999LCR was performed using the 454 GS Junior and Illumina Miseq sequencers; assembly of the genome was performed with SPADES software v.3.5.0 and automatic annotation with Rapid Annotation of microbial genomes using Subsystems Technology (RAST) version 4.0. The genotype size was estimated in 4.33 Mb allocated in 18 contigs with C + G content of 60%. The genome automatic annotation identified 3877 coding sequences, 128 tRNAs and 4 rRNA operons in A. trota 1999LCR.Using RAST and the manual search with BLASTP for virulence determinants already described in other species of Aeromonas several genes associated with virulence were identified in the genome of strain 1999LCR. Among them are genes encoding the polar and lateral flagella, what is in agreement with the results of swimming and swarming motility of this bacterium; toxins including AerA (aerolysin), hemolysin III, thermostable hemolysin and cupin-like hemolysin, which may be associated with the previously described hemolytic activity of the bacterium against human erythrocytes. Genes encoding a Type 6 Secretion System (SST6), associated with cytotoxic activities, apoptosis and escape of phagocytosis in other Aeromonas species, have also been identified. Other virulence-associated traits identified include adhesins, the cytotonic enterotoxin Alt, various enzymes previously associated with invasion of host tissues, and an inhibitor of lysozyme from the Ivy family that could protect the bacteria from lytic activity of that enzyme. Therefore, several genes that may participate in the pathogenesis of the bacterium were identified in the genome of A. trota 1999LCR.
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Sistema multiagente para anotação manual em projetos de seqüenciamento de genomas

Lima, Richardson Silva 29 June 2007 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2007. / Submitted by Aline Jacob (alinesjacob@hotmail.com) on 2010-01-13T23:42:24Z No. of bitstreams: 1 2007_RichardsonSilvaLima.pdf: 1732822 bytes, checksum: f5a18335dd0187afe34cc7fd5204096d (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-01-14T21:40:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_RichardsonSilvaLima.pdf: 1732822 bytes, checksum: f5a18335dd0187afe34cc7fd5204096d (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-14T21:40:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_RichardsonSilvaLima.pdf: 1732822 bytes, checksum: f5a18335dd0187afe34cc7fd5204096d (MD5) Previous issue date: 2007-06-29 / Projetos de seqüenciamento de genomas obtêm as bases que compõem seqüências biológicas de um organismo, de tal forma que suas funções possam ser inferidas. As inferências de funções biológicas constituem uma das tarefas mais importantes destes projetos, as quais são realizadas na fase de anotação. Existem softwares} e bases de dados que podem auxiliar os biólogos a realizar esta tarefa com uma maior acurácia e eficiência. Esta etapa é chamada de anotação automática. Os biólogos decidem as funções biológicas ou classificações das seqüências, com base nos seus conhecimentos biológicos. Esta etapa é chamada de anotação manual. Sistemas Multiagente possuem uma arquitetura própria onde agentes inteligentes ou entidades autônomas interagem entre si de maneira cooperativa, compartilhando um objetivo comum ou agindo de acordo com seus objetivos individuais. Neste contexto, este trabalho propõe um sistema baseado na abordagem de Sistema Multiagente para apoiar o processo de anotação manual. A arquitetura do sistema provê a combinação de diferentes agentes, de tal forma que estes interajam entre si e com o ambiente, cooperando de forma a sugerir anotações manuais que deverão ser validadas pelos biólogos. Um protótipo, denominado BioAgents, foi desenvolvido sob uma arquitetura multiagente com abordagem blackboard a fim de validar a proposta. Como estudo de caso, aplicamos o BioAgents em dois projetos de seqüenciamento de genomas, cujo processamento foi realizado pelo Laboratório de Bioinformática do Instituto de Biologia da UnB, a saber: Projeto Genoma Funcional e Diferencial do Paracoccidioides brasilienses (Projeto Genoma Pb) e o Projeto Genoma Funcional e Genética Genômica de Paullinia cupana (Projeto Genoma Guaraná). ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Genome sequencing projects provide the basis to form the biological sequences of an organism, in such a away that their functions can be inferred. The biological function inferences constitute one of the most important tasks of these projects, which is carried through the annotation phase. There are softwares and databases that can help the biologists through with improved accuracy and e±ciency. This task is called automatic annotation. The biologists decide the biological functions or the classi¯cation of the sequences based on their own biological knowledge. This task is called manual annotation. Multiagent Systems provide an architecture where intelligent agents or auto- nomous entities interact with each other in a cooperative way, where they can share a common goal or act according to their own interests. This work presents a system based on the Multiagent System approach to support the process of manual annotation. The architecture of the system provides the combination of di®erent agents, in such a way that these agents must interact among themselves and with the environment, suggesting annotations that will be later validated by the biologists. A prototype called BioAgents was developed under a multiagent architecture according to a blackboard approach in order to validate the proposal. Two study cases were developed applying the BioAgents in two genome sequen- cing projects of the Bioinformatics Laboratory of the Biology Institute of UnB - The Paracoccidioides brasilienses Functional and Di®erential Genome Project (Genome Pb Project) and The Paullinia cupana Functional and Genome Genetic Project (Genome Guaraná Project).
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Explorando genomas : a busca por peptídeos antimicrobianos intragênicos

Ramada, Marcelo Henrique Soller 22 November 2016 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-06T18:02:48Z No. of bitstreams: 1 2016_MarceloHenriqueSollerRamada_Parcial.pdf: 502741 bytes, checksum: 8fdcc3f44e414400d15a1a4a32e63254 (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-03-16T14:34:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_MarceloHenriqueSollerRamada_Parcial.pdf: 502741 bytes, checksum: 8fdcc3f44e414400d15a1a4a32e63254 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-16T14:34:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_MarceloHenriqueSollerRamada_Parcial.pdf: 502741 bytes, checksum: 8fdcc3f44e414400d15a1a4a32e63254 (MD5) / Há um número crescente de evidências demonstrando que a proteólise em matrizes biológicas pode gerar vários peptídeos bioativos de várias proteínas. Esses peptídeos, quando liberados, podem apresentar atividades diferentes daquela da proteína parental. Ex.: Atividades hipotensoras, opióides e antimicrobianas. Entretanto, vários outros peptídeos podem estar presos dentro de uma sequência polipeptídica, sem sítios de clivagem enzimática evidentes para sua liberação. Um recente aprofundamento na informação genômica de diferentes espécies demonstrou que há diversos peptídeos antimicrobianos encriptados em sequências proteicas maiores, evidenciando uma potencialidade pouco explorada. Nesta tese, abordamos a exploração desse potencial encriptado no genoma de plantas de interesse como Theobroma cacao, Arabidopsis thaliana, Citrus sinensis e Gossypium raimondii. Os possíveis peptídeos antimicrobianos intragênicos (PAIs), de cada uma das plantas de interesse, foram filtrados através do programa Kamal, utilizando diferentes parâmetros físico-químicos. No total, 21 PAIs foram selecionados, sintetizados quimicamente e avaliados quanto ao seu potencial de inibir o crescimento de fungos, leveduras e bactérias, patógenos de plantas ou humanos. Dezesseis PAIs inibiram, pelo menos, um dos microrganismos testados, alguns com atividades similares ou superiores aos peptídeos antimicrobianos (AMPs) DS01 e Asc-8. De quatro peptídeos testados, dois apresentaram sinergismo com antibióticos comerciais na inibição do crescimento de biofilmes de Candida albicans. Análises biofísicas também foram realizadas para melhor entender as propriedades dos peptídeos gerados. A estrutura secundária dos 21 PAIs e de outros 6 AMPs sintetizados foi avaliada na presença e ausência de vesículas modelo de fosfolipídios. O efeito que esses peptídeos causam na transição de fase das vesículas fosfolipídica também foi avaliado. Uma análise de componentes principais permitiu a categorização dos peptídeos em quatro grupos diferentes. Tal análise permitiu evidenciar a importância da hidrofobicidade e da possível formação de hélice na atividade dos peptídeos. Tais resultados permitiram um novo entendimento e evolução do nosso sistema de predição de moléculas antimicrobianas, que pode ser aplicar na busca de novos PAIs. A reinserção da informação do(s) PAI(s) nos respectivos genomas na tentativa de controlar doenças causadas por microrganismos, é uma perspectiva promissora para o futuro próximo. Também podemos destacar como perspectiva, estudos mais profundos contra patógenos humanos, na busca por novos antibióticos ou potencializadores dos atuais. / There is an increasing number of evidences demonstrating that physiological proteolysis can yield many bioactive peptides encrypted in various proteins. These peptides, once released, may show different biological activities than their respective parent-protein e.g. hypotensive, opioid and antimicrobial actions. However, other bioactive peptides may be stuck on a polypeptide chain with no evident proteolytic cleavage sites for its release. A recent survey in the genomic information of different species showed that there are many encrypted antimicrobial peptides in larger protein sequences highlighting an unexplored potential. In this thesis, we explored this encrypted potential in the genomes of plants such as Theobroma cacao, Arabidopsis thaliana, Citrus sinensis e Gossypium raimondii. The putative intragenic antimicrobial peptides (IAPs) of each plant were filtered using different physical-chemical parameters via Kamal software. A total of 21 IAPs were selected, chemically synthesized and tested for their potential to inhibit the growth of human and plant fungi, yeasts and bacteria. Sixteen IAPs inhibit, at least, one of the tested microorganisms showing similar or superior activities when compared to the antimicrobial peptides (AMPs) DS01 e Asc-8. Two out of four peptides tested for their potential to act in synergy with commercial antibiotics were able to enhance the inhibition on Candida albicans biofilm formation. Biophysical analysis of the IAPs were performed to increase our knowledge about the peptides properties. The secondary structure of 21 IAPs and 6 AMPs were evaluated in the presence or absence of model phospholipid vesicles. The effect that these peptides have on the main phase transition of this phospholipid vesicles was also evaluated. A principal component analysis of the biophysical data clustered the peptides in four different groups. This analysis also highlighted the importance of hydrophobicity and propensity to helix formation in the activity of the IAPs. The results herein allowed a new understanding and evolution on our antimicrobial molecule prediction system that can be used in the search for new IAPs. The reinsertion of the IAPs information in its respective genome as an attempt to control infections caused by microorganisms is a promising perspective for the near future, as well as a deeper study with human pathogens in the search for new antibiotics or enhancers for the commercial ones.
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Análise genético-molecular de Migrânea vestibular familiar / Genetics Analysis of Familial Vestibular Migraine

Viana, Lucas Moura 06 June 2014 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Cièncias da Saúde, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-10-13T15:04:38Z No. of bitstreams: 1 2014_LucasMouraViana.pdf: 1555497 bytes, checksum: 785c20525754655778fc10a098a4e2ee (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-11-12T10:32:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_LucasMouraViana.pdf: 1555497 bytes, checksum: 785c20525754655778fc10a098a4e2ee (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-12T10:32:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_LucasMouraViana.pdf: 1555497 bytes, checksum: 785c20525754655778fc10a098a4e2ee (MD5) / Introdução: Migrânea vestibular é caracterizada por vertigem episódica associada à enxaqueca e, em algumas famílias, é transmitida como herança autossômica dominante. Bahmad e colegas descreveram um locus no cromossomo 5 em uma família com vários portadores de Migrânea vestibular segregando de forma autossômica dominante, porém nenhuma mutação foi identificada. Objetivo: o objetivo deste estudo é descrever a análise genéticomolecular de uma família com vários portadores de migrânea vestibular. Materiais e métodos: 29 membros foram analisados clinicamente e 14 geneticamente, sendo 5 portadores da doença. Para identificar o gene responsável por essa condição nos vários membros dessa família, foi realizado o estudo de análise de ligação com o chip “Illumina Human Omni Express” versão 12v1_A. LOD scores foram calculados usando os programas Vitesse e linkmap. O sequenciamento do exoma foi realizado em 3 indivíduos afetados com o kit de captura da Nimblegen SeqCap EZ exome V3. O sequenciamento foi feito em um sequenciador Illumina GAIIX ou HiSeq 2000. Arquivos do tipo Fastq foram alinhados com novaoalign. Resultados: cálculos de análise de ligação multipontos, usando uma penetrância de 0.85, baseado na história familiar, e frequência de alelos determinados de membros não afetados da família, identificou um pico de LOD score de +2.9 entre rs6517577 e rs3169 no cromossomo 21. Sequenciamento do exoma identificou uma mutação missense no gene BACE 2 (rs149345353) encontrado neste locus. Os casos esporádicos não apresentaram a mesma mutação. Conclusão: Trata-se da primeira mutação descrita na literatura em portadores de Migrânea vestibular. A ausência da mutação nos indivíduos afetados esporadicamente sugere que nem todos os casos são transmitidos geneticamente ou uma heterogeneidade genética da doença. / Introduction: Familial Vestibular Migraine is characterized as episodic vertigo and migraine, and it is inherited as an autosomal dominant trait in some families. Bahmad et al have described a locus on chromosome 5 in a multigenerational family with many affected members, though no mutation has been described. Objective: the objective of this study is to describe the genetics analysis of a family with many affected members by Vestibular Migraine. Material and Methods: 29 members were clinically characterized and 14 had the genetics assessment (5 affected). To identify the gene related to that disease a linkage analysis was performed using the ‘Illumina Human Omni Express’ chip verion 12v1_A. LOD scores were calculated using the vitesse and linkmap software. Exome sequencing was done in 3 affected individuals with the Nimblegen SeqCap EZ exome V3 kit. Illumina GAIIX or HiSeq 2000 sequencer performed the sequencing. Fastq files were aligned with novoalign. Results: Multipoint linkage analysis, using a penetrance of 0.85 based on familiar history, identified a LOD score peak (+2.9) between rs6517577 and rs3169 on chromosome 21. Exome sequencing identified a missense mutation in BACE2 gene (rs149345353), which lies in that locus. The sporadic cases didn’t show the same mutation. Conclusion: This is the first mutation described in a family with vestibular migraine. The absence of the mutation in sporadic cases suggests that either might have a genetic heterogeneity or non-genetic causes for Vestibular Migraine.
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Ferramentas para comparação genomica

Almeida Junior, Nalvo Franco de 05 March 2002 (has links)
Orientador : João Carlos Setubal / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T14:46:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlmeidaJunior_NalvoFrancode_D.pdf: 4063735 bytes, checksum: ae88e06ee694d12493f3012d7c0da314 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Com o crescente número de genomas seqüenciados e publicados, surge a necessidade de se analisar as seqüências geradas, com o objetivo de se entender melhor caracterizações funcionais dos organismos estudados, assim como aspectos evolutivos. Um projeto genoma de um organismo, em especial de um procarioto, consiste essencialmente de três grandes fases: o seqüenciamento, a anotação e a análise. A última etapa, por sua vez, consiste na tentativa de se obter uma visão global do genoma a partir da anotação e a partir de outras análises, como por exemplo a comparação com outros genomas. E é nesse contexto, comparação de genomas, que esta tese se insere. Nosso trabalho propõe metodologias para comparação detalhada de dois genomas, tanto no nível de DNA, quanto no de seus genes, assim como a implementação dessas metodologias. O principal objetivo é fornecer ao usuário um conjunto de ferramentas para caracterização funcional do organismo estudado, servindo também como ferramental auxiliar na anotação / Abstract: With increasing availability of published genome sequences, we need to analyse them in order to understand functional and evolutionary issues of the organisms. A genome project, in particular for prokaryotes, consists of three main phases: sequencing, annotation and analysis. The last phase consists of getting an overview of the genome from the annotation and other analysis, like comparison to other genomes, for example. This thesis is about genome comparison. We propose methodologies for detailed comparison of two genomes, at the DNA and their genes levels. The main goal is to provide a set of tools for functional characterization of organisms, serving also as an auxiliar tool for annotation / Doutorado / Doutor em Ciência da Computação

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