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Análise e anotação do genoma de Epicoccum nigrum e metabolismo secundário. / Analysis and annotation of Epicoccum nigrum genome and secondary metabolism.

Ferreira, Almir José 06 July 2016 (has links)
O fungo endofítico Epicoccum nigrum atua no biocontrole de fitopatógenos e produz uma série de compostos com de interesse biotecnológico como antimicrobianos. Neste trabalho, foi utilizado um conjunto de sequências genômicas previamente montadas. As sequências foram anotadas para compreensão funcional utilizando a plataforma EGene2 incluindo alguns componentes específicos desenvolvido neste trabalho. Foram estimados 10.320 genes codificadores de proteínas, além de tRNAs, rRNAs e ncRNAs. As proteínas preditas foram comparadas aos proteomas de outros fungos e comparadas filogeneticamente. Além disso, foi desenvolvido Synteny Clusters, um programa que compara clusters de genes de metabólitos secundários aos de outros fungos. E. nigrum apresenta grande similaridade com outros fungos com estilo de vida distinto. Foram identificados três clusters de genes relacionados a doenças que estão presentes em fitopatógenos e ausentes em E. nigrum. Os resultados sugerem que as diferenças entre endófitos e fitopatógenos pode estar relacionada a um pequeno número de genes. / The endophytic fungus Epicoccum nigrum has been used for plant pathogen biocontrol in different host plants, since it produces a series of secondary metabolites of biotechnological interest, including antimicrobials. In this regard, we used assembled 454 sequencing dataset was used to perform a comprehensive functional annotation using the EGene2 platform, including some specific components developed in this work. We found 10,320 protein coding genes as well as tRNAs, rRNAs and ncRNAs. The predicted proteins were compared to proteomes of other fungi and used in phylogenetic analyses. In addition, we developed Synteny Clusters, a program that compares gene clusters with others fungi. E. nigrum presents a genome very similar to others fungi with distinct lifestyles. Finally, we identified three disease-related gene clusters that are absent in E. nigrum and present in most plant pathogenic fungi. This result suggests that the lifestyle differences observed between endophytic and pathogenic fungi may rely on a relatively low number of genes.
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Busca guiada de patentes de Bioinformática / Guided Search of Bioinformatics Patents

Dutra, Marcio Branquinho 17 October 2013 (has links)
As patentes são licenças públicas temporárias outorgadas pelo Estado e que garantem aos inventores e concessionários a exploração econômica de suas invenções. Escritórios de marcas e patentes recomendam aos interessados na concessão que, antes do pedido formal de uma patente, efetuem buscas em diversas bases de dados utilizando sistemas clássicos de busca de patentes e outras ferramentas de busca específicas, com o objetivo de certificar que a criação a ser depositada ainda não foi publicada, seja na sua área de origem ou em outras áreas. Pesquisas demonstram que a utilização de informações de classificação nas buscas por patentes melhoram a eficiência dos resultados das consultas. A pesquisa associada ao trabalho aqui reportado tem como objetivo explorar artefatos linguísticos, técnicas de Recuperação de Informação e técnicas de Classificação Textual para guiar a busca por patentes de Bioinformática. O resultado dessa investigação é o Sistema de Busca Guiada de Patentes de Bioinformática (BPS), o qual utiliza um classificador automático para guiar as buscas por patentes de Bioinformática. A utilização do BPS é demonstrada em comparações com ferramentas de busca de patentes atuais para uma coleção específica de patentes de Bioinformática. No futuro, deve-se experimentar o BPS em coleções diferentes e mais robustas. / Patents are temporary public licenses granted by the State to ensure to inventors and assignees economical exploration rights. Trademark and patent offices recommend to perform wide searches in different databases using classic patent search systems and specific tools before a patent\'s application. The goal of these searches is to ensure the invention has not been published yet, either in its original field or in other fields. Researches have shown the use of classification information improves the efficiency on searches for patents. The objetive of the research related to this work is to explore linguistic artifacts, Information Retrieval techniques and Automatic Classification techniques, to guide searches for Bioinformatics patents. The result of this work is the Bioinformatics Patent Search System (BPS), that uses automatic classification to guide searches for Bioinformatics patents. The utility of BPS is illustrated by a comparison with other patent search tools. In the future, BPS system must be experimented with more robust collections.
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Técnicas de classificação hierárquica multirrótulo / Hierarchical multilabel classification techniques

Cerri, Ricardo 23 February 2010 (has links)
Muitos dos problemas de classificação descritos na literatura de Aprendizado de Máquina e Mineração de Dados dizem respeito à classificação de dados em que cada exemplo a ser classificado pertence a um conjunto finito, e geralmente pequeno, de classes que estão em um mesmo nível. Vários problemas de classificação, entretanto, são de natureza hierárquica, em que classes podem ser subclasses ou superclasses de outras classes. Em muitos problemas hierárquicos, principalmente no campo da Bioinformática, um ou mais exemplos podem ser associados a mais de uma classe simultaneamente. Esses problemas são conhecidos como problemas de classificação hierárquica tirrótulo. Nesta pesquisa, foram investigadas diferentes técnicas para lidar com esses tipos de problemas. Essas técnicas são baseadas em duas abordagens: local ou Top-Down e global ou One-Shot. Três técnicas descritas na literatura foram utilizadas. A primeira delas, chamada HMC-BR, é baseada na abordagem Top-Down, e utiliza uma estratégia de classificação binária chamada Um-Contra-Todos. As outras duas técnicas, baseadas na abordagem One-Shot, são chamadas C4.5H (uma extensão do algoritmo de indução de àrvores de decis~ao C4.5), e de Clus-HMC (baseada na noção de Predictive Clustering Trees, em que àrvores de decisão são estruturadas como uma hierarquia de grupos (clusters)). Além das técnicas descritas na literatura, duas novas técnicas foram propostas e implementadas nesta pesquisa, chamadas de HMC-LP e HMC-CT. Essas técnicas são variações hierárquicas de técnicas de classificação multirrótulo não hierárquicas. A técnica HMC-LP utiliza uma estratégia de combinação de classes e a técnica HMC-CT utiliza uma estratégia de decomposição de classes. Para a avaliação das técnicas, foram utilizadas medidas específicas para esse tipo de classificação. Os resultados experimentais mostraram que as técnicas propostas obtiveram desempenhos superiores ou semelhantes aos das técnicas descritas na literatura, dependendo da medida de avaliação utilizada e das características dos conjuntos de dados / Many of the classification problems described in the literature of Machine Learning and Data Mining are related to data classification where each example to be classified belongs to a finite, and usually small, set of classes located at the same level. There are many classification problems, however, that are of hierarchical nature, where classes can be subclasses or superclasses of other classes. In many hierarchical problems, mainly in the Bioinformatics field, one or more examples can be associated to more than one class simultaneously. These problems are known as hierarchical multilabel classification problems. In this research, different techniques to deal with these kinds of problems were investigated, based on two approaches, named local or Top-Down and global or One-Shot. Three techniques described in the literature were used. The first one, named HMC-BR, is based on the Top-Down approach, and uses a binary classification strategy named One-Against-All. The other two techniques, based on the One-Shot approach, are named C4.5H (an extension of the decision tree induction algorithm C4.5), and Clus-HMC (based on the notion of Predictive Clustering Trees, where decision trees are structured as a hierarchy of clusters). In addition to the techniques described in the literature, two new techniques were proposed, named HMC-LP and HMC-CT. These techniques are hierarchical variations of non-hierarchical multilabel classification techniques. The HMCLP technique uses a label combination strategy and the HMC-CT technique uses a label decomposition strategy. The evaluation of the techniques was performed using specific metrics for this kind of classification. The experimental results showed that the proposed techniques achieved better or similar performances than the techniques described in the literature, depending on the evaluation metric used and on the characteristics of the datasets
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História evolutiva de carbo-hidrolases ligno-celulósicas da família Xanthomonadaceae. / Evolutionary history of lignocellulosic carbo-hydrolases of the Xanthomonadaceae family.

Gaiarsa, Jonas Weissmann 30 July 2013 (has links)
O presente trabalho visa compreender o processo de degradação da parede celular vegetal de hospedeiros de fitopatógenos da família Xanthomonadaceae. Criamos e aperfeiçoamos uma técnica de enumeração dos genes relacionados ao metabolismo de polissacarídeos, com enfoque na distinção entre aqueles que agem sobre os componentes da parede celular vegetal e sobre outros polissacarídeos. A história evolutiva desse conjunto de enzimas foi delineada através de inferências sobre as relações de homologia entre os genes enumerados, sua presença ou ausência nos diversos genomas abordados e comparação das taxas de mutação entre grupos de homólogos. Além disso, procuramos também, com essa etapa de bioinformática e a etapa seguinte, incrementar a anotação desses genes, muitos descritos como hipotéticos ou com vaga definição de sua função. Na segunda parte do desenvolvimento do projeto foram feitos experimentos de expressão heteróloga e verificação da atividade enzimática para validação da anotação de alguns dos genes identificados. / This study aims to understand the process of degradation of host plant cell walls by plant pathogens of the Xanthomonadaceae family. We created and perfected a technique for enumeration of genes related to the metabolism of polysaccharides, focusing on the distinction between those who act on components of plant cell wall and on other polysaccharides. The evolutionary history of this group of enzymes has been outlined through inferences about the relations of homology between the genes listed, their presence or absence in different genomes and comparison of mutation rates between groups of homologues. Moreover, we also attempted with this bioinformatics step and the next step, to enhance the annotation of these genes, many described as hypothetical or vague in the determination of its function. In the second part of the project development heterologous expression and enzymatic activity assays were made to validate the annotation of some of the genes identified.
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Investigação de técnicas de classificação hierárquica para problemas de bioinformática / Investigation of hierarchial classification techniques for bioinformatics problems

Costa, Eduardo de Paula 25 March 2008 (has links)
Em Aprendizado de Máquina e Mineração de Dados, muitos dos trabalhos de classificação reportados na literatura envolvem classificação plana (flat classification), em que cada exemplo é associado a uma dentre um conjunto finito (e normalmente pequeno) de classes, todas em um mesmo nível. Entretanto, existem problemas de classificação mais complexos em que as classes a serem preditas podem ser dispostas em uma estrutura hierárquica. Para esses problemas, a utilização de técnicas e conceitos de classificação hierárquica tem se mostrado útil. Uma das linhas de pesquisa com grande potencial para a utilização de tais técnicas é a Bioinformática. Dessa forma, esta dissertação apresenta um estudo envolvendo técnicas de classificação hierárquica aplicadas à predição de classes funcionais de proteínas. No total foram investigados doze algoritmos hierárquicos diferentes, sendo onze deles representantes da abordagem Top-Down, que foi o enfoque da investigação realizada. O outro algoritmo investigado foi o HC4.5, um algoritmo baseado na abordagem Big- Bang. Parte dos algoritmos estudados foram desenvolvidos com base em uma variação da abordagem Top-Down, denominada de Top-Down Ensemble, que foi proposta neste estudo. Alguns do algoritmos baseados nessa nova abordagem apresentaram resultados promissores, superando os resultados dos demais algoritmos. Para avaliação dos resultados, foi utilizada uma medida específica para problemas hierárquicos, denominada taxa de acerto dependente da profundidade. Além dessa, outras três medidas de avaliação foram utilizadas, de modo a comparar os resultados reportados por diferentes medidas / In Machine Learning and Data Mining, most of the research in classification reported in the literature involve flat classification, where each example is assigned to one class out of a finite (and usually small) set of flat classes. Nevertheless, there are more complex classification problems in which the classes to be predicted can be disposed in a hierarchy. In this context, the use of hierarchical classification techniques and concepts have been shown to be useful. One research with great potential is the application of hierarchical classification techniques to Bioinformatics problems. Therefore, this MSc thesis presents a study involving hierarchical classification techniques applied to the prediction of functional classes of proteins. Twelve different algorithms were investigated - eleven of them based on the Top-Down approach, which was the focus of this study. The other investigated algorithm was HC4.5, an algorithm based on the Big-Bang approach. Part of these algorithms are based on a variation of the Top-Down approach, named Top-Down Ensembles, proposed in this study. Some of the algorithms based on this new approach presented promising results, which were better than the results presented by other algorithms. A specific evaluation measure for hierarchical classification, named depth-dependent accuracy, was used to evaluate the classification models. Besides, other three evaluation measures were used in order to compare the results reported by them
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O transcriptoma dos esporozoítos de Cryptosporidium parvum e estágios intracelulares /

Matos, Lucas Vinicius Shigaki de. January 2018 (has links)
Orientador: Katia Denise Saraiva Bresciani / Resumo: Os protozoários do gênero Cryptosporidium spp. são parasitos intracelulares obrigatórios, pertencentes ao filo Apicomplexa. Estes parasitos são capazes de se desenvolver nas microvilosidades das células epiteliais do intestino delgado de hospedeiros vertebrados, sendo potencialmente letais em adultos e crianças imunodeficientes. Não existem medicamentos eficazes para controlar essa doença e o desenvolvimento de medicamentos é dificultado pela falta de métodos de cultura eficazes que atuam permitindo detecção completa do ciclo de vida do parasito. Uma lacuna fundamental existe em relação ao entendimento de como os esporozoítos de Cryptosporidium spp. interagem com as células para iniciar a invasão e sua replicação. Assim, foi estudada essa lacuna para explicar a distinção entre aspectos da biologia do Cryptosporidium spp. e a especificidade do hospedeiro. Por meio de um ensaio de imunofluorescência detectou-se separadamente parasitos ligados e que invadiram às células e qual foi sua evolução ao longo de 2, 24 e 48 horas do parasitismo nas células hospedeiras. Com base nos genes mais significativos nas análises LDA (análise linear discriminante) e RDA (análise de redundância) e com maior valor FPKM (fragmentos por quilobase de transcritos por milhão de leituras mapeadas), pode-se perceber uma diferença significativa na expressão gênica desse parasito extracelular e intracelular. Os genes que mais se expressaram em células incubadas por 48 horas após a infecção foram analisados ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The protozoa of the genus Cryptosporidium spp. are obligate intracellular parasites that belongs to the phylum Apicomplexa. These parasites are capable to develop in the microvilli of epithelial cells of the gastrointestinal tract of vertebrate hosts, being potentially lethal in immunodeficient adults and children. There are no effective medications to control cryptosporidiosis, and drug development is hampered by the lack of effective culture methods that act to allow the complete life cycle of the parasite. It is fundamental to understand how Cryptosporidium spp. sporozoites interact with cells to initiate invasion and replication. Thus, this subject has been studied to explain the distinction between Cryptosporidium spp. biology and host specificity. By an immunofluorescence assay we detected bounded parasites invading host cells and their evolution over two, 24 and 48 hours. Based on the most significant genes in the LDA (Linear Discriminant Analysis) and RDA (redundancy analysis) analysis and with higher FPKM value (fragments per kilobase of transcribed per million mapped readings), we can perceive a significant difference in the expression of this extracellular and intracellular parasite. The genes that most expressed in cells incubated for 48 hours after infection were analyzed for the biological species of Ontology of Genes (GO) that show significantly the enriched processes and functions of the intracellular parasite. The knowledge of the genes that are most expresse... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor
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Análise conformacional da enzima protease do HIV-1 relacionada à resistência ao inibidor Nelfinavir

HOLANDA, Luiz Henrique Campos January 2017 (has links)
Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-10-18T15:37:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseConformacionalEnzima.pdf: 2962750 bytes, checksum: a3dc63037d6a89e63bf949b46941a41e (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-11-14T14:05:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseConformacionalEnzima.pdf: 2962750 bytes, checksum: a3dc63037d6a89e63bf949b46941a41e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-14T14:05:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseConformacionalEnzima.pdf: 2962750 bytes, checksum: a3dc63037d6a89e63bf949b46941a41e (MD5) Previous issue date: 2017 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O Vírus da imunodeficiência humana (HIV), causador da síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS), é um retrovírus que possui glicoproteínas altamente virulentas que invadem o linfócito TCD4+ através de seus receptores CCR4 e CXCR5. O ciclo biológico do HIV é mediado pelas enzimas protease, transcriptase e integrase. A HIV-1 protease é uma enzima que está presente na fase final do ciclo biológico, onde ocorre a maturação do vírus e é um importante alvo farmacológico. O objetivo principal deste projeto é verificar os efeitos das mutações D30N, I84A e M46I na enzima protease HIV-1 e na formação do complexo com o inibidor nelfinavir através de técnicas de dinâmica molecular e bioinformática. Os resultados baseados nas análises estruturais mostraram diferenças estruturais entre os sistemas estudados. O sistema 1OHR apresentou uma conformação fechada, os sistemas D30N e D30N_I84A_M46I apresentaram conformação semi-aberta e o sistema D30N_I84A apresentou conformação aberta, em que o último apresentou menor valor de energia livre e maior instabilidade nas análises de RMSD, porém a maior flutuação de resíduos de aminoácidos. As análises teóricas mostraram a importância na resistência da dupla mutação D30N_I84A e a capacidade de reestruturação conformacional da mutação M46I e capacidade catalítica. / The Human Immunodeficiency Virus (HIV), which causes acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), is a retrovirus that has highly virulent glycoproteins that invade the CD4 + T lymphocyte through its CCR4 and CXCR5 receptors. The biological cycle of HIV is mediated by the protease, transcriptase and integrase enzymes. HIV-1 protease is an enzyme that is present in the final phase of the biological cycle, where virus maturation occurs, and is an important pharmacological target. The main objective of this project is to verify the effects of the D30N, I84A and M46I mutations on the HIV-1 protease enzyme and the complex formation with the nelfinavir inhibitor through molecular dynamics and bioinformatics techniques. The results based on the structural analyzes showed structural differences between the studied systems. The 1OHR system presented a closed conformation, the systems D30N and D30N_I84A_M46I presented semi-open conformation and the D30N_I84A system presented open conformation, in which the latter presented lower free energy value and greater instability in the RMSD analyzes, however the greater flotation of residues Of amino acids. The theoretical analyzes showed the importance in the resistance of the double mutation D30N_I84A and the conformational restructuring capacity of the M46I mutation and catalytic capacity.
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Estudo estrutural de quinases dependentes de ciclinas por métodos de modelagem molecular comparativa /

Silva, Alessandra Renata Lente da. January 2006 (has links)
Orientador: Fernanda Canduri / Banca: Andreia Machado Leopoldino / Banca: José Ramon Beltran Abrego / Resumo: As CDKs têm sido extensivamente estudadas, porque exercem papéis essenciais na regulação da proliferação celular, nos processos neuronais e transcricionais. A progressão do ciclo celular é firmemente controlada pela atividade das CDKs. Este projeto de Mestrado tem como objetivo estudar a interação das proteínas CDK8 e CDK10 com vários inibidores, e estabelecer as bases estruturais para inibição das mesmas. Foram realizadas modelagens moleculares dos complexos binários CDKs:Inibidores, utilizando como molde a estrutura da CDK2 complexada com os mesmos ligantes: ATP, flavopiridol, olomoucina e roscovitina. Para realização dessas modelagens foi utilizado o programa Parmodel, que é uma implementação paralela do programa MODELLER. Espera-se que os modelos computacionais produzam avanços no entendimento de suas estruturas, destacando-se seus sítios de ligações, para um possível estudo sobre inibidores específicos para estas CDKs. / Abstract: The CDKs have been extensively studied because of their essential role in the regulation of cell proliferation, in the neuronal process and transcription. Cell cycle progression is tightly controlled by the activity of CDKs. This master project aimed to study the interaction of the CDK8 and CDK10 with several inhibitors in order to establish the structural bases for its inhibition. Were carried out the molecular modeling of the binary complexes CDKs:Inhibitors, using as template the CDK2 structure with the following ligands and inhibitors: ATP, Flavopiridol, Olomoucine and Roscovitine. For the achievement of those modeling was utilized the Parmodel program which is a parallel implementation of the MODELLER program. One expects that the computational models produce advances in the agreement structures, showing their binding sites, for a possible study about specific inhibitors against CDKs. / Mestre
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Uma proposta de algoritmo memético baseado em conhecimento para o problema de predição de estruturas 3-D de proteínas

Correa, Leonardo de Lima January 2017 (has links)
Algoritmos meméticos são meta-heurísticas evolutivas voltadas intrinsecamente à exploração e incorporação de conhecimentos relacionados ao problema em estudo. Nesta dissertação, foi proposto um algoritmo memético multi populacional baseado em conhecimento para lidar com o problema de predição de estruturas tridimensionais de proteínas voltado à modelagem de estruturas livres de similaridades conformacionais com estruturas de proteínas determinadas experimentalmente. O algoritmo em questão, foi estruturado em duas etapas principais de processamento: (i) amostragem e inicialização de soluções; e (ii) otimização dos modelos estruturais provenientes da etapa anterior. A etapa I objetiva a geração e classificação de diversas soluções, a partir da estratégia Lista de Probabilidades Angulares, buscando a definição de diferentes grupos estruturais e a criação de melhores estruturas a serem incorporadas à meta-heurística como soluções iniciais das multi populações. A segunda etapa consiste no processo de otimização das estruturas oriundas da etapa I, realizado por meio da aplicação do algoritmo memético de otimização, o qual é fundamentado na organização da população de indivíduos em uma estrutura em árvore, onde cada nodo pode ser interpretado como uma subpopulação independente, que ao longo do processo interage com outros nodos por meio de operações de busca global voltadas a características do problema, visando o compartilhamento de informações, a diversificação da população de indivíduos, e a exploração mais eficaz do espaço de busca multimodal do problema O algoritmo engloba ainda uma implementação do algoritmo colônia artificial de abelhas, com o propósito de ser utilizado como uma técnica de busca local a ser aplicada em cada nodo da árvore. O algoritmo proposto foi testado em um conjunto de 24 sequências de aminoácidos, assim como comparado a dois métodos de referência na área de predição de estruturas tridimensionais de proteínas, Rosetta e QUARK. Os resultados obtidos mostraram a capacidade do método em predizer estruturas tridimensionais de proteínas com conformações similares a estruturas determinadas experimentalmente, em termos das métricas de avaliação estrutural Root-Mean-Square Deviation e Global Distance Total Score Test. Verificou-se que o algoritmo desenvolvido também foi capaz de atingir resultados comparáveis ao Rosetta e ao QUARK, sendo que em alguns casos, os superou. Corroborando assim, a eficácia do método. / Memetic algorithms are evolutionary metaheuristics intrinsically concerned with the exploiting and incorporation of all available knowledge about the problem under study. In this dissertation, we present a knowledge-based memetic algorithm to tackle the threedimensional protein structure prediction problem without the explicit use of template experimentally determined structures. The algorithm was divided into two main steps of processing: (i) sampling and initialization of the algorithm solutions; and (ii) optimization of the structural models from the previous stage. The first step aims to generate and classify several structural models for a determined target protein, by the use of the strategy Angle Probability List, aiming the definition of different structural groups and the creation of better structures to initialize the initial individuals of the memetic algorithm. The Angle Probability List takes advantage of structural knowledge stored in the Protein Data Bank in order to reduce the complexity of the conformational search space. The second step of the method consists in the optimization process of the structures generated in the first stage, through the applying of the proposed memetic algorithm, which uses a tree-structured population, where each node can be seen as an independent subpopulation that interacts with others, over global search operations, aiming at information sharing, population diversity, and better exploration of the multimodal search space of the problem The method also encompasses ad-hoc global search operators, whose objective is to increase the exploration capacity of the method turning to the characteristics of the protein structure prediction problem, combined with the Artificial Bee Colony algorithm to be used as a local search technique applied to each node of the tree. The proposed algorithm was tested on a set of 24 amino acid sequences, as well as compared with two reference methods in the protein structure prediction area, Rosetta and QUARK. The results show the ability of the method to predict three-dimensional protein structures with similar foldings to the experimentally determined protein structures, regarding the structural metrics Root-Mean-Square Deviation and Global Distance Total Score Test. We also show that our method was able to reach comparable results to Rosetta and QUARK, and in some cases, it outperformed them, corroborating the effectiveness of our proposal.
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Análise global do perfil transcricional e splicing alternativo no dermatófito Trichophyton rubrum exposto à doses subinibitórias de ácido undecanóico / Comprehensive analysis of the transcriptional profile and alternative splicing in the dermatophytes Trichophyton rubrum exposed to subinibitory doses of undecanoic acid

Mendes, Niege Silva 18 March 2016 (has links)
O dermatófito Trichophyton rubrum é um fungo filamentoso, antropofílico, que invade tecidos queratinizados causando infecções superficiais e cutâneas. Algumas drogas são usadas para o tratamento das dermatofitoses, sendo o ácido undecanóico (AUN) uma delas. O AUN é o mais tóxico dos ácidos graxos saturados de cadeia média, utilizado como medicamento de uso tópico. O estudo de expressão gênica e mecanismos regulatórios são fundamentais para ampliar o conhecimento dos mecanismos moleculares envolvidos na resposta à exposição a estes agentes citotóxicos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar os mecanismos moleculares envolvidos no processo adaptativo da exposição ao ácido undecanóico, através da análise global do transcriptoma e mecanismos regulatórios como o processamento alternativo. Para tanto o micélio de T.rubrum foi submetido ao ácido undecanóico por 3 e 12 h de exposição, em triplicata biológica, e o RNA resultante foi submetido ao sequenciamento por RNAseq. O sequenciamento gerou aproximadamente 58 milhões de reads por biblioteca, as quais foram filtradas e alinhadas com o genoma de referência utilizando-se os softwares FASTQC e bowtie2, respectivamente. A análise de expressão gênica diferencial foi feita por meio do pacote do Bioconductor DESeq e, para esta análise, foi utilizada a amostra de 0h como referência. Foram identificados 492 genes diferencialmente expressos em resposta ao AUN, sendo 385 e 210 genes modulados em resposta a 3 e 12 horas de exposição, respectivamente. Estes genes estão relacionados a vários processos celulares envolvendo transporte transmembrana, degradação de xenobióticos, metabolismo de lipídeos e aminoácidos, secreção de enzimas proteolíticas e patogênese, sugerindo que o AUN ativa duas principais vias de sobrevivência em resposta a este agente estressor, a degradação e o efluxo da droga. Posteriormente, foram realizadas as análises de processamento alternativo quanto ao uso diferencial de exons por meio do algoritmo HTSeq e DEXSeq e retenção de introns utilizando-se algoritmos construídos na linguagem Perl. Os genes envolvidos em algum tipo de processamento alternativo estão relacionados com funções metabólicas variadas como tradução, transporte vesicular, metabolismo lipídico, biogênese ribossomal, sequência de ligação ao DNA, regulação da transcrição e processamento do pré-mRNA. Estes resultados contribuem para uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na resposta de sobrevivência perante a exposição ao AUN. / The dermatophyte Trichophyton rubrum is a filamentous fungus, anthropophilic that invades keratinized tissue causing superficial infections on the skin. Some drugs are used for the treatment of dermatophytosis, being the undecanoic acid (AUN) one of them. The AUN the most toxic of the saturated medium chain fatty acids, is used as a topical medicine. The study of gene expression and the regulatory mechanisms are fundamental to understand the molecular mechanisms involved in response to exposure of these cytotoxic agents. So, the aim of this study was to characterize the molecular mechanisms involved in the adaptive process of the exposure to undecanoic acid, by the global analysis of the transcriptome and regulatory mechanisms such as alternative splicing. To this end, the mycelium of T. rubrum was exposed to undecanoic acid for 3 or 12 hours in biological triplicate, and the resulting RNA was sequenced by RNA-Seq. The sequencing generated approximately 58 million of reads per library, which were filtered and aligned with the reference genome using the softwares and Bowtie2 and FASTQC, respectively. The analysis of differential gene expression was performed through the Bioconductor package DESeq and, for this analysis, we used as reference sample the 0h time. We identified 492 differentially expressed genes in response to UDA, being 385 and 210 genes modulated in response to 3 and 12 hours of exposure, respectively. These genes are related to various cellular processes involving the transmembrane transport, xenobiotics degradation, lipids and amino acids metabolism, secretion of proteolytic enzymes and pathogenesis, suggesting the activation of two major survival pathways in response to this stressor, degradation and drug efflux, by UDA. Also, the alternative splicing analysis was performed through the differential use of exons using the algorithms HTSeq and DEXSeq and intron retention using algorithms built in Perl language. The genes involved in some kind of alternative splicing are associated with various metabolic functions such as translation, vesicular transport, lipid metabolism, ribosomal biogenesis, DNA binding sequence, transcription regulation and processing of pre-mRNA. These results contribute to increase the knowledge of the molecular mechanisms involved in the survival response upon exposure to the AUN.

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