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Redes bayesianas para inferência de redes regulatórias de genesSANTOS, Gustavo Bastos dos January 2005 (has links)
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Previous issue date: 2005 / Nos últimos anos, um grande volume de dados de várias espécies vem sendo obtido
através de novas técnicas criadas e aperfeiçoadas pela biologia. Entre elas, tecnologias
para medir as diferenças das expressões dos genes, através de concentrações de mRNA
(microarray), estão se tornando extremamente populares e seus custos estão diminuindo.
A inferência de redes regulatórias de genes a partir de dados de expressão gênica para
estudar o metabolismo dos organismos é um processo importante e faz surgir o desafio
de conectar os genes e seus produtos em vias metabólicas, circuitos e redes funcionais. O
conhecimento sobre redes regulatórias de genes pode fornecer informações valiosas para
tratamento de doenças, identificação de quais genes controlam e regulam eventos celulares
e descoberta de vias metabólicas mais complexas.
Uma rede regulatória de genes é um modelo que representa as regulações entre genes
usando um grafo direcionado, no qual os nós indicam os genes e uma aresta (Gene 1,
Gene 2) indica que o Gene 1 regula o Gene 2 (através de ativação ou repressão). Vários
métodos foram propostos no decorrer dos anos para inferir uma rede regulatória de genes a
partir de dados de microarray de DNA usando modelos matemáticos, tais como equações
diferenciais, redes Booleanas e redes Bayesianas.
Este trabalho apresenta o estudo do modelo de Rede Bayesiana e a implementação de
dois programas, um usando o modelo de Rede Bayesiana e o outro usando o modelo Rede
Bayesiana dinâmica, ambos com regressão não-paramétrica para inferir redes regulatórias
de genes a partir de dados de expressão gênica de microarray de DNA. O critério usado
para escolher as melhores redes foi o Bayesian Information Criterion (BIC), que é mais
simples do que outros critérios existentes, mas ainda assim, é uma abordagem eficiente.
Os resultados do trabalho foram comparados com os de trabalhos anteriores usando
dois conjuntos de dados: dados artificiais para inferir uma rede regulatória artificial de
genes; e dados reais de microarray do ciclo celular da levedura Saccharomyces cerevisiae
para inferir o ciclo do ácido tricarboxílico (TCA). Os experimentos com os dados artificiais
apresentaram bons resultados quando comparados com modelos anteriores, principalmente
quando informações a priori foram adicionadas. Os experimentos com dados
biológicos foram mais surpreendentes, pois a quantidade de amostras existentes era pequena
e, mesmo assim, os resultados obtidos foram tão bons quanto os resultados dos
modelos anteriormente propostos.
A inferência de redes de genes a partir de dados de microarray usando modelos matemáticos é um problema recente e difícil. Este trabalho apresenta um modelo relativamente
simples com resultados promissores, podendo ser estendido em trabalhos futuros
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Unveiling the effect of global regulators in the regulatory network for biofilm formation in Escherichia coli / Entendendo o efeito dos reguladores globais na rede regulatória para a formação de biofilme em Escherichia coliAmores, Gerardo Ruiz 29 March 2017 (has links)
In nature, biofilm is a complex structure resulted of multicellular bacterial communities that provide important nutritional functions and the acquisition of protective traits such as antibiotics resistance and horizontal gene transfer. The development from the planktonic, lonely bacteria, to the mature multilayered biofilm structure consists of three main phases: motility, attachment and biofilm maturation. At cellular level, the process is controlled by several genes such as flhD, fliA, rpoS, csgD, adrA, cpxR all acting as master regulators. Additionally, the global regulators CRP, IHF, Fis, and others in less frequency, have been related to biofilm formation, although blurry information has been provided. In this thesis we used synthetic, molecular and cellular biology approaches to understand the effect of CRP, IHF and Fis in the transcriptional regulatory network in the bacterium Escherichia coli. In the first chapter, we employed network analysis to reconstruct and analyze part of the entire regulatory network described to modulate the flagella-biofilm program. With this analysis we identified some critical interactions responsible for the planktonic-biofilm transition. Next, we selected the top ten effectors nodes of the network and cloned the promoter region of those genes in a reporter system. As extensively explained in chapter II, this system allowed us to validate as well as suggest new interactions in the network. Additionally, the measurement of the promoter activity during bacterial development show that CRP, IHF and Fis differentially modulate most of the surveyed genes suggesting that those Global Regulators participate to modulate gene expression in different phases of the planktonic-biofilm development. At chapter three, to get a better overview of the entire process, we performed motility, adherence/early biofilm and mature biofilm assays. We describe the intrinsic ability of E. coli to perform motility, adherence and mature biofilm at 37?C. In contrast, the absence of ihf, fis as well as Carbon Catabolite Repression (CCR), lead to altered phenotypes at both motility and biofilm development. At the end, we discussed how the changes of promoter activity of target genes, together with our network analysis, could explain part of the altered phenotypes observed. For instance, we observed changes at the main stress responders rpoS and rpoE that, in combination with alterations at specific genes such as fliA, can explain the enhanced motility in the E. coli ?ihf strain. Altogether, in this thesis, we provided evidence that CRP, IHF and Fis control the activity of the promoter regions of genes involved in the planktonic-biofilm development. / Na natureza, o biofilme é uma estrutura complexa resultante de comunidades bacterianas multicelulares que fornece importantes funções nutricionais e a aquisição de traços de proteção como resistência a antibióticos e transferência horizontal de genes. O desenvolvimento das bactérias planctônicas solitárias para uma estrutura de biofilme maduro consiste em três fases principais: motilidade, fixação e maturação do biofilme. Ao nível celular, o processo é controlado por vários genes tais como flhD, fliA, rpoS, csgD, adrA, cpxR, todos agindo como reguladores mestre. Além disso, os reguladores globais CRP, IHF, Fis e outros em menor freqüência, têm sido relacionados à formação de biofilme, embora tenham sido fornecidas informações nao conclusivas sobre esse processo. Nesta tese foram utilizadas abordagens de bioinformática, assim como de biologia molecular e celular para entender o efeito de CRP, IHF e Fis na rede reguladora da transição de motilidade para biofilme na bactéria Escherichia coli. No primeiro capítulo, utilizamos a análise de rede para reconstruir e analisar parte da rede regulatória descrita para modular o programa flagelo-biofilme. Com esta análise identificamos algumas interações críticas responsáveis pela transição planctônica-biofilme. Em seguida, selecionamos os dez principais nós efetores da rede e clonamos a região promotora desses genes em um sistema repórter. Conforme explicado amplamente no capítulo II, este sistema nos permitiu validar e sugerir novas interações na rede. Adicionalmente, a medição da atividade do promotor durante o desenvolvimento bacteriano mostra que a CRP, a IHF e a Fis modulam diferencialmente a maioria dos genes analisados sugerindo que estes Reguladores Globais participam para modular a expressão génica em diferentes fases do desenvolvimento de estado planctónico para biofilme. No capítulo três, para obter uma melhor visão geral de todo o processo, realizamos ensaios de motilidade, aderência / biofilme precoce e biofilmes maduros. Descrevemos a capacidade intrínseca de E. coli para realizar motilidade, adesão e biofilme maduro a 37 °C. Em contraste, a ausência de ihf, fis, bem como o fenômeno de Repressão de Catabolite de Carbono (CCR), levam a fenótipos alterados, tanto na motilidade como no desenvolvimento do biofilme. No final, discutimos como as mudanças da atividade do promotor de genes alvo, juntamente com a nossa análise de rede, poderia !xi explicar parte dos fenótipos alterados observados. Por exemplo, observamos mudanças nos principais respondedores de estresse rpoS e rpoE que, em combinação com alterações em genes específicos como fliA, podem explicar a motilidade aumentada na estirpe de E. coli ?ihf. Em conjunto, nesta tese, apresentamos evidências de que CRP, IHF e Fis controlam a atividade das regiões promotoras de genes envolvidos no desenvolvimento planctônico-biofilme.
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Unveiling the effect of global regulators in the regulatory network for biofilm formation in Escherichia coli / Entendendo o efeito dos reguladores globais na rede regulatória para a formação de biofilme em Escherichia coliGerardo Ruiz Amores 29 March 2017 (has links)
In nature, biofilm is a complex structure resulted of multicellular bacterial communities that provide important nutritional functions and the acquisition of protective traits such as antibiotics resistance and horizontal gene transfer. The development from the planktonic, lonely bacteria, to the mature multilayered biofilm structure consists of three main phases: motility, attachment and biofilm maturation. At cellular level, the process is controlled by several genes such as flhD, fliA, rpoS, csgD, adrA, cpxR all acting as master regulators. Additionally, the global regulators CRP, IHF, Fis, and others in less frequency, have been related to biofilm formation, although blurry information has been provided. In this thesis we used synthetic, molecular and cellular biology approaches to understand the effect of CRP, IHF and Fis in the transcriptional regulatory network in the bacterium Escherichia coli. In the first chapter, we employed network analysis to reconstruct and analyze part of the entire regulatory network described to modulate the flagella-biofilm program. With this analysis we identified some critical interactions responsible for the planktonic-biofilm transition. Next, we selected the top ten effectors nodes of the network and cloned the promoter region of those genes in a reporter system. As extensively explained in chapter II, this system allowed us to validate as well as suggest new interactions in the network. Additionally, the measurement of the promoter activity during bacterial development show that CRP, IHF and Fis differentially modulate most of the surveyed genes suggesting that those Global Regulators participate to modulate gene expression in different phases of the planktonic-biofilm development. At chapter three, to get a better overview of the entire process, we performed motility, adherence/early biofilm and mature biofilm assays. We describe the intrinsic ability of E. coli to perform motility, adherence and mature biofilm at 37?C. In contrast, the absence of ihf, fis as well as Carbon Catabolite Repression (CCR), lead to altered phenotypes at both motility and biofilm development. At the end, we discussed how the changes of promoter activity of target genes, together with our network analysis, could explain part of the altered phenotypes observed. For instance, we observed changes at the main stress responders rpoS and rpoE that, in combination with alterations at specific genes such as fliA, can explain the enhanced motility in the E. coli ?ihf strain. Altogether, in this thesis, we provided evidence that CRP, IHF and Fis control the activity of the promoter regions of genes involved in the planktonic-biofilm development. / Na natureza, o biofilme é uma estrutura complexa resultante de comunidades bacterianas multicelulares que fornece importantes funções nutricionais e a aquisição de traços de proteção como resistência a antibióticos e transferência horizontal de genes. O desenvolvimento das bactérias planctônicas solitárias para uma estrutura de biofilme maduro consiste em três fases principais: motilidade, fixação e maturação do biofilme. Ao nível celular, o processo é controlado por vários genes tais como flhD, fliA, rpoS, csgD, adrA, cpxR, todos agindo como reguladores mestre. Além disso, os reguladores globais CRP, IHF, Fis e outros em menor freqüência, têm sido relacionados à formação de biofilme, embora tenham sido fornecidas informações nao conclusivas sobre esse processo. Nesta tese foram utilizadas abordagens de bioinformática, assim como de biologia molecular e celular para entender o efeito de CRP, IHF e Fis na rede reguladora da transição de motilidade para biofilme na bactéria Escherichia coli. No primeiro capítulo, utilizamos a análise de rede para reconstruir e analisar parte da rede regulatória descrita para modular o programa flagelo-biofilme. Com esta análise identificamos algumas interações críticas responsáveis pela transição planctônica-biofilme. Em seguida, selecionamos os dez principais nós efetores da rede e clonamos a região promotora desses genes em um sistema repórter. Conforme explicado amplamente no capítulo II, este sistema nos permitiu validar e sugerir novas interações na rede. Adicionalmente, a medição da atividade do promotor durante o desenvolvimento bacteriano mostra que a CRP, a IHF e a Fis modulam diferencialmente a maioria dos genes analisados sugerindo que estes Reguladores Globais participam para modular a expressão génica em diferentes fases do desenvolvimento de estado planctónico para biofilme. No capítulo três, para obter uma melhor visão geral de todo o processo, realizamos ensaios de motilidade, aderência / biofilme precoce e biofilmes maduros. Descrevemos a capacidade intrínseca de E. coli para realizar motilidade, adesão e biofilme maduro a 37 °C. Em contraste, a ausência de ihf, fis, bem como o fenômeno de Repressão de Catabolite de Carbono (CCR), levam a fenótipos alterados, tanto na motilidade como no desenvolvimento do biofilme. No final, discutimos como as mudanças da atividade do promotor de genes alvo, juntamente com a nossa análise de rede, poderia !xi explicar parte dos fenótipos alterados observados. Por exemplo, observamos mudanças nos principais respondedores de estresse rpoS e rpoE que, em combinação com alterações em genes específicos como fliA, podem explicar a motilidade aumentada na estirpe de E. coli ?ihf. Em conjunto, nesta tese, apresentamos evidências de que CRP, IHF e Fis controlam a atividade das regiões promotoras de genes envolvidos no desenvolvimento planctônico-biofilme.
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Análise de dados de expressão gênica: normalização de microarrays e modelagem de redes regulatórias / Gene expression data analysis: microarrays and regulatory networks modellingFujita, André 10 August 2007 (has links)
A análise da expressão gênica através de dados gerados em experimentos de microarrays de DNA vem possibilitando uma melhor compreensão da dinâmica e dos mecanismos envolvidos nos processos celulares ao nível molecular. O aprimoramento desta análise é crucial para o avanço do conhecimento sobre as bases moleculares das neoplasias e para a identificação de marcadores moleculares para uso em diagnóstico, desenho de novos medicamentos em terapias anti-tumorais. Este trabalho tem como objetivos o desenvolvimento de modelos de análise desses dados, propondo uma nova forma de normalização de dados provenientes de microarrays e dois modelos para a construção de redes regulatórias de expressão gênica, sendo uma baseada na conectividade dinâmica entre diversos genes ao longo do ciclo celular e a outra que resolve o problema da dimensionalidade, em que o número de experimentos de microarrays é menor que o número de genes. Apresenta-se, ainda, um pacote de ferramentas com uma interface gráfica de fácil uso contendo diversas técnicas de análise de dados já conhecidas como também as abordagens propostas neste trabalho. / The analyses of DNA microarrays gene expression data are allowing a better comprehension of the dynamics and mechanisms involved in cellular processes at the molecular level. In the cancer field, the improvement of gene expression interpretation is crucial to better understand the molecular basis of the neoplasias and to identify molecular markers to be used in diagnosis and in the design of new anti-tumoral drugs. The main goals of this work were to develop a new method to normalize DNA microarray data and two models to construct gene expression regulatory networks. One method analyses the dynamic connectivity between genes through the cell cycle and the other solves the dimensionality problem in regulatory networks, meaning that the number of experiments is lower than the number of genes. We also developed a toolbox with a user-friendly interface, displaying several established statistical methods implemented to analyze gene expression data as well as the new approaches presented in this work.
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Análise de dados de expressão gênica: normalização de microarrays e modelagem de redes regulatórias / Gene expression data analysis: microarrays and regulatory networks modellingAndré Fujita 10 August 2007 (has links)
A análise da expressão gênica através de dados gerados em experimentos de microarrays de DNA vem possibilitando uma melhor compreensão da dinâmica e dos mecanismos envolvidos nos processos celulares ao nível molecular. O aprimoramento desta análise é crucial para o avanço do conhecimento sobre as bases moleculares das neoplasias e para a identificação de marcadores moleculares para uso em diagnóstico, desenho de novos medicamentos em terapias anti-tumorais. Este trabalho tem como objetivos o desenvolvimento de modelos de análise desses dados, propondo uma nova forma de normalização de dados provenientes de microarrays e dois modelos para a construção de redes regulatórias de expressão gênica, sendo uma baseada na conectividade dinâmica entre diversos genes ao longo do ciclo celular e a outra que resolve o problema da dimensionalidade, em que o número de experimentos de microarrays é menor que o número de genes. Apresenta-se, ainda, um pacote de ferramentas com uma interface gráfica de fácil uso contendo diversas técnicas de análise de dados já conhecidas como também as abordagens propostas neste trabalho. / The analyses of DNA microarrays gene expression data are allowing a better comprehension of the dynamics and mechanisms involved in cellular processes at the molecular level. In the cancer field, the improvement of gene expression interpretation is crucial to better understand the molecular basis of the neoplasias and to identify molecular markers to be used in diagnosis and in the design of new anti-tumoral drugs. The main goals of this work were to develop a new method to normalize DNA microarray data and two models to construct gene expression regulatory networks. One method analyses the dynamic connectivity between genes through the cell cycle and the other solves the dimensionality problem in regulatory networks, meaning that the number of experiments is lower than the number of genes. We also developed a toolbox with a user-friendly interface, displaying several established statistical methods implemented to analyze gene expression data as well as the new approaches presented in this work.
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Estudo do transcriptoma associado ao déficit hídrico e desenvolvimento de imunoprecipitação de cromatina em cana de açucar para estudos de redes regulatórias transcricionais / Transcriptomics associated with water deficit and development of chromatin immunoprecipitation in sugarcane to study transcriptional regulatory networksCosta, Maximiller Dal-Bianco Lamas 09 March 2012 (has links)
A cana-de-açúcar é uma gramínea C4 usada por séculos como a principal fonte de açúcar e mais recentemente para obtenção de etanol. Devido a sua grande importância no cenário econômico mundial, estudos em cana-de-açúcar são cada vez mais importantes no sentido de prover informações que possam levar ao aumento de produtividade para suprir tanto a demanda interna quanto externa. No entanto, a quantidade de dados moleculares e biotecnológicos disponíveis está muito aquém do necessário, e investimentos na obtenção de novos conhecimentos serão necessários se quisermos evoluir neste campo, assim como manter o nosso país como líder na produção de etanol. Neste trabalho, conduzimos experimentos em campo para comparar variedades contrastantes para a tolerância ao déficit hídrico e realizamos diagnósticos fisiológicos e moleculares para diferenciar as variedades. O estresse hídrico levou à diminuição do crescimento e desenvolvimento de todas as três variedades analisadas. A variedade RB855536 foi identificada como a menos produtiva das três, visto que em condições de déficit hídrico ela diminui mais seu crescimento, sofre mais efeitos do estresse oxidativo, acumula mais osmólitos e tem o ciclo de Calvin menos ativo. A variedade RB867515 teve um melhor desempenho, não acumulou osmólitos, não teve aumento na concentração de prolina, teve sinais menores de estresse oxidativo e um melhor funcionamento do ciclo de Calvin. Além disto, nós observamos a indução de transcritos na via de resposta do ABA e proteínas relacionadas com a fotossíntese, transporte de água e dobramento protéico. A variedade RB92579 teve um padrão similar ao encontrado para a RB867515, mas teve uma maior fotossíntese, um menor estresse oxidativo e uma menor perda de pigmentos. Nossos dados avançaram na identificação de genes envolvidos na resposta ao déficit hídrico em cana-de-açúcar assim como permitiram distinguir as variedades utilizadas no estudo. A partir de uma prospecção inicial de dados de transcriptoma previamente obtidos pelo grupo, foram selecionados fatores de transcrição associados a características agronômicas de interesse. Produzimos anticorpos para 5 TFs de cana-de-açúcar e padronizamos a metodologia de ChIP-Seq utilizando a plataforma de sequenciamento Roche 454. Uma análise dos dados de ChIP-Seq usando anticorpos para a RNA Polimerase II nos permitiu detectar contaminações com DNA humano, provavelmente pela utilização de gDNA como controle das reamplificações, assim como a detecção de mapeamento de muitas regiões repetitivas, o que pode ser normal, podendo indicar locais de ligação da Polimerase II ou então background. O mapeamento de praticamente todos os dados de sorgo em cana evidenciou a similaridade entre estes organismos, mas a maior quantidade de mapeamento em cana evidencia uma maior complexidade de seu genoma. Os resultados foram importantes por permitir o estabelecimento de uma metodologia de mapeamento de regiões regulatórias no genoma da cana-de-açúcar e significa um importante passo no estabelecimento de redes regulatórias associadas a características agronômicas de interesse / Sugarcane is a C4 grass used for centuries as the main source of sugar and more recently for ethanol production. We have seen an increasing interest in recent years to understand sugarcane to improve yield and supply the increasing world demand. However, the amount of molecular data available is far from ideal, and investments in acquiring new knowledge will be necessary to progress in this field if we want to maintain our country as a pioneer in ethanol production. In this work, we conducted field experiments to compare varieties contrasting to drought tolerance and performed physiological and molecular analysis. The stress condition led to reduced growth and development of all three varieties. The variety RB855536 was identified as the least productive, suffered more effects of oxidative stress, has accumulated more osmolytes and has the Calvin cycle less active. The variety RB867515 had a better performance, did not accumulate osmolytes, had no increase in the concentration of proline, had minor signs of oxidative stress and a better functioning of the Calvin cycle. In addition, we observed an induction of transcripts in the ABA response pathway and proteins related to photosynthesis, water transport and protein folding. The variety RB92579 had a pattern similar to that found in RB867515, but presented increased photosynthesis, lower oxidative stress and a lower loss of pigment. We succeded in identifying genes involved in the response to water stress in sugarcane as well as in distinguishing the varieties used in the study. We selected transcription factors associated with agronomical traits from the transcriptome data previously obtained by the group. We produced antibodies for 5 sugarcane TFs and standardized the methodology of ChIP-Seq using the 454 sequencing platform. Data analysis of ChIP-Seq using RNA Pol II antibody allowed us to detect contamination with the human genome, probably due to the use of gDNA in the reamplification control, as well as to map the detection repetitive regions, which may be binding sites of Pol II or background. The data reveals that sorghum and the sugarcane genome are similar despite the complexity of sugarcane. The results were important since they allow the beggining of studies to map regulatory regions in the sugarcane genome, as well as the uncovery of regulatory networks associated with agronomic traits of interest
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Estudo do transcriptoma associado ao déficit hídrico e desenvolvimento de imunoprecipitação de cromatina em cana de açucar para estudos de redes regulatórias transcricionais / Transcriptomics associated with water deficit and development of chromatin immunoprecipitation in sugarcane to study transcriptional regulatory networksMaximiller Dal-Bianco Lamas Costa 09 March 2012 (has links)
A cana-de-açúcar é uma gramínea C4 usada por séculos como a principal fonte de açúcar e mais recentemente para obtenção de etanol. Devido a sua grande importância no cenário econômico mundial, estudos em cana-de-açúcar são cada vez mais importantes no sentido de prover informações que possam levar ao aumento de produtividade para suprir tanto a demanda interna quanto externa. No entanto, a quantidade de dados moleculares e biotecnológicos disponíveis está muito aquém do necessário, e investimentos na obtenção de novos conhecimentos serão necessários se quisermos evoluir neste campo, assim como manter o nosso país como líder na produção de etanol. Neste trabalho, conduzimos experimentos em campo para comparar variedades contrastantes para a tolerância ao déficit hídrico e realizamos diagnósticos fisiológicos e moleculares para diferenciar as variedades. O estresse hídrico levou à diminuição do crescimento e desenvolvimento de todas as três variedades analisadas. A variedade RB855536 foi identificada como a menos produtiva das três, visto que em condições de déficit hídrico ela diminui mais seu crescimento, sofre mais efeitos do estresse oxidativo, acumula mais osmólitos e tem o ciclo de Calvin menos ativo. A variedade RB867515 teve um melhor desempenho, não acumulou osmólitos, não teve aumento na concentração de prolina, teve sinais menores de estresse oxidativo e um melhor funcionamento do ciclo de Calvin. Além disto, nós observamos a indução de transcritos na via de resposta do ABA e proteínas relacionadas com a fotossíntese, transporte de água e dobramento protéico. A variedade RB92579 teve um padrão similar ao encontrado para a RB867515, mas teve uma maior fotossíntese, um menor estresse oxidativo e uma menor perda de pigmentos. Nossos dados avançaram na identificação de genes envolvidos na resposta ao déficit hídrico em cana-de-açúcar assim como permitiram distinguir as variedades utilizadas no estudo. A partir de uma prospecção inicial de dados de transcriptoma previamente obtidos pelo grupo, foram selecionados fatores de transcrição associados a características agronômicas de interesse. Produzimos anticorpos para 5 TFs de cana-de-açúcar e padronizamos a metodologia de ChIP-Seq utilizando a plataforma de sequenciamento Roche 454. Uma análise dos dados de ChIP-Seq usando anticorpos para a RNA Polimerase II nos permitiu detectar contaminações com DNA humano, provavelmente pela utilização de gDNA como controle das reamplificações, assim como a detecção de mapeamento de muitas regiões repetitivas, o que pode ser normal, podendo indicar locais de ligação da Polimerase II ou então background. O mapeamento de praticamente todos os dados de sorgo em cana evidenciou a similaridade entre estes organismos, mas a maior quantidade de mapeamento em cana evidencia uma maior complexidade de seu genoma. Os resultados foram importantes por permitir o estabelecimento de uma metodologia de mapeamento de regiões regulatórias no genoma da cana-de-açúcar e significa um importante passo no estabelecimento de redes regulatórias associadas a características agronômicas de interesse / Sugarcane is a C4 grass used for centuries as the main source of sugar and more recently for ethanol production. We have seen an increasing interest in recent years to understand sugarcane to improve yield and supply the increasing world demand. However, the amount of molecular data available is far from ideal, and investments in acquiring new knowledge will be necessary to progress in this field if we want to maintain our country as a pioneer in ethanol production. In this work, we conducted field experiments to compare varieties contrasting to drought tolerance and performed physiological and molecular analysis. The stress condition led to reduced growth and development of all three varieties. The variety RB855536 was identified as the least productive, suffered more effects of oxidative stress, has accumulated more osmolytes and has the Calvin cycle less active. The variety RB867515 had a better performance, did not accumulate osmolytes, had no increase in the concentration of proline, had minor signs of oxidative stress and a better functioning of the Calvin cycle. In addition, we observed an induction of transcripts in the ABA response pathway and proteins related to photosynthesis, water transport and protein folding. The variety RB92579 had a pattern similar to that found in RB867515, but presented increased photosynthesis, lower oxidative stress and a lower loss of pigment. We succeded in identifying genes involved in the response to water stress in sugarcane as well as in distinguishing the varieties used in the study. We selected transcription factors associated with agronomical traits from the transcriptome data previously obtained by the group. We produced antibodies for 5 sugarcane TFs and standardized the methodology of ChIP-Seq using the 454 sequencing platform. Data analysis of ChIP-Seq using RNA Pol II antibody allowed us to detect contamination with the human genome, probably due to the use of gDNA in the reamplification control, as well as to map the detection repetitive regions, which may be binding sites of Pol II or background. The data reveals that sorghum and the sugarcane genome are similar despite the complexity of sugarcane. The results were important since they allow the beggining of studies to map regulatory regions in the sugarcane genome, as well as the uncovery of regulatory networks associated with agronomic traits of interest
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